NVH减振降噪材料及技术在汽车车身上的应用

图2 涂胶部位断面示意图
轰鸣声。 汽车旁路密封用的材料一般有 海绵、膨胀胶片和三维预成型膨胀 胶等。一般中、低端车型基本用海 绵，而现代中、高端的汽车生产则 广泛应用了膨胀胶片和三维预成型 膨胀胶。膨胀胶片通过自粘层粘贴 到车身钣金件上，经涂装各个工序 的高温使膨胀胶发泡成型（膨胀率 达800%）来堵塞空腔。但膨胀胶 片高温发泡后刚性较差，且若发泡 过多会产生流挂，因此一般用于空 腔较窄的区域。对于空腔较大的区 域，采用新型的三维预成型膨胀胶 能有效隔绝空腔。三维预成型膨胀 胶的中部是耐高温塑料模具件（塑 料件可根据安装部位的空腔断面尺 寸进行设计），周圈安装的膨胀胶 能高温膨胀，该件一般设计有一个 安装卡扣，可以直接固定到车身钣 金件上。膨胀胶片和三维预成型膨
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NVH减振降噪材料及技术 在汽车车身上的应用
对汽车车内噪声的来源进行了分析，结合SRV成品车的NVH整改，对车身减振降 噪材料及技术的应用作了详细说明。试验结果表明，此类材料及技术实施可以取得较 好效果。
传播的噪声，则可使车内噪声大大 降低。 对车内噪声有影响的外界噪声 主要有发动机传动系等动力总成产 生的噪声、路面激励产生的噪声、 风激励车身钣金产生的噪声和进排 气工作过程产生的噪声等，各种噪 声及其传递到车内的途径如图所 示。
动传递到车内形成的“booming(嗡 嗡)”声。所以，车身减振降噪技术 主要着眼于3个方面：第一、改善车 身的密封性，避免外部噪声直接通 过缝隙传递到乘驾舱内；第二、设 计合理的车身结构，使整个白车身 结构模态的固有频率避开外界产生 的激励频率，从而削弱车身共振对 车内噪声的贡献度；第三、用一些
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下面以一款SRV成品车为例， 说明通过减振降噪材料来降低车内 噪声的方法及降噪效果。 2. 车身密封性的整改 （）车身用胶 在汽车制造过程中，车身需在 焊装、涂装和总装三大工装流水线 上对一些区域进行涂胶，以达到整 车的密封效果。 焊装用胶主要包括折边胶、隔 振胶和点焊密封胶等。其中，折边 胶主要用于外板与内板的包边部位 （外板件主要通过包边来实现和内 板的连接），主要作用为密封及增 加钣金件间的粘接力；隔振胶主要 用在与外板配合的加强梁（板）的 涂胶槽内，经过涂装电泳工序后， 隔振胶在有限的空间内受热膨胀， 刷损失。因此，对于密封要求非常 严格的部位（如防火墙、外板包边 部位），焊缝密封胶和点焊密封胶 都要使用。PVC抗石击涂料主要 用于车身地板及前、后轮罩下端， 主要是在行驶过程中保护车身不受 石子打击而破坏，同时也增加车身 地板的密封性，此外在钣金上涂敷 PVC涂料能对振动起阻尼作用。 总装用胶主要是玻璃胶，用来 粘接前、后挡玻璃和侧窗玻璃等， 并起到密封周圈的作用。 SRV成品车已基本采用上述胶 种，改善了车身的密封性。部分涂 胶部位的断面示意图如图2所示。 高速流进，会形成“喇叭口”效应（流 入的高速气体与车身内腔的钣金发 生激烈碰撞、摩擦产生振动、噪 声）。 对SRV成品车的整车车身孔位 都进行了检查及评估，重要部位的 孔都用孔塞进行了密封，地板上的 孔塞周圈再经过涂胶密封，改善了 车身孔洞的密封状况。 （3）空腔旁路密封 空腔旁路密封是对车身空腔 （如侧围立柱空腔、门槛下边梁空 腔等）进行堵塞密封，防止在汽车 高速行驶时气流进入空腔，在空腔 中形成高速气流撞击薄板件产生的
江淮汽车技术中心 吴卫枫 杜 坤
