汽车顶衬系统的吸音性能分析

汽车顶衬系统的吸音性能分析
作者：文/ 朱沛英
来源：《时代汽车》 2020年第15期
朱沛英
泛亚汽车技术中心有限公司上海市 201208
摘要：汽车顶衬系统主要对PU材质的分析，根据不同材质的性能所含物质来进行分析，
在对PU材质选取三种不同的因素，根据正交实验分析PU材质的透气性，在通过加工工艺找到触媒用量、原料温度、搅拌速度三种因素对PU材质的透气性作为参考，了解汽车顶衬系统的吸音性能，在简要说明汽车吸音材质的发展趋势。

本文主要对汽车的吸音做简要的对比分析，以
及各个因素的分析。

关键词：PU材质透气性加工工艺
Analysis of Sound Absorption Performance of Automobile Roof Lining System
Zhu Peiying
Abstract：The automobile roof lining system mainly analyzes the PU material,
and based on the substances contained in the properties of different materials, three different factors are selected for the PU material, and the air permeability of the PU material is analyzed according to the orthogonal experiment. The research finds three factors: catalyst dosage, raw material temperature, and stirring speed, as a reference for the air permeability of PU materials, studies the sound absorption performance of the car roof lining system, and briefly explains the development trend of car sound absorption materials. This article mainly makes a brief comparative analysis of the car's sound absorption and analyzes various factors.
Key words：PU material, air permeability, processing technology
1 引言
汽车顶衬系统，主要是对汽车顶棚的吸音系统，汽车在高速行驶的过程中由于各种内在外
的因素会产生很大的噪音，对人们的行驶过程除了对耳朵的损伤，更多的是严重影响了人们的
安全，所以汽车吸音是必不可少的，因此对于汽车顶衬部位进行吸音性能的分析。

2 汽车顶衬材料分析
2.1 汽车顶衬材料分析
对于汽车内饰的纺织品不仅需要在外观上做到美观、舒适。

在性能上也得做到防水、防污、耐磨、吸音等要考虑全面，所以我们依据这些方面将汽车纺织材质分成两大类，一类就是装饰
性的另一类就是功能性的。

与其他汽车内饰相似汽车也分为三层结构，底层几乎都用非织造布
或玻纤材料，主要起到一定的支撑作用，然后中间就是有聚氨酯、聚苯乙烯等的发泡材料，最
后是表层，一般材料为无纺布，主要为了美观。

在作用上也需要一定的延展性。

满足模压成型
的工艺要求，还要满足汽车顶棚的标准需求。

聚酰胺纤维是顶棚织物的主要原料，具有良好的
手感和优良的回弹性。

生活中汽车的需求越来越普及，所以对汽车的加工要求也在提高。

2.2 汽车顶衬内饰的种类
汽车顶衬内饰主要有两种软顶和硬顶，软顶有两层一层是面料，另一层是泡沫层，然后利
用层压法将这两层复合在一起，而这种软顶用到的相对较少。

软顶的装配操作简易。

而硬顶相
较于软顶来说在软顶的基础上多了一层基层，一般生产都是大型成套的生产设备，利用热压成
型的方法将他们三个复合在一起，且具有一定的刚性。

PU基板主要为干法湿法两种装配工艺其中简介两种方法的工艺流程
干法工艺流程：
{底层无纺布→放卷→撒玻纤→撒粉→放PU板→撒玻纤→撒粉→预热→加热→复合→冷却
→收板→基材｝+面饰层→烘烤→冷漠成型→修边→压铆灯固定框→安装附件→顶棚总成→进入物流环节
湿法工艺流程：
无纺布→放卷→撒玻纤→喷胶→放PU板→撒玻纤→喷胶→预热→收板→基材→热模压
→{顶壳、面饰层}→热模压→切割→ 压铆灯固定→安装附件→顶棚总成→进入物流环节
3 汽车顶衬系统材料对吸音性的影响
3.1 汽车顶衬系统的加工工艺
汽车顶衬系统的加工工艺流程，见图1：
3.2 汽车顶衬材料的分析
从轻量化的发展方向来讲，理想中的隔音材料是对减振、吸音、隔音效果的复合，而不是
单单对各种材料的粘合，所以隔音材料的研究与选取相对重要，对实际应用的效果的综合利用。

