乘用车声学包设计
声学包标定及其他
SEA数模搭建
部件级(关键钣金件)
? 防火墙 ? 地板 ? 车门
钣金件隔声量
? 钣金件隔声量测试 ? SEA仿真预测 ? 覆盖率影响分析
定义关键内饰件隔声性能上下目标限
SEA数模搭建
整车级
? 标杆车SEA模型或开发样车 SEA模型 ? 内饰材料声学性能(标杆车、目标、
? 发动机舱内吸声件 ? 乘坐室内吸声或隔声件 ? 后行李箱吸声和隔声件 ? 各种声学密封件 ? ……
3
? 指导内饰件材料定义( NOVA,FOAM-X ) ? 指导声学包结构设计及生产制作工艺
开发初期 ? 确立声学包目标水平,减小生产盲目性
? 声学包性能水平控制 ? 声学包对整车噪声水平影响预测
实测) ? 声载荷(标杆车与开发车) ? 调整内饰定义
修正、调整、确定内饰件目标定义
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VAONE在声学包开发中的运用
2
声学包开发方法与流程
3
声学包目标定义
4
声学包开发中的相关试验
整车开发中的声学包开发
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摸底测试
测试内容:声压、AI、声功率
? 怠速、匀速等
40.00 27.41
Octave 1/3 driver_R:S (A) 746.99 rpm Octave 1/3 codriver_R:S (A) 746.99 rpm
中国汽车技术研究中心 邓江华 博士
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VAONE在声学包开发中的运用
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声学包开发方法与流程
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声学包目标定义
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声学包开发中的相关试验
整车开发中的声学包开发
2声学包Βιβλιοθήκη 义具有处理空气声声压的声学部件组合,多由棉毡、海绵、玻璃纤维 、无纺布、质量层、密封件等材料组成。 对一般乘用车而言,声 学包主要包括以下几大部分
整车NVH声学包开发过程
Trunk Floor 行李箱地毯
Headliner顶衬
Dash Insulator
Trunk Trim
前围隔热垫
行李箱盖饰板
Test Functional Value 测试基准数值
Assess Design Intent 评估设计目的
Estimate Cost 估计成本 Measure Mass 测量重量
3.) Collect NVH data which is useful for setting targets, and reveals potential design improvements. 收集对设计目标及设计改进有用的NVH数据。
4.) Select and test “Image Vehicles” which emulate the NVH performance being sought. 选择并测试一辆性能较好的车型,寻找一个较好的NVH性能方案。
Part Throttle on Smooth Road in Second、 两档半油门加速测试
Engine 发动机噪声
Coast Down on Smooth Road in Neutral 空挡减速测试
road/tire 胎噪
Stationary Vehicle at Idle in Drive & Neutral 怠速测试(行车怠速和驻车怠速)
1
2
Comparable Comparable
21/28 mpg
22/32 mpg
3501 lbs
3355 lbs
3761 lbs
5
5
5
Sport Utility Vehicle
浅析汽车车身用NVH声学包装材料
浅析汽车车身用NVH声学包装材料目前,世界各大跨国汽车公司均在汽车研发流程的各个阶段,将汽车的NVH性能等同于安全性、燃油经济性和排放等性能,进行设计和控制。
在世界著名的汽车质量评估机构J. D. Power 评估汽车质量性能指标中有近1/3的质量指标与汽车的NVH直接相关。
随着我国汽车产业的跨越式发展,汽车的大众化和普及以及中国汽车顾客群的成熟,人们对作为顾客可直接感受的汽车的NVH性能的要求将越来越高。
汽车车身用NVH声学包装材料按作用分为三大类:阻尼减振材料、吸音隔音材料和阻隔密封材料。
本文分别阐述其性能及应用。
阻尼减振材料车身面板结构容易被外界激发,然后面板向车内辐射噪声。
阻尼消耗了激振力所做的一部分功,降低了振动幅度。
阻尼的另一个关键作用是抑制共振。
阻尼材料的最佳使用频率范围是200~500 Hz。
在宽温度范围和宽频率范围内,都具备高损耗因子,是最理想的选择。
1.补强胶片补强胶片是一种以环氧树脂为主的合成材料,具有3层复合材料,最上层为玻璃纤维骨架材料,中间是以环氧树脂/橡胶为基材的粘接层,底层为防粘纸。
补强胶片很容易地粘贴在钢板表面,经过高温烘烤后,硬化发泡,就像一块钢板贴在板件上,可以有效的提高板件局部的刚度。
加强减振材料的作用原理,就是通过材料的使用来提高车身钢板的刚度,从而提高其固有频率,达到避免共振,降低噪声的作用。
2.沥青类阻尼胶片沥青阻尼膜是在沥青基材料中加入石墨、锯末、石蜡、甲苯等有机和无机填料制成的薄膜。
按安装方式主要分为热熔阻尼膜、磁性阻尼膜和自粘阻尼膜。
热熔阻尼膜主要用于车身地板,特点是熔点低,加热后有一定的流动性。
通过涂装线烘烤时,材料熔化,冷却后会牢牢地粘在地板上。
磁性阻尼膜是在沥青主料中加入一些磁粉,使其具有一定的磁性而制成的。
通常用在门板、侧墙、天花板、轮毂上。
因为这些部分是垂直的、倾斜的和弧形的,磁性材料被用来把它们附着在钢板上。
类似于热熔阻尼膜的合成,磁性阻尼膜通过涂装线烘烤熔化,冷却后牢固附着在钢板上。
整车NVH性能开发中的CAE技术综述
整车NVH性能开发中的CAE技术综述一、本文概述随着汽车工业的飞速发展,消费者对汽车品质的要求日益提高,整车的NVH(Noise, Vibration, and Harshness,即噪声、振动与声振粗糙度)性能已成为评价汽车品质的重要指标。
为了满足市场的需求和提升产品竞争力,整车NVH性能开发显得尤为关键。