NVH是noise（噪声）、 vibration（振动）、harshness（不 平顺性）的缩写。随着汽车制造技 术的进步，人们越来越关注乘用车 车内噪声和振动的控制，车内噪声 的控制水平已成为衡量乘用车质量 的重要标志之一。 国内汽车制造厂商由于汽车制 造技术基础比较薄弱，在汽车设计 之初，很难将控制整车NVH品质的 动力总成、车身结构及底盘减振等 要素设计到位，因此总是在成品车 出来之后再进行整车NVH的整改。 本文主要对成品车车身应用的被动 降噪技术及减振降噪材料进行了较 为详细的说明。
SRV在A柱和C柱上端及B柱空 腔区域使用了膨胀胶片，同时在A 柱、B柱、C柱与门槛下边梁搭接的 空腔处用海绵进行堵塞，确保了整 车旁路密封的效果。旁路空腔应用 膨胀胶片和海绵进行堵塞密封的主 要区域见图4。
图4 空腔旁路应用密封膨胀胶和海绵的 区域
中、低频噪声。但对于成品车噪声的 整改，车身结构更改难度大、成本 高，所以采用一些减振材料进行降噪 减振处理是一种不错的选择。 （）车身阻尼垫的应用 阻尼减振技术是将高阻尼材料 附着在结构件表面，通过耗散结构 件的能量达到减振目的。这种方法 不改变结构件的声辐射特征，却能 有效地控制其振动水平，从而使噪 声减小。 阻尼垫一般有沥青类阻尼垫和 橡胶类阻尼垫。前者是以沥青为主要 材料，加入橡胶、纤维等形成的混合 物，目前已开发出普通型、自粘型和 热熔型阻尼垫，应用在车身地板和前 围板等部位，通过涂装烘房溶化、冷 却后粘接在车身钣金结构上。沥青类
车内噪声的来源及传递方
式
车内噪声一般是由外界产生的 噪声传递到车内的。噪声的传递方 式有两种：一是通过空气传递， 二是通过固体（结构）传递。有 研究表明，一般车内的中、低频 （30~400 Hz）噪声是通过结构振动 传递的，而高频噪声则较多通过车 身中的孔洞、缝隙等由空气传递到 车内部。如果能削弱或消除经固体
图3 膨胀胶片和三维预成型膨胀胶的结 构示意图
阻尼垫直接放置在车身钣金结构上在 涂装过程中溶化成型。阻尼垫在车身 上没有专门的固定装置，因此在一些 立板或斜面上应用阻尼垫时，需在阻 尼垫和钣金结构的贴合面加磁粉、涂 粘性胶来预先固定阻尼垫在车身上的 成形位置。橡胶类阻尼垫是以橡胶为 主要材料，再加入还氧树脂等材料混 合而成。 沥青类阻尼垫是一种很好的减振 材料，在其内部的水平方向有较多的 纤维物质。在钣金结构发生振动时， 由于纤维物质的布置纵横交错，内摩 擦力必然要吸收相当多的动能量，从 而达到减振、阻尼的效果。橡胶类阻 尼垫凭借本身所具有的粘弹性对结构 进行阻尼减振，通过橡胶分子链之间 的粘性内摩擦消耗部分振动能，减弱 钣金结构的振动。 SRV的车内地板、轮包及前围钣 金件上广泛使用了沥青阻尼垫。而且 从工艺角度考虑，在面积较大的阻尼 垫上增加了出气口，避免了在阻尼垫 溶化过程中产生的气体不能及时排出 而束缚在阻尼垫与钣金结构间、影响 粘接和减振效果的现象。 一般传到车内的最大噪声是发 动机噪声，从降噪角度考虑，必须格 外重视前围部分的隔音、吸音设计。 在设计前围板时，内、外板间应设计 有空腔结构。在这些空腔内部可以放 置微膨胀型阻尼材料，通过涂装高温 后固化，与相邻钣金结构一起形成约 束阻尼结构，以更好地隔绝发动机的 中、低频噪声传入车内。此外，前围 部分一般采用较多的隔音、吸音材料 来隔绝发动机噪声，实施材料结构示 意图如图5所示。 （2）车身增强垫的应用 车身增强垫是以环氧树脂和 PVC树脂为基材的车身钢板的增强 材料。这种片状产品随电泳工序固
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施，还采用了其他一些密封方法，如 为了密封翼子板与A柱处的空腔，可 在空腔中填充发泡材料，减小高速气 流或轮胎噪声从此处空腔流入到前门 与A柱配合处，减少噪声渗入车内； 在各安装件的配合型面上加海绵或密 封橡胶，以增加密封性等。 2.2 车身减振性的改善 如前所述，中、低频噪声主要 是外界激励引起的车身结构振动传 递到车内，形成让乘客难以忍受的 “booming(嗡嗡)”声。若能够在车身 结构设计中对结构刚性进行控制，使 白车身的模态激振频率尽量避开外界 的激励频率，就基本能控制车内的
