乘用车声学包设计

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
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
பைடு நூலகம்
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）：
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
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
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
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
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
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
学零部件对比开发更加合理，利用声学数据库及控制
体系能够对整车 ＮＶＨ 目标性能进行优化配置，避免设
计缺陷和过剩的现象产生。为保证汽车 ＮＶＨ 的正向开
发，应进行大量声学零部件性能的收集，建立完善的声
学包数据库，同时应健全更加合理的控制体系去调控
整车 ＮＶＨ 目标。
文章为国内汽车 ＮＶＨ 设计提供了新的思路，国内
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。
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
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
与标杆车的声学零部件对比分析来进行的，无法使整
车 ＮＶＨ 性能达到最合理的目标。文章通过声学网络诊
断计算法进行汽车 ＮＶＨ 的正向开发，较之前简单的声
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；
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
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。
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
图 ９ 所示，该车语言清晰度比标杆车型低了 ２０%，比最 低的目标值还低了 １０%左右，如图 ９ａ 所示；同时 ５００ Ｈｚ 以下频率的噪声比标杆车型低，而 ５００ Ｈｚ 以上频率的 噪声需降低至少 １０ ｄＢ，如图 ９ｂ 所示。
语言清晰度/%
１３０ １２０ １１０ １００ ９０ ８０ ７０ ６０ ５０
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。
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 －
能重新布置，再将调整后的目标值进行数据库匹配，更
新整车声学件方案，调整后的实车测试结果，如图 １０
所示。
语言清晰度/%
１３０ １２０ １１０ １００ ９０ ８０ ７０ ６０ ５０
１ ０００
标杆值 目标值 匹配前实测值 匹配后实测值
２ ０００ ３ ０００ ４ ０００ 转速（/ ｒ/ｍｉｎ）
ａ 语言清晰度
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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。
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