在这个过程中,计算机辅助工程(CAE)技术以其高效、精准的特点,成为了NVH性能开发中不可或缺的工具。
本文旨在对整车NVH性能开发中的CAE技术进行全面综述。
我们将对NVH性能的重要性和影响因素进行简要介绍,以便更好地理解CAE技术在NVH性能开发中的应用背景。
接着,我们将重点分析CAE 技术在整车NVH性能开发中的应用现状,包括其在噪声控制、振动分析和声振粗糙度优化等方面的具体应用。
我们还将探讨CAE技术在NVH性能开发中的优势和局限性,以及未来可能的发展方向。
通过本文的综述,我们期望能够为从事整车NVH性能开发的工程师和研究人员提供有益的参考和启示,推动CAE技术在整车NVH性能开发中的进一步应用和发展。
二、NVH性能开发概述NVH(Noise, Vibration, and Harshness)性能是评价汽车乘坐舒适性的重要指标,涵盖了车内噪音、振动以及冲击等感觉。
随着消费者对汽车舒适性要求的日益提高,NVH性能的开发和优化在整车开发中占据了越来越重要的地位。
NVH性能开发不仅涉及到车辆设计、制造、试验等多个环节,还涵盖了声学、振动理论、材料科学等多个学科领域。
在整车NVH性能开发中,CAE(Computer-Aided Engineering)技术以其高效、精确的特点,成为了不可或缺的工具。
CAE技术可以对车辆的NVH性能进行仿真分析和预测,帮助工程师在车辆设计阶段就发现并解决潜在的NVH问题,避免了后期物理样车试验的繁琐和高昂成本。
同时,CAE技术还可以对不同的设计方案进行快速比较和优化,提高了整车的NVH性能开发效率。
某车型前围密封及声学包优化研究
某车型前围密封及声学包优化研究雷 镭(上海汽车集团股份有限公司商用车技术中心,上海 200438)摘要:以某车型的噪声-振动-平顺性(N V H )设计开发为背景,针对其怠速关空调时车内噪声大的问题,根据噪声源隔离试验对进排气㊁发动机噪声进行分析,确认其主要噪声源为发动机㊂与对标车进行发动机噪声台架对比试验,得出传递路径中的前围隔噪量不足及存在漏噪现象为主要原因㊂在此基础上,通过控制噪声传递路径的方法对前围的密封性和隔噪两方面的设计进行改进,最终改善了车内噪声性能㊂关键词:前围 传递路径 密封性 隔噪量0 前言随着汽车市场的快速发展,人们对车内噪声的关注日益增加㊂对传统汽车来说,发动机㊁变速箱㊁空调系统等零部件为汽车的主要噪声源,对车内噪声的贡献量巨大㊂这些噪声源均布置在前舱内,乘员舱通过前围将噪声源隔离,前围一方面起到密封乘员舱的作用,另一方面能降低前舱内噪声向车内的辐射,所以前围的声学性能设计格外重要㊂前围总成包括外前围声学材料㊁前围钣金㊁内前围声学材料㊂为了隔离前舱传到乘员舱的噪声,前围总成主要以隔噪为主,吸噪不计或者为辅[1]㊂近年来,国内外学者对前围声学处理进行了大量的研究㊂罗竹辉等[2]对E V A+P U 形式的乘用车内前围隔音垫的隔噪性能进行了仿真分析,通过采用不同材料的乙烯-醋酸乙烯共聚物(E V A )和聚氨酯材料(P U ),确定了隔噪效率最优的E V A 厚度和P U 密度㊂M O R I T Z 等[3]对不同材料的前围声学材料进行隔噪性能的测试,通过测试结果分析,得出最优隔噪性能和质量比的声学材料,采用此声学材料既保证了声学性能又减轻了零部件质量㊂邓江华[4]通过仿真和试验结合,分析防火墙泄漏量㊁覆盖率和材料密度,得出了各因素对隔噪量的影响㊂本文针对某M P V 怠速关空调时车内噪声大的问题,根据排查结果,确认其主要噪声源为发动机㊂通过与对标车进行发动机台架噪声对比试验,得出该M P V 前围隔噪量不足及存在漏噪现象为主要原因㊂在此基础上,通过优化前围的密封性和提高声学包隔噪量,最终使得怠速车内噪声有了明显的降低㊂1 怠速噪声特性分析某M P V 车在关空调工况下怠速运行,主观评估噪声较对标车大㊂通过实车测试,某M P V 车内驾驶员耳旁噪声客观测试结果为48.6d B (A ),而对标车车内驾驶员耳旁噪声客观测试结果为45.2d B (A ),某M P V 车内驾驶员耳旁噪声比对标车高3.4d B (A )㊂从1/3倍频程图来看,与对标车相比,较大的频段基本集中在中高频,见图1㊂基于以上结果可以判定,在怠速工况下,高频的噪声主要为空气噪声㊂为了更好地对其采取降噪处理的措施,需先对噪声源进行识别㊂图1 某M P V 车与对标车怠速车内耳旁噪声1/3倍频程图2 噪声源识别及分析2.1 基于隔离法的噪声源识别基于噪声源为空气噪声的判断,本文采用选择覆482019 NO.3汽车与新动力All Rights Reserved.盖法(选择隔噪法)的噪声源识别方法㊂该方法是将各噪声源用隔声材料覆盖起来或引入消声器内,然后依次暴露噪声源,测量响应处的噪声,从而得到各噪声源对响应处的影响[5]㊂对于该M P V 来说,首先将汽车外前围处用铅板和隔声材料完全覆盖,并将进排气噪声引出到消声器中,再将相同怠速工况下逐一恢复各噪声源的状态㊂通过测量驾驶员右耳旁噪声和上一状态下噪声之差即可识别出该声源的噪声水平和在车辆怠速时声压级中的贡献量,如图2所示㊂测试结果如表1所示㊂图2 隔离法噪声源识别试验表1 隔离法噪声源识别试验结果序号测试工况驾驶员耳旁噪声/d B (A )1原始状态48.62引出进气噪声48.13引出排气噪声47.84发动机舱隔离噪声45.2通过声压级能量叠加公式可得到各声源的声压级,如式(1)所示L =10l g ðNi =110L i10()(1)式中,L 各声源的声压级,L i 为各噪声源声压级,N 为噪声源数目㊂根据式(1)计算出各噪声源贡献量,如表2所列㊂从表2中可知,对驾驶员右耳处噪声的贡献量而言,各零部件的贡献量大小排序依次为发动机本体噪声㊁进气噪声和排气噪声㊂表2 各噪声源贡献量计算结果序号测试工况驾驶员耳旁噪声/d B (A )1进气噪声39.02排气噪声36.33发动机噪声44.32.2 发动机台架噪声试验鉴于该M P V 车怠速工况下车内噪声的主要来源为发动机噪声,对该M P V 车和对标车的两台不同的发动机进行了台架噪声试验,对比两者之间的噪声差异㊂根据G B /T1859.3的方法,使用九点测试法,在半消声室测量怠速工况下发动机的表面声压级,见图3㊂根据测试结果,计算出发动机的声功率级㊂图3 发动机台架噪声测试图发动机的表面声压级计算公式为L p =10l g 1N M ðN Mi =1100.1L p i [](2)式中,L p 发动机的表面声压级,L pi 为第i 个传声器位置处测得的噪声声压级,N M 为传声器位置的数目㊂根据式(2),可通过式(3)得到发动机噪声的声功率级为L W =L p +101l g (S /S 0)(3)式中,S 为测量表面面积,S 0为基准面积,L p 发动机的表面声压级㊂根据试验结果计算所得两台发动机声功率级,某M P V 发动机为80.6d B (A ),对标车发动机为80.9d B(A ),见图4㊂图4中两台发动机的声功率级并无明显差异,因此该M P V 车怠速噪声大的主要原因还是由于前围总成的隔噪量不足㊂3 怠速噪声的优化措施通过以上试验结果可以发现,该M P V 车在怠速工况下车内噪声主要来源是发动机噪声,而对比该M P V 与对标车的发动机台架噪声试验结果可知,两台发动机噪声水平相当,所以根据降低车内噪声水平的492019 NO.3汽车与新动力All Rights Reserved.