（4）车门的密封性 车门密封性是关系到整车密封 性的关键因素，车门密封性的影响因 素较多，涉及的相关零部件有车门及 门框系统、铰链、限位器和门密封胶 条。其中，车门及门框系统的影响主 要应在设计及制造过程中加以控制， 铰链与限位器的影响主要应在设计、 制造及车门装调过程中加以控制，门 密封胶条的影响主要体现在其断面设 计形式及材质上。设计过程中应格外 重视车门密封性问题，否则后期整改 的难度较大。 对SRV实车的车门周圈胶条压 缩量进行了测量，结果周圈胶条压缩 量不均匀，门框上端胶条压缩量偏小
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图 噪声及其传递路径
2 车身减振降噪技术及材料
的应用
如前所述，影响车内噪声的因 素非常多，涉及到整车的各个环 节。但车内噪声基本是外界激励产 生的噪声通过车身的孔洞、缝隙由 空气传播的，或是由车身结构的振
隔音和吸音材料吸收车内噪声。对 于成品车来说，改善整车密封性比 较容易实现，而弥补车身钣金结构 设计缺陷的整改难度很大，且成本 高昂。因此，用一些减振降噪材料 加强车身钣金结构强度或减弱车身 钣金振动就成为一种切实可行的方 法。
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F胶的结构示意图如图3所示。 （约为2~3 mm），而门框各个拐角 处的压缩量较大（最大为0 mm）， 因此必须对这些区域的胶条压缩量 进行修改。通过对侧围拐角区域胶 条的模具及胶条安装嵌槽在门板上 定位的系列修改，使门框周圈胶条 压缩量稳定在6 mm左右，改善了车 门与车身本体闭合的密封性。 除了上述改善车身密封性的措
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使外板与加强梁通过膨胀后的胶连 接，以增加外板的刚性，从而减弱 外板件的振动；点焊密封胶用于两 个钣金件之间的焊接边内，导电性 良好，能保护焊点，使其不生锈并 密封钣金件焊接边间的缝隙。 涂装用胶主要有焊缝密封胶、 PVC抗石击涂料等。焊缝密封胶主 要用于白车身内、外表面的焊缝及 不规则的孔洞中，以保证焊缝及孔 洞处的密封。对焊缝来说，可以使 用焊缝密封胶和点焊密封胶进行密 封，一般的使用规则是，根据涂胶 操作的方便性，尽量使用焊缝密封 胶进行密封。对于那些由于车身结 构复杂和受实际工况限制不能进行 涂胶操作的焊缝区域，则在车身拼 焊前，使用点焊密封胶在待焊接的 型面上进行预先密封处理。在有较 大弧度变化的钣金件的焊接面上， 往往会形成较大焊缝，使用点焊密 封胶不能保证焊缝的完全密封，且 车身进行电泳时，电泳液容易对较 大焊缝区域内的点焊密封胶造成冲 （2）孔塞 整个白车身有几千个孔，除了 安装孔之外，还有焊接定位孔、避 让孔、工艺孔、漏液孔和减重孔 等。对于影响乘座舱密封的那些孔 位，在整车装配过程中都应使用孔 塞或胶片等对其进行封堵。孔塞一 般有橡胶孔塞、铁孔塞、PVC贴片 和隔音胶片等，孔塞与车身相应孔 位应配合紧密，不易松动或脱落。 若地板和前围（防火墙）上的孔位 密封不好，势必会使发动机及路面 噪声泄漏进来，因此必须对其进行 完全密封。一般在电泳涂装后就用 孔塞封堵此处，孔塞边缘还要进行 涂胶密封。由于涂装温度较高，此 处用的孔塞一般为铁孔塞或耐高温 的橡胶孔塞。 对一些暴露在车身外部的孔位 也要注意进行密封。若密封不好， 汽车高速行驶时，气流从这些孔位