而实验表明高纯度铝箔与阻尼橡胶复合而成的材料减振效果比较好。

这种复合材料与汽车附后
形成一种双金属夹材的形式。

在汽车顶衬系统中，材料相对柔软，而且寿命长。

不是任何一个
减振、吸音的材料就可以用在汽车上，需要考虑很多因素，所以好的吸音材料几乎接近苛刻。

我们了解以下主要材料：
3.2.1 吸音棉
吸音棉属于人造无机纤维，以天然矿物作为主要原料然后在配用一些化工原料熔成玻璃。

在融化的过程中，趁着融化的状态使用外力吹成絮状纤维，就会出现交叉、缠绕、平行的纤维
间的状态期间会出现很多的小间隙，这种细小的间隙能起到吸音的效果。

在研究分析中依据噪
音的特点来源，学者针对车顶的角度、高度、坡度、等进行采纳数据并进行仿真模拟，对车顶
所用吸音棉进行对声音的过滤起到一种声音阻隔的作用，汽车在行驶过程中产生的声波能够最
大限度的被吸收，以达到汽车降噪材料轻量化能够有效环保的要求。

3.2.2 消音隔热棉
吸音棉与隔音棉是依据性能来说非常好的装饰材料，消音隔热棉的作功原理主要是将声能
转化为热能。

这种材料非常特别也确实阻断了声音的传播，起到了有效的消音效果，而且还很
容易引起声能反射。

有效的起到阻燃、防水的性能。

所以在汽车内饰性能方面适用范围比较广，也是性价比比较高的一款。

3.2.3 短玻纤层
短玻纤层中短玻纤的长度通常低于6毫米，甚至更短。

且在制作工艺上对于尺寸的要求也
不需要过长，在生产中更为灵活，质量与产量要高很多。

短玻纤维增强都是采用注塑方法。

而
对于汽车顶衬选取短玻纤维，主要是增加了汽车顶盖内衬的强度。

3.3 对顶衬材料吸音的测试研究
3.3.1 PU板材的加工工艺的研究
汽车顶衬工艺中PU材质占据主要位置，所以在对PU板材的吸音性能的研究中，选取两种
不同选取两种不同批次的PU板材进行测试。

测试两批PU板材在密度、硬度、拉伸强度、断裂
伸长率等对吸音性能的影响因素。

而且根据数据检测发现在很多加工工艺上都存在差异。

3.3.2 PU板材对顶衬透气性影响的研究
根据以上数据，我们不难发现B料配比与出气时间的变动比较小，所以我们将这两个因素
排除。

所以搅拌速度、原料温度、触媒用量这三个因素对PU材质的透气性具有一定的影响。

为了了解PU材料透气性下降的原因，并对其进行优化处理，利用正交设计对数据及进行检验处理，并对最终结果进行极差处理，确定三个因素的主次关系。

通过正交实验结果在对此结果对各个因素进行极差分析，得到Rc=28.4，Rd=6.7，Re=9.4，Rc＞Re＞Rd，依据数据我们可以得到搅拌速度快PU材质好，原料温度高PU材质好;触媒用量低PU材质好。

4 汽车吸音材料的发展趋势
汽车吸音隔音非织造布产品，在汽车吸音材质方面主要应用。

我国汽车产量的影响每年需
要的隔音材质大约有1.8万吨。

简要说明一下汽车吸音隔音材料的发展趋势：
（1）在学术界对汽车吸音降噪理论已经有了一定的理论体系，主要是学者们研究声音原理从根本上了解还有就是隔音吸音的理论机理作为方向研究的，但这套理论体系相对不够完善，
还有一定的发展空间。

（2）在吸音材料的开发与研究方面。

吸音棉隔音棉主要由纤维构成，在纤维形成前后可以采用一些手段增强吸音材料的吸音性能，可以不断的尝试更新。

找到更适合汽车内饰或根据汽
车内饰特点来开发具有吸音性的纤维。

（3）主要在织物吸音的工艺方面，依据汽车内饰的特点，在制造吸音纤维时加入特殊金属或者特殊材料，进行复合整理，可以大大提高材料的吸音特性。

（4）需要加强对吸音隔音材料的立法工作，出现更多复合标准的吸音材质制造。

5 结语
汽车的吸音性能虽然已经完成了一套相对系统的理论体系，但是根据因素分析，还有很多
地方可以进行改进创造。

能更好的提高吸音的性能。

参考文献：
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[3]赵淼淼，杜兆芳.汽车内饰材料吸音隔音性能的研究现状及发展趋势[J].产业用纺织品，2009（11）：6-8.。