图4 发动机声功率级1/3倍频程对比图原理来说,重点应放在控制噪声传递路径的方法上来㊂由于车内噪声差异为高频噪声,因此控制传递路径应该对前围的密封性和隔噪方面设计进行改进㊂①为了符合原著本意,本文仍沿用原著中的非法定单位 编注㊂3.1 前围密封性优化车身密封开发是汽车振动-噪声-平顺性(N V H )性能得到保证的基础性工作㊂衡量车身密封性状态主要是通过车身的气密性测试来确定的㊂气密性测试方法大致分为两类:一类是恒压法,即通过鼓风机以恒定的气压向车体内部加压,当施加于车内的气压与车身漏气量达到压力平衡时,恒定的泄漏值即为车身漏气量,泄漏值越小,气密性则越好;另一类是减压法,即通过鼓风机以恒定的气压向车体内部加压至预定气压值,然后关闭进气阀,由于气体泄漏气压会逐渐减小,测量结果即是从预定的高压值减小到预定的低压值所需的时间,当时间越长时,气密性则越好㊂目前国内主机厂使用恒压法来测试整车的气密性,见图5㊂图5 白车身气密性试验图根据测试原理,可以得到气体流量与泄漏面积之间的关系为Q =a DA 2(P i -P 0)ρ0(4)式中,Q 为漏气量,a D 为流量系数,A 为泄漏面积,P i 为车内压力,P o 为车外压力,ρ0为空气密度㊂通过测量的漏气量和压力值,根据式(4)可以计算出泄漏面积,泄漏面积表征了泄漏区域的大小㊂结合车辆实际情况,要减小泄漏量,需要通过优化前围板及前地板的钣金结构㊁涂胶和过孔等的密封来实现,见图6㊂图6 白车身关注的密封钣金区域通过白车身气密性试验,确定了主要的泄漏点,如表3所列㊂表3 前围和前地板主要泄漏点序号位置泄漏量/c f m ①1空调进风口本体462空调风口和钣金搭接缝隙33前舱钣金搭接44堵盖处26对于空调进风口本体可知,泄漏原因主要是内外循环阀门密封不良㊁内外循环模式切换密封不完善造成的㊂通过更换符合设计状态的阀门零件,修复了内外循环的控制逻辑,此处异常泄漏消失㊂空调风口和钣金搭接缝隙泄漏原因是风口与钣金搭接泡棉过盈量不足引起的㊂通过增加风口与钣金之间的泡棉厚度完全消除了该处泄漏㊂对于钣金搭接的泄漏,经过实车检查,部分区域涂胶有缺陷,见图7㊂结合白车身情况,对上述各区域的涂胶工艺进行了优化,尤其是隔绝主要噪声源的钣金缝隙,实现上述区域泄漏量为零㊂其次,检查前舱区域的过孔和工艺孔,确保前舱钣金没有无用孔,且每个过孔和工艺孔均有密封设计定50汽车与新动力All Rights Reserved.图7涂胶状态较差的关键区域义㊂具体措施见图8和表4㊂图8前舱孔洞及堵塞检查内容表4项目车型前围钣金开孔密封措施孔洞编号孔洞功能孔洞大小密封措施1/6/8/15焊接定位孔Φ25m m橡胶堵盖2空调进风口0.0200m2P U发泡3高低压管过孔0.0020m2P U发泡4暖风水管过孔0.0020m2P U发泡5C C B安装定位孔Φ12m m橡胶堵盖7机舱线束过孔Φ80m m三元乙丙橡胶(E P D M)密封垫9真空助力器过孔Φ36m m E P D M密封垫10制动踏板过孔Φ72m m E P D M密封垫11转向管柱过孔0.0014m2E P D M密封垫12软轴过孔0.0020m2E P D M密封垫13空调漏水孔Φ25m m橡胶管14洗涤管过孔Φ25m m E P D M密封垫经过上述处理,白车身的泄漏量减小到了40c f m,最终结果优于对标车,见表5㊂表5白车身泄漏量车型M P V车优化前MP V车优化后对标车白车身泄漏量/c f m794045通过上述一系列控制流程,有效地控制了前舱等重点区域的泄漏量,为后续的吸收隔声性能及整车N V H性能控制提供了良好的基础㊂3.2声学包隔声优化声学包结构由吸噪层和隔噪层组成㊂吸噪层通常采用P U泡沫或棉毡,隔声层通常采用E V A㊂前围板作为隔噪层,通常和内前围构成,包括钣金隔噪层㊁吸噪层和隔噪层,这种 三明治 结构,极大地提高N V H性能㊂上文中对前围钣金优化完成后,需再对内前围隔噪垫进行优化,主要是缩孔,即减小隔噪垫的开孔,减少零件与隔噪垫之间的缝隙,优化前后的隔噪垫零件见图9,具体共8处优化位置,详见图10和表6㊂图9内前围隔噪垫开孔缩孔优化前后对比图图10内前围隔噪垫优化图同理,对外前围隔噪垫进行缩孔优化,具体优化方案共6个,详见图11和表7㊂图11项目车型外前围隔噪垫优化图512019 NO.3汽车与新动力All Rights Reserved.表6 内前围隔噪垫优化内容序号优化目标1隔噪垫在中通道处往下延伸2转向中间轴处增加覆盖3空调冷热水管处压隔噪垫边缘4前舱线束处压隔噪垫边缘5空调进风口处压隔噪垫6三踏与仪表板横梁安装点处压隔噪垫7左A 柱下隔噪垫缺口填补8右A 柱下隔噪垫缺口填补表7 项目车型外前围隔噪垫优化内容序号优化目标1缺口处填补2管夹与隔噪垫间隙缩小3空调冷热水管压隔噪垫缩小4离合器过孔隔噪垫缩小5真空助力器与隔噪垫边缘间隙缩小6制动管路管夹与隔噪垫间隙缩小通过上述优化方案,内前围覆盖面积增加4%,外前围覆盖面积增加3%㊂对前围的隔噪量试验结果如图12所示㊂从图12可知,前围的隔噪量在中低频段基本无变化,从1600H z 开始的高频段隔噪量逐渐增大,说明前围密封和声学包的优化对高频段噪声的隔离更有效㊂图12 前围隔噪量优化前后对比图3.3 试验验证在怠速工况下,对完成以上优化措施M P V 车的车内驾驶员耳旁噪声进行测试,试验结果如图13所示㊂从图13可见,驾驶员耳旁噪声的高频成分有明显的下降趋势,对于原始状态来说,噪声从48.6d B (A )图13 优化前后M P V 怠速车内驾驶员耳旁噪声1/3倍频程图下降到44.8d B (A ),下降了3.8d B (A ),耳旁噪声优于对标车,达到了预期的优化目标㊂4 总结以某M P V 车怠速工况下车内噪声为研究对象,系统地阐述了整个优化过程和具体的噪声控制措施㊂采取优化措施后,某M P V 在怠速工况下,驾驶员耳旁噪声由48.6d B (A )下降到44.8d B (A ),噪声中的高频成分得到抑制,优于对标车表现㊂通过以上研究工作,获得以下结论:(1)通过隔离法能够快速地识别噪声源,为制定降噪措施提供依据㊂(2)车辆密封性和声学包对整车的N V H 性能有重要影响,主要对车内噪声的高频成分有良好的抑制作用㊂(3)前围钣金的泄漏量和前围声学包的开孔面积同样重要㊂泄漏量和开孔面积越大,从该处的泄漏噪声就越大,所以需充分考虑减小钣金泄漏点,增加声学包覆盖率㊂参 考 文 献[1]庞剑.