某轿车加速车内轰鸣声的案例研究
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
2 张振良.发动机进气消声器研究[硕士学位论文] .重庆大学.2003 年 6 月
-4-
972.34 20.00
173.00
增加谐振腔
-1.06
Hz
1000.00
图 11：进气口噪声测试结果图
5、结论
本文针对对某样车加速轰鸣声的问题，采取了在进气系统中增加霍姆赫兹消声器的措施，经试验验 证解决了该车加速轰鸣声的问题，同时在其它车型的开发中也有借鉴意义。 参考文献
1 庞剑 谌刚 何华 汽车噪声与振动－理论与应用 北京理工大学出版社 2006（1）
进气口 进气口4阶
6 0 0 0 .0 0
图 2： 驾驶员位
3.2 进气系统的振动噪声源分离结果 用长直管将该车进气系统引出到车外，再加上空气滤清器总成，分离出进气系统的振动和噪声，进行
测试。然后在将空滤器用铅板进行包裹，分离出空滤器壳体的辐射噪声，重新装到车上进行测试。最后将 空滤器与车体连接脱离，并做好隔振处理，分离出空滤器的振动进行测试。比较测试结果发现进气口的辐 射噪声对该车内轰鸣声的贡献量最大。测试结果如图 4、5 所示
下降低了 9dB(A)。因此判断该轰鸣声主要是由于进气口在 2600rpm 时 173Hz 的辐射噪声引起的。
4 该车进气轰鸣声的解决措施
对于进气系统的窄频噪声小于 300Hz 一般增加霍姆赫兹消声器来消除，大于 300Hz 一般增加 1/4 波长 管来消除[1]。针对该车进气 173Hz 的窄频问题拟定增加霍姆赫兹消声器来解决。 4.1 霍姆赫兹消声器的设计
霍姆赫兹消声器是旁支消声器的一种，如图 6 所示。它是一种传统的消声器，它有一个消声容器和一
根短管组成，短管与主管连接。入射波在主管运动，单到达消声器时，一部分被反射回来，另一部分分成 两个分路。一路进入容器或者是推动容器内的空气运动，另一路继续在主管中传播，形成投射波。由于管 道交界面处的阻抗发生变化，从而达到消声目的。
5968.13
99.09
Tacho1 (T1) rpm
991.22 20.00
5985.46
173.00
Hz S (C )
原状态
1000.00
-0.91 98.94
dB(A) Pa
Tacho1 (T1) rpm
45.00
，
1000.00
2600.00 rpm
图 10：车内噪声测试曲线图
6000.00
1 前言
某样车加速时车内噪声在 2600rpm 时有明显的轰鸣声（Booming Noise），影响车内的乘坐舒适性。通 过测试和分析发现是进气系统的辐射噪声引起的，通过经验公式和三维有限元设计计算，增加霍姆赫兹消 声器进行优化，解决了这个轰鸣声。本文详细的阐述了该问题的分析和解决办法。
2 进气系统主要噪声源
图 8：霍姆赫兹消声器内部各点声压云图
4.2 霍姆赫兹消声器样件效果验证
样件单体传递损失的测试结果为 f ≡ 173 Hz，与设计值基本吻合，设计的样件传递损失测试结果如图 9
所示
40.00
Pa dB
0.00
172.00
0.00
Hz
1000.00
图 9：霍姆赫兹消声器传递损失测试曲线
-3-
2009 年 LMS 中国用户大会论文集
短管截面积；V 为共振腔容积； Lc 为颈的长度）
考虑到该车空间发动机仓内的布置问题，设计出来的霍姆赫兹消声器的形状不规则。因为共振腔的形 状将会影响它的共振频率[2]，所以不能完全通过传统经典公式进行计算及设计，需借助三维有限原方法。
通过分析计算设计 173Hz 霍姆赫兹消声器参数为：管径 d ≡ 39mm，长 L0 ≡ 54.5mm，体积 v ≡ 1.32L ，
2009 年 LMS 中国用户大会论文集
某轿车加速车内轰鸣声的案例研究
张硕 杨亮 雷应锋 重庆长安汽车股份有限公司
汽车工程研究院 【摘要】NVH 性能是汽车性能的重要体现，直接关系到汽车产品的市场表现。本文阐述了进气系统引
起的整车 NVH 的原理和解决这些问题的措施。
关键词：汽车进气系统 噪声与振动 赫姆霍兹消声器 【主题词】汽车进气系统 噪声与振动 轰鸣声 霍姆赫兹消声器
-2-
2009 年 LMS 中国用户大会论文集
图 6： 霍姆赫兹消声器
霍姆赫兹消声器共振频率理论计算公式