汽车车身噪声与振动控制[M ].北京:机械工业出版社,2015.[2]罗竹辉,贺才春,罗仡科,等.内前围隔音垫隔声性能研究[J ].振动与冲击,2018,37(7):254-258.[3]M O R I T ZC T ,K L E C K N E RJA ,S A H A P .D e v e l o p m e n to f q u i e t s o u n d p a c k a g e t r e a t m e n t s f o r c l a s s8t r u c k s [C ].S A E N o i s e &V i -b r a t i o nC o n f e r e n c e&E x p o s i t i o n ,2001.[4]邓江华.防火墙总成特性对汽车声学包性能影响[J ].噪声与振动控制,2014,34(03):78-81,85.[5]韩松涛,潘耀曾.噪声源识别方法综述[C ].上海国际工业博览会-振动工程与信息化学术研讨会,2002.52汽车与新动力All Rights Reserved.专家简介袁卫平,上海汽车集团股份有限公司商用车技术中心整车集成部N V H科高级经理㊁资深专家㊁教授级高工㊁硕士研究生导师㊁I S O/T C70/WG13和S A C/T C177/WG11工作组组长,从事汽车和内燃机噪声振动控制研究30余年,注重理论与实践相结合,编有专著,发表多篇学术论文,拥有多项发明专利㊂专家推荐辞随着汽车用户对整车舒适性要求的不断提高,振动-噪声-平顺性(N V H)成为用户敏感度极高的因素之一㊂其中,怠速工况是用户在运行车辆时常用的工况,怠速工况车内噪声也是衡量整车N V H性能的常用指标㊂怠速工况车内噪声控制首先是定量分析主要噪声源的贡献量大小并进行排序,从而确定主要影响因素,然后施加有针对性的噪声控制措施,最终达到降低怠速车内噪声的目的㊂论文首先通过一系列N V H试验,确定了怠速车内噪声的频率成分,并得出噪声源和传递路径㊂根据车辆的零部件具体结构,确定了前围的密封和声学包是主要的优化目标㊂根据前围的具体结构,通过对前围钣金和声学包孔洞的减小及封堵,减小了前围的漏声,提高了前围的隔声量,完成了前围的密封和声学包的优化工作,使怠速工况下的车内噪声优于对标车,最终显著改善了怠速车内噪声问题㊂论文的条理清楚,结构明确,重点突出,研究内容丰富,对前围的密封和声学包隔声量优化有一定的指导意义和参考价值㊂All Rights Reserved.。
MODEL 3整车声学包解析
MODEL 3整车声学包解析1Model3声学性能概述60KPH-胎噪对比:在低速工况下,驾乘人员对胎噪比较敏感。
以下以60KPH匀速工况下的风噪值进行比较,Model3前排噪声小,驾驶员右耳声压总级58.5dB,较市场主流车型低2dB左右,后排噪声大,右后乘客左耳声压总级64.4dB,较市场主流车型高2.4dB左右;图160KPH120KPH-风噪对比:在高速工况下,驾乘人员对风噪比较敏感。
以下以120KPH匀速工况下的风噪值进行比较,Model3在匀速120KPH工况下,风噪表现理想,驾驶员左耳声压总级67.1dB,较市场主流车型低1dB左右;右后乘客右耳声压总级71.8d B,较市场主流车型高1.6dB。
图2 120KPH通过以上对比可以看出,MODEL3对于驾驶员的噪声控制水平在设计上进行了重点优化,优于市场主流车型,而对于后排乘客的噪声控制不太关注,所以后排噪声要比市场主流车型差。
影响车辆声学性能的因素很多,归纳起来主要有以下三类:1、密封性是声学包基础,包含气密性和声密性,气密性又包含白车身气密性和整车气密性;车身存在大量孔和缝,这些孔缝的密封处理对隔声性能至关重要,尤其是前围、地板上的孔缝必须得到有效处理;2、声学包装属于被动降噪手段,能够有效降低中高频噪声,改善车内声学环境;声学材料分为以隔声为主的隔声材料(EVA+发泡组合等)和以吸声为主的吸声材料(棉毡、吸音棉等);位置不同降噪需求不同,合理分布声学材料成为声学包开发关键;3、噪声源直接影响车内乘客舒适性;减少源处噪声,相比被动降噪,改善效果更加明显。
下面从整车密封性、车内声学材料使用及外部噪声源等方面解析Model3声学性能表现。
2Model3整车密封性解析2.1白车身气密性-涂胶质量解析Model3涂胶宽度、厚度均匀且美观,能够很好保证板件搭接位置处密封,采用机器手涂胶(图3);右侧某新能源车采用人工涂胶,涂胶质量差,多处存在缝隙,影响白车身气密性(图4);Model3采用外部整体涂胶,涂胶量上升,成本增加,但密封质量能够保证;内部地板加强筋多,机器手操作困难,无法连续涂胶。
基于整车声传函的声学包评价及应用
验 样车前 围隔声性 能不 连标 。按照泄漏排查一薄弱位置优先改善一整体优化 的改善顺序 ,首先通过 气密性试
验排查 泄漏 ,然后利 用声 强扫描 法找 出隔声薄弱位置进行改善 ,优化后 的整车隔声性能和车 内噪声均改
善 明显,此 方法可以为 整车 声学包调校和评价提供思路和参考。
关键词:整车声传 函;声 强扫描 ;评价 方法 ;互异性
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交通 工程 技 术
树 2016年第6期 第4-3卷
基于整车 声传 函的声 学包评价及应用
彭程 ,徐峰 ,孙敏 ,潘威 ,王 小龙
(广州 汽车集 团股份 有限公 司 汽车工程研 究院,广 东 广州 511434)
摘要 :利 用整车状态 下噪 声传递 的线性和互异 性原理建 立整车 声传 函的测试 方法 ,通过该方珐判定 某试
2016年第6期 第43卷
交通 工程பைடு நூலகம்技术
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的边界条件下进行不安装样 品和安装样品两种 有效值 (dB),并取差值为 :
状态的测量来对阻抗管非理想吸声末端进行 补 偿,准确 的测得了材料的隔声量 【5】,以上方法仅 适用于项 目开发前期不同材料参数 (成分 、面
—
N—R : 。。 一 j西 。。i
基于 声音传播的互异性和线性原理 ,建立 整车声传函的测试方法 ,用整车声传 函来评价 各部件 在整 车状态下 的隔声性能 ,通过 大量试 验积累数据库制定整车状态下各部件 的隔声性 能 目标 ,定量的给 出整车声学包的开发 目标 , 使得整车声学包开发工作 目标明确 。对隔声性 能不达标的部件再采 用声强扫描法找 出隔声较 差 的位置 ,改善隔声性能最差的部位 ,从而提 升 整 个 部 件 的隔 声 性 能 。
声学包设计及优化综合
动力传动系噪声源
Wind noise
传动系统通过车身/底盘的传播
路面/底盘噪声源
路面/底盘通过车身的传播
声学包开发的意义
Airborne Noise
Structure-borne Noise
声学包动力解传动系决噪声方源 案
Wind noise
传动系统通过车身/底盘的传播
路面/底盘噪声源
路面/底盘通过车身的传播
Part 3
声学包材料特性及测试方法
声学材料分类
本节内容
吸声材料物理特性 隔声材料物理特性 阻尼材料物理特性 T&S 解决方案
吸声材料物理特性
多孔吸声材料
吸声材料:具有大量的内外联通的微小孔隙和孔洞 吸声机理
– 黏滞性和内摩擦效应 – 热传导效应
吸声性能评价指标
– 法向入射吸声系数 – 混响室内测试吸声系数
总结
整车NVH开发流程中的声学包开发工作包括:
– 对标测试:吸声、隔声、阻尼,质量、密度,空间分布、贡献量,声源级等等,关键制定合理 的测试方案
– 指标分解: – CAE分析:SEA模型、材料物性参数测试、声源特性参数、NPA、制定优化方案 – 实车调教:实车NVH测试、检漏测试、部件子系统优化等
• 地板/车门等TL
– 地毯传递损失 – 中控台传递损失 –…
• 发动机舱/乘客舱吸声 系数
– 舱盖吸声性能 – 顶衬吸声性能 – 门吸声性能 –…
样车调校
声学包指标设定与分解
2020/6/21
声学包开发流程
标杆研究
指标设定/分解
NVHCAE/DVP验证
声学包设计及验证
• 整车声学包模型
– FEM/CAD – BOM/材料参数
声学包分析模型–整车测试噪声路径贡献
第三节
声学包 - 主体部件及结构特征
汽车声学包的分布形式 吸声材料关键的物理属性和参数 隔声材料物理特点 隔、吸声材料的多层组合形式
汽车声学包分布
仓盖/机仓吸音、地板阻尼/加强片、顶棚
防火墙 (Firewall)隔/吸声
地板 (Floor pan)
顶棚 (Headliner)隔/吸声
22
1000
24.06
AM.2/02.12
0.8949507
137797.2
1
502.55
965.47
51.2385
48091
0.34908
0.29925
23.82
978.39
14.65
AM.2/02.13
P
下标m代表有吸声材料测试时,对应的表面积、吸声系数和60dB衰减时间; 下标0代表无吸声材料测试时,对应的表面积、吸声系数和60dB衰减时间;
吸声系数测量 – 阻抗管
谐振吸声结构对吸声系数特性影响
谐振消音器 - 吸声系数
常用谐振消音器 - 赫尔姆 霍兹(Helmholtz)谐振器
V
谐振吸声器的声阻抗 -
空气传声
1. 2. 3. 4. 降低声源强度 封堵无用孔洞 阻隔噪声通道 在路径上增加声传 损失STL 5. 在路径上和车内采 用吸声措施
特征:低中频< 400Hz
特征:中高频> 250Hz
第二节
声学包常用计算公式
声传递损失STL与刚度、阻尼、质量的关系 声传损失STL的测试方法 声衰减NR与声传损失STL的互换关系 插入损失IL与声衰减NR和声传损失STL互换 关系 吸声系数α,以及特定结构对α的影响
乘用车声学包设计开发与优化技术研究
乘用车声学包设计开发与优化技术研究作者:吴昕楠于宗洋来源:《中国科技博览》2018年第23期[摘要]国家汽车工程事业的不断进步与发展,极大地促进了乘用车声学包设计技术的飞跃。
研究乘用车声学包设计开发与优化技术,有助于更好地提升设计水平,从而保证整体效果。
文章首先对相关内容做了概述,分析了声学包开发流程,并结合相关实践经验,分别从标杆车解析等多个方面就某车型声学包的开发进行了研究。
[关键词]乘用车声学包;设计开发;优化;技术中图分类号:TB533 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2018)23-0358-011 前言随着乘用车声学包应用条件的不断变化,对其设计开发与优化技术提出了新的要求,因此有必要对其相关课题展开深入研究与探讨,以期用以指导相关工作的开展与实践,并取得理想效果。
基于此,本文从概述相关内容着手本课题的研究。
2 概述一般乘用车声学包是指具有降低内部声压尤其是空气声声压的声学部件的组合。
对一般乘用车而言,声学封包主要包括发动机室内吸声件、乘员室内吸声或隔声件、后行李箱吸声和隔声件、各种声学密封件等。
车辆的声学包是对车内声学特征产生影响的重要组成部分。
利用声学包,不仅能降低车内噪声水平,而且可以调节车内的声品质,以满足客户的心理期待。
对于实现整车级声学目标而言,声学包装的定义、设计和开发是至关重要的。
在很多情况下,声学包装的开发都是在实际样车和声学包部件的基础上通过试验进行的,但真正更有价值的方法是如何在设计的早期阶段就具备开发声学包部件的能力,即通过使用分析工具根据整车级目标定义对声学包部件的要求和需要达到的指标。
统计能量分析作为处理中高频声学分析的方法已成功应用于乘用车声学包的开发设计和优化过程中。
3 声学包开发流程3.1 标杆车解析包括标杆车不同工况下车内声响应的测试、各工况下车外声载荷分布测量、声学包分布特征解析、各种声学部件的材料和物理属性的测定、车身不同位置金属材料属性和厚度确认、基于标杆车的整车开发目标定义。
某皮卡驾驶室声学包设计和结构优化
机电信息工程某皮卡驾驶室声学包设计和结构优化贺小明李信丽董勇峰游秀芬王博(江西五十铃汽车有限公司产品开发技术中心,江西南昌330100)摘要:对于用户来说,皮卡不仅仅是货运的工具,而且越来越追求整车的舒适性。
如何提升车辆行驶的舒适性呢,由于发动机的特性决定了整车噪声在源头方面无法得到改善,本文通过优化零部件结构和配接,增加声等等方案对整车驾驶行提升,满足客户的舒适性要求&关键词:驾驶室;声学包设计;舒适性提升;声学检测1室声学包概况汽车噪声大小是衡量现代汽车设计和制造水平的重要技术指标,车声状况更是衡量整车档次、品牌和质量的重要标准之一。
整车的噪音大小可通过主动控制和被动控制的方法进,主动控制即从噪音源头进行控制,包括提高部件加工和装配质量,改善发动机,改善车;被动控制则从车身控制角度岀发,进行声学包设计,对噪音源进音、隔音等。
在整车研发过程中,NVH性能要求怠速、加速和匀速工况下,车声不能岀现声和声&1'。
在整车声包设中,过声包技术车的中、高频噪声⑵,虑以下方案:a.发动机舱配有隔音隔热垫设计,发动机在启动后产生声音是造成车内音的主要源头,因此在源头做隔绝是的措;..置隔音隔热垫,发动机声音由I 车,在做隔音音;c.地毯优化设计,不是发动机的声音,从路进车内的行驶声音也是车内噪音的源头之一,不但可以美观和提升乘受,还能对外部声音进行隔绝.优化:一般采用优化驾驶进行隔绝或是增加阻隔件,以减少空腔的轰鸣声。
2室声学包设计和优化2.1驾驶室前围布置隔音隔热垫发动机噪声作为汽车最主要的噪音源,因而汽车前围的隔音尤要。
目场上存在的隔音垫大多采用单一的隔音材料进行隔音,其隔音并不要求。
故在不影响安装的!图1隔苜隔热垫示意图,在的音垫(20mmPET)表面再覆一层隔音材料(2.5mmP9C),过隔音音的效果叠加,达到降噪的预期目标,隔音隔热垫零件如图1所示。
2.2地毯结构优化地毯作中面积较大的零部件,它对整车的NVH有较大的影响,主要吸收与阻隔和动统的噪声,为了提高它的NVH性能,通常会在地板及料间增加开孔材料,本方案所使用的材料为PET+PE面料+PVC+PET毛毡,PET毛毡密度为1000g/m2,厚度约为20mm。
一种声学包优化方法研究
一种声学包优化方法研究摘要在汽车NVH性能分析中,往往将这个过程简化为“源-传递路径-接受体”这样的系统,而声学包的开发研究就是控制和改进这些路径以使车内噪声控制在预定的目标值之内。
整个声学包的开发重点在于噪声源的识别和传递路径排序,只有很好的掌握这二项关键特性才能有效解决问题,下面通过国内某MPV 噪声优化来验证这种控制方法的有效性。
关键词传递路径;声学包;噪声源;排序前言声学包就是在传递路径中控制车内噪声所有声学材料零部件的总称。
影响整车中的声学包因素主要有:声学材料的声学性能、成型后零部件的声学性能、整车上声学材料的选择、整车上声学包的布置方案。
通过科学合理的方法对以上所述因素进行选择和控制,能够有效降低车内声压级,提高车内语音清晰度。
1 噪声源识别整车空气声源主要包括动力总成噪声、轮胎噪声、进排气管口辐射噪声等,这些噪声通过不同的传递路径传入乘客舱。
为了能反映实际的行驶工况下整车声学特性,在车厢外部25处主要噪声源和车厢内4处分别布置了传感器[1]。
2 噪声源及传递路径排序2.1 传递路径分析基本原理传递路径分析法基本原理基于假设来自不同路径的所有部分贡献构成了总响应Pk=ΣPijk (1)其中:Pk为乘员位置k处的总声压;Pijk为传递路径i在j方向对乘员位置k总声压的部分贡献。
Pijk=Hijk·Sij (2)其中:Hijk為传递路径i上j方向到乘员k的传递函数,结构-声学传递函数或声学传递函数;Sij为传递路径i上j方向上的实际激励。
2.2 声源替代测试直接传递函数声学包主要控制高频空气路径噪声。
对于空气声的传递函数可以采用直接测量的方法。
依次将已校准过的高声功率的点声源放置在上述29个“噪声源”处,其他的28处麦克风包括乘客舱内的接收点采集声压信号。
结合路试工况、点声源激励下的声压级测试结果,基于交叉矩阵法就可以对实际工况的噪声源进行解耦,从而进一步得出实际噪声源对车内总声源的贡献量。
整车声学包开发流程与控制-长城孙飞
ⅹ
开缝设计
● 开孔处隔热层与安装件
√
间隙值≤
设计空间
● 四周及天窗边缘部位保证 设计空间
● 面料设计厚度≥ ● 基板设计厚度≥
厚度
顶棚
吸声性能
● 顶板空腔添加吸音 棉设计
● 吸音棉克重、设计 面积满足性能要求
机舱盖隔热层
发动机罩隔热 层
轮罩内饰件
● 防溅垫及吸音材料 ● 轮罩隔热层
其他隔吸音部件
技术手段
控制文件
标杆车试验分析
总布置预防方案
标杆车仿真分析
声学包 开发
目标值制定分解
结构设计对标
数据库建设
标杆车试验分析
车内噪声测试 激励源噪声测试 整车声声传函测试
系统隔声量测试 整车密封性测试 整车气密性测试
材料隔声量测试 材料吸声系数测试 白车身气密性测试
标杆车仿真分析
SEA模型创建
模型有效性验证
b—Noise analysis
GT-power流体噪声仿真分析
GT-power — Hydro-noise simulation analysis
技术能力
整车NVH性能控制
截面分析 Section performance 白车身模态分析 BIW modal analysis 白车身静刚度 BIW static stiffness analysis 关键点动刚度 Attachment point dynamic stiffness
● 内隔热层应覆盖整个前围钣金
开缝设计
● 外隔热层覆盖通风盖板
● 开孔处隔热层与安装件
√
间隙值≤
材质
● 附件材料随形性好 ● 毯坯隔声性能需保证,表面
汽车声学包轻量化设计分析
汽车声学包轻量化设计分析摘要:本文旨在研究汽车声学包的轻量化设计,要求在保证声学性能的前提下,尽可能实现轻量化的目标。
针对电动汽车的轻量化设计需求,综合考虑其声源分布,对电动汽车关键声学包部件进行轻量化研究。
关键词:汽车声学包;轻量化设计引言:车内噪声按照频率可分为低频、中频和高频噪声。
车内低频噪声可采用有限元法和边界元法等分析求解;而随着频率的升高,车身结构在高频段呈现出“短波长、高模态密度和高模态重叠数”等特性,导致有限元法不适用于高频噪声分析;而统计能量法可克服这些不适合有限元分析的因素,故可广泛应用于高频噪声研究中。
声学包是控制车内高频噪声的有效措施,将不同吸、隔声材料进行最优组合,不仅可获得良好的声学性能,还能实现材料的轻量化。
如以覆盖率、堵件厚度、PU泡沫厚度和EVA面密度为设计变量,对前围板声学包进行优化,使声学包在隔声性能与质量之间取得最佳平衡。
一、汽车声学包轻量化分析电动汽车的轻量化设计直接影响到续航里程、行驶能耗、安全等方面的性能,汽车轻量化已成为当前汽车工业发展的主要趋势。
声学包作为整车中一个重要子系统,有较强的轻量化需求。
声学包轻量化的前提是不造成整车声学性能的衰减。
声学包材料特征参数(如厚度、密度等)存在一定的不确定性,其声学性能的稳健性是声学包轻量化设计的一个主要考量。
基于声学包样件在制作、运输过程中可能存在的厚度、材料参数(流阻、密度)等方面的不确定因素,研究其对整车声学包性能稳健性的影响。
通过合理的优化分析,可设计出兼顾吸隔声性能与良好声学性能稳健性的轻量化声学包部件。
二、计算原理声学包零部件往往采用单一材料组分,未结合传递路径贡献量差别进行不同组合设计,存在声学包性能过设计且重量无法把控的弊端。
基于统计能量分析原理,综合路径贡献量与声学包方案组合灵敏度指标进行分析,从而实现声学包性能与轻量化平衡优化设计。
1、声学材料Biot参数声学材料的声学行为受5个Biot参数(孔隙率、流阻率、弯曲度、黏性特性长度和热特性长度)以及3个力学参数(杨氏模量、泊松比和损耗因子)影响,其中力学参数只影响弹性质地材料,不考虑力学参数对非弹性质地材料性能影响。
乘用车声学包设计
乘用车声学包设计孙成武;陈党辉;靳干;俞燕【摘要】汽车NVH特性是影响汽车品质的重要因素.为了使整车声学包的开发更加合理化,采用正向设计流程,利用网络诊断算法及数据库匹配确定声学包的方案.理论设计阶段完成后,参考SEA方法测试系统阻尼损失因子并利用声学软件进行区域阻尼成像,根据结果对存在缺陷及过剩的方案进行重新匹配,最后利用方案优化手段完善整车声学包.经实车测试,优化方案弥补了整车声学包设计的缺陷,整车的NVH 性能得以提高.【期刊名称】《汽车工程师》【年(卷),期】2014(000)009【总页数】3页(P22-24)【关键词】汽车;声学包;网络诊断算法;方案优化【作者】孙成武;陈党辉;靳干;俞燕【作者单位】安徽江淮汽车股份有限公司;安徽江淮汽车股份有限公司;安徽江淮汽车股份有限公司;安徽江淮汽车股份有限公司【正文语种】中文车内噪声影响乘客的舒适性和安全性等,已成为车辆研究及客户关注的核心[1]。
降低车内噪声,改善座舱环境是全球汽车主机厂及供应商所急于解决的问题[2]。
近年来,国内的大部分主机厂在NVH方面投入了较多硬件和软件,但是总体水平和国外相比还有一定的差距[3]。
一些生产NVH零部件的厂家以往主要以制造产品为主,主机厂的同步开发能力普遍较差,可提供的同步开发研究手段和分析方法并不多,受国际通行的同步开发、模块化供应和系统供货等配套方式的影响,零部件厂家已经意识到了参与主机厂NVH前期设计和匹配开发的重要性。
文章简要介绍了汽车声学包设计的基本流程和主要方法,应用网络诊断计算方法和声学仿真分析软件开发出整车声学件的目标值,再根据NVH数据库(主机厂和NVH零部件厂自身创建)匹配目标值得到声学件方案,最终通过优化方案对实车的NVH性能进行优化整改,完成声学包项目的开发。
1 声学设计目前,声学设计与整车同步开发,首先是根据一个或多个标杆车型驾乘主观评价和道路测试车内/车外噪声目标值,然后通过仿真计算设定目标值,最后在数据库中选择进行目标匹配,使整车性能平衡。
声学包标定义及其他
成分组成解析
厚度分布解析 重量分布解析
声学包目标定义2
标杆车声学包解析
性能解析
吸声系数测试
插入损失测试
流 阻 测 试
初步内饰件目标值定义
声学包目标定义3
吸隔声材料组分等定义
参考标杆车结构 经验
样件声学性能测试分析
已有数据库 基于FOAM-X,NOVA 平板样件实际测试
声学包目标定义4
开发车型数模检查
气密性检查
钣金搭接 焊缝涂胶 工艺孔处理 其他影响密封处理的结构
内饰件安装设计检查
过孔处理 搭接贴合 覆盖率 其他附件安装支架等
声学包目标定义5
SEA数模搭建
部件级(关键钣金件)
防火墙 地板 车门
钣金件隔声量
钣金件隔声量测试 SEA仿真预测 覆盖率影响分析
定义关键内饰件隔声性能上下目标限
声学包目标定义5
SEA数模搭建
整车级
标杆车SEA模型或开发样车SEA模型 内饰材料声学性能(标杆车、目标、
实测) 声载荷(标杆车与开发车) 调整内饰定义
修正、调整、确定内饰件目标定义
目录CONTENTS
1
VAONE在声学包开发中的运用
2
声学包开发方法与流程
VAONE技术在整 车声学包目标定义
中的运用
中国汽车技术研究中心 邓江华 博士
目录CONTENTS
1
VAONE在声学包开发中的运用
2
声学包开发方法与流程
3
声学包目标定义
4
声学包开发中的相关试验
整车开发中的声学包开发
2
声学包开发目的
声学包定义
汽车声学包简介
汽车声学包简介文章对汽车NVH性能进行了阐述,介绍了汽车声学包的概念、分类、材料等内容,并根据某款车型详细介绍了声学包装件,旨在为今后新车型的声学包设计提供必要的信息及借鉴,进而提升新车型的设计速度及NVH性能。
标签:汽车;声学包;NVH引言随着汽车市场竞争的日益激烈和消费者对汽车产品要求的提高,未来汽车将朝着安全、环保、低成本、信息化、舒适性的方向不断前进。
消费者对汽车舒适性的满意程度主要体现在对汽车整体NVH性能的满意程度上,即消费者需要低噪声、低振动、驾驶平顺的体验。
据不完全统计,对顾客不满意问题调查中,约有1/3是与NVH性能有关;大约1/5的售后服务与NVH性能有关。
因此,对于汽车厂商来说,提高整车的NVH性能变的尤为迫切。
文章介绍的汽车声学包便是提高整车的NVH性能的一种手段。
1 汽车声学包定义要定义汽车声学包,首先需要了解汽车的NVH性能。
NVH是Noise(噪音)、Vibration(振动)、Harshness(平顺性)的简称。
汽车的NVH性能是衡量一个汽车品质的重要指标。
车内噪音的来源非常复杂:发动机的振动和噪音、排气系统的噪音、风扇噪音、传动系统噪音、内饰系统噪音、路胎振动、胎噪、制动噪音以及风噪等都是车内噪音的根源。
通常,人们习惯于按传播路径将车内噪音区分为两大类,即:由结构传递的中、低频噪音,它们通常由动力系统的振动、车身悬置系统的振动以及路胎振动而引起,并通过车身结构振动传播到车内;由空气传递的中、高频噪音,涉及:动力系统噪音、路胎摩擦噪音以及风噪等。
这些错综复杂的车内噪音来源表明,改善汽车的NVH性能是一项复杂的系统工程。
提高汽车的NVH性能除了主动降噪,如优化发动机及车身机构、提高车身动静刚度、改进底盘系统等方法来控制噪声源及传播路径;还需要必要的辅助手段。
汽车声学包作为一种辅助降噪的手段便应运而生了。
汽车声学包就是指跟汽车NVH性能相关的各类吸音、隔音、减震、密封的部件的总称,如前围板隔热垫、地毯、顶棚、孔塞、空腔隔断等等。
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53-55.
[3] 黄遵国,王彦. 汽车振动噪声(NVH)控制— ——汽车工业面临的新问
题[J]. 新技术新工艺,2011(7):73-77.
[4] 葛锋,李勇,顾彦. SEA 在汽车声学包降本设计中的应用[J]. 上海汽
车,2012(7):45-48.
(收稿日期:2014-07-10)
- 24 -
2014(9)
FOCU2S01技4术年聚9焦月
设计·创新
乘用车声学包设计
孙成武 陈党辉 靳干 俞燕 (安徽江淮汽车股份有限公司)
摘要:汽车 NVH 特性是影响汽车品质的重要因素。为了使整车声学包的开发更加合理化,采用正向设计流程,利用网络 诊断算法及数据库匹配确定声学包的方案。理论设计阶段完成后,参考 SEA 方法测试系统阻尼损失因子并利用声学软件 进行区域阻尼成像,根据结果对存在缺陷及过剩的方案进行重新匹配,最后利用方案优化手段完善整车声学包。经实车
图 4 标杆车型传递函数测量示意图
4)按图 5 所示测量系统的混响时间,并利用式(1) 计算系统阻尼损失因子。
图 7 仪表台区域 NVH 性能优化措施
- 23 -
技术聚焦 FOCUS
a 优化前
b 优化后
图 8 优化前后仪表台区域 NVH 测试结果对比
2.2 整车目标匹配 某车型的车内语言清晰度和噪声量测试结果,如
图 6 声学软件处理结果示意图
根据处理结果,利用声学包数据库(一般主机厂和 NVH 零部件厂均有自己的声学包数据库) 进行目标值 匹配,确定声学件的开发方案。
2 方案优化
麦克风指示器 图 3 标杆车型近场声功率测量示意图
3)利用校准声源测量传递函数。其测量示意图,如 图 4 所示。
校准声源
并联传递函数
硬件和软件,但是总体水平和国外相比还有一定的差 进行的。
距[3]。一些生产 NVH 零部件的厂家以往主要以制造产 1.1 网络诊断计算
品为主,主机厂的同步开发能力普遍较差,可提供的同
车辆声学网络诊断计算是将驾驶员对整车噪声的
步开发研究手段和分析方法并不多,受国际通行的同 感受、相互作用和驾驶经历的体验结合起来,是最大限
测试,优化方案弥补了整车声学包设计的缺陷,整车的 NVH 性能得以提高。
关键词:汽车;声学包;网络诊断算法;方案优化
Design of Passenger Vehicle Acoustic Package
Abstract: NVH is an important influencing factor on vehicle quality. In order to make acoustic package of passenger vehicle more available, Diagnostic Network Analysis and database matching were used to determine the proposal of acoustic package with positive design process. The theoretical design was completed, the system damping loss factor was tested based on SEA method, making the results into image with acoustic software, targets which existed defects were rebalanced based on the results. It is proven that optimization proposal was utilized to compensate the defect of acoustic package,and NVH was improved. Key words:Vehicle; Acoustic package; Diagnostic Network Analysis; Optimization proposal
NVH 性能进行优化整改,完成声学包项目的开发。
开发的不同阶段都会发生,如图 1 所示。对于一个成功
1 声学设计
设计的新车型,以上每个步骤都要进行。由于不同单元
目前,声学设计与整车同步开发,首先是根据一个 之间的相互影响,全部网络诊断计算设计工作需要作
或多个标杆车型驾乘主观评价和道路测试车内/车外噪 为一个整体来加以考虑。
2014 年 9 月
设计·创新
图 10
噪声/dB
标杆值
80
目标值
70
匹配前实测值
60
匹配后实测值
50
40
30
20
10
010
100
1 000 10 000
频率/Hz
b 噪声
方案优化后某车内语言清晰度和噪声测试结果
从图 10 可以看出,整车 NVH 性能优于或至少与
标杆车型相等,且并无性能过设计现象。
除了上述 2 种优化方式外,还可通过降低噪声声
1)利用校准声源测量系统(腔体)声功率。使用功 率替代法,用一组麦克风直接测量声功率,其测量示意 图,如图 2 所示。
图 5 标杆车型系统混响时间测量示意图
η= ln(106) ωt
(1)
式中:η— ——阻尼损失因子;
ω— ——传递函数;ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
t— ——系统混响时间,s。
1.2 数据处理
网络诊断计算完成后,利用声学软件对数据进行
处理,处理包括噪声源排序、声功率净化、传递路径及
排序、声全息互易法/薄弱区域成像。处理结果示意图,
如图 6 所示,图 6 中红色部分为薄弱区域成像。
校准声源
麦克风指示器
图 2 标杆车型系统声功率测量示意图
2)测试工作状态下的近场声功率,并结合步骤 1) 计算工作状态下每个零部件的声功率。其测量示意图, 如图 3 所示。
声学包设计完成进入实车阶段后仍需要进行实车 的 NVH 测试,当测试结果与标杆车型差距明显或有明 显的缺陷时,需要进行 NVH 的优化处理。 2.1 薄弱部位处理
某车型实车测试结果 (经网络诊断计算处理得到 薄弱区域成像)发现存在局部的隔声效果薄弱部位。此 时在声学包数据库中利用声学软件再次进行目标值匹 配,得到优化方案后进行实物整改,采用重涂层 (EPDM)来增强薄弱区域的隔声能力,同时用声学性能 更好的 EVA 材料替代了树脂毡隔声层,如图 7 所示。 整改完成后的实车再次进行 NVH 测试,发现局部薄弱 部位的传递损失得到改善,如图 8 所示,系统整体 NVH 性能得到提高。
1 000
标杆值 目标值 实测值
2 000 3 000 4 000 转速(/ r/min)
a 语言清晰度
80
标杆值
70
目标值
60
实测值
50
40
30
20
10
需优化
0
10
100
1 000 10 000
频率/Hz
b 噪声
图 9 某车内语言清晰度和噪声测试结果
噪声/dB
为了达到标杆车型的性能,将整车声学包目标性
- 22 -
2第0194(期9)
Design-Innovation
声辐射环境 噪声源
传递进化 空间进化
输入阻抗 环境进化 网络诊断算法
FOCUS 技术聚焦
麦克风 指示器
环境进化
传递损失
声辐射空间
空间进化
声源进化
环境进化
空间传输 接收点阻抗
图 1 声学网络诊断计算步骤
网络诊断计算是利用标杆车型进行声功率、传递 函数及混响时间等的测量,并利用 SEA[4]系统阻尼损失 因子方程式计算得出阻尼损失因子,具体步骤如下。
声学网络诊断计算通过 4 个基本进化步骤 (噪声
学仿真分析软件开发出整车声学件的目标值,再根据 源进化、环境进化、空间进化和传递进化),能够与车身
NVH 数据库(主机厂和 NVH 零部件厂自身创建)匹配 安全及热管理系统开发保持同步,连续地对整车 NVH
目标值得到声学件方案,最终通过优化方案对实车的 性能进行改进,这 4 个开发步骤在声学网络诊断计算
研究人员在学习国外先进技术的同时应注重创新,创
建更佳的正向开发流程,从而使国内的汽车 NVH 技术
能够达到国际领先水平。
参考文献
[1] 陈明. 基于车内噪声的轿车 NVH 改进[J]. 汽车工程师,2010(5):40-41.
[2] 杨冠峰,黄文华. 乘用车车内噪声控制技术研究[J]. 城市车辆,2007(5):
车内噪声影响乘客的舒适性和安全性等,已成为 声目标值,然后通过仿真计算设定目标值,最后在数
车辆研究及客户关注的核心[1]。降低车内噪声,改善座舱 据库中选择进行目标匹配,使整车性能平衡。与整车
环境是全球汽车主机厂及供应商所急于解决的问题[2]。 同步开发的声学设计开发步骤包括诊断计算、仿真分
近年来,国内的大部分主机厂在 NVH 方面投入了较多 析及方案优化,这 3 个步骤是每个车型声学设计必须
步开发、模块化供应和系统供货等配套方式的影响,零 度地提升驾驶性能的关键。开始声学网络诊断计算,首
部件厂家已经意识到了参与主机厂 NVH 前期设计和 先需确认:必需与不需要的声音;提供确切声音信息给
匹配开发的重要性。文章简要介绍了汽车声学包设计 驾驶员的相应时间;有用的声音在车内/外空间的定位。
的基本流程和主要方法,应用网络诊断计算方法和声
源来调整声功率的目标值。这些优化处理都是为了弥
补整车声学包设计的缺陷,提高整车 NVH 性能,是整
车声学设计的必要步骤。
3 结论
国内自主品牌汽车的 NVH 设计基本上都是通过