f0
=
c0 2π
A c （式中： f0 为共振频率； L0 为共振器短管长度，
L 0V
在实用中一般取有效长度来计算，对于圆截面短管，可取有效长度为 Lc + πd c 4 ； d c 为截面直径， Ac 为
2009 年 LMS 中国用户大会论文集
存在很大的Hale Waihona Puke Baidu关性。初步判断是进气系统的辐射噪声引起的该轰鸣声。
86.00
108.74
Pa dB(A)
Pa dB(A)
45.00 1000.00
2600.00 rpm
置的轰鸣声图
原状态 4阶噪声
6000.00
31.45 1000.00
2600.00 rpm
图 3： 进气口噪声曲线
进气系统的噪声是汽车最主要的噪声源之一。从对车内噪声影响的角度出发，进气系统的噪声主要分 为辐射噪声和结构噪声，如图 1 所示。辐射噪声主要是进气口辐射噪声和空滤器及消声元件等薄壁壳体辐 射噪声。结构噪声主要为进气系统的振动传递到车身而产生结构振动噪声。
消声元件辐射噪声
发动机
柔性管
消声元件
消声元件
进气口噪声
车身振动
图 1 ; 进气系统主要噪声源示意图
3 进气系统对车内噪声贡献量分析
3.1 进气噪声与车内噪声相关性分析 某车加速时在 2600rpm 时有明显的轰鸣声（图 2），分析测试数据发现该轰鸣声主要是由于发动机的 4
阶噪声引起的，进气口 4 阶辐射噪声在该转速下也存在峰值（图 3），该转速下进气口辐射噪声和车内噪声 -1-
样件安装到车上进行测试，轰鸣声明显消除，在该转速下车内噪声降低了 4dB(A)，车内和进气口 4 阶 噪声明显比原来降低。该车 2600rpm 的 173Hz 的轰鸣声通过增加霍姆赫兹消声器消除了。如图 10、11 所 示
dB(A) Pa
Pa dB(A)
87.00
原状态
加谐振腔
原状态4阶
加谐振腔4阶
87.00
75.00
Pa dB(A)
Pa dB(A)
原状态 空滤器引出
原状态 空滤器引出
56.00 1000.00
2600.00 rpm
6000.00
45.00 900.00
2600.00 rpm
6000.00
图 4：车内噪声曲线
图 5：车内 4 阶噪声曲线
从测试数据可以看将空滤器总成引出之后车内噪声在 2600rpm 降低了 5dB(A)，车内 4 阶噪声在该转度
经验公式计算结果 f ≡ 180 Hz，SYSNOISE 计算消声频率为 f ≡ 174 Hz,满足设计要求。如图 7、图 8 所示
50
45
f=174Hz
40
35
30
25
20
15
10
5
0 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000
图 7：霍姆赫兹消声器传递损失三维计算曲线
-4-
972.34 20.00
173.00
增加谐振腔
-1.06
Hz
1000.00
图 11：进气口噪声测试结果图
5、结论
本文针对对某样车加速轰鸣声的问题，采取了在进气系统中增加霍姆赫兹消声器的措施，经试验验 证解决了该车加速轰鸣声的问题，同时在其它车型的开发中也有借鉴意义。 参考文献
1 庞剑 谌刚 何华 汽车噪声与振动－理论与应用 北京理工大学出版社 2006（1）
进气口 进气口4阶
6 0 0 0 .0 0
图 2： 驾驶员位
3.2 进气系统的振动噪声源分离结果 用长直管将该车进气系统引出到车外，再加上空气滤清器总成，分离出进气系统的振动和噪声，进行
测试。然后在将空滤器用铅板进行包裹，分离出空滤器壳体的辐射噪声，重新装到车上进行测试。最后将 空滤器与车体连接脱离，并做好隔振处理，分离出空滤器的振动进行测试。比较测试结果发现进气口的辐 射噪声对该车内轰鸣声的贡献量最大。测试结果如图 4、5 所示
下降低了 9dB(A)。因此判断该轰鸣声主要是由于进气口在 2600rpm 时 173Hz 的辐射噪声引起的。
4 该车进气轰鸣声的解决措施
对于进气系统的窄频噪声小于 300Hz 一般增加霍姆赫兹消声器来消除，大于 300Hz 一般增加 1/4 波长 管来消除[1]。针对该车进气 173Hz 的窄频问题拟定增加霍姆赫兹消声器来解决。 4.1 霍姆赫兹消声器的设计
霍姆赫兹消声器是旁支消声器的一种，如图 6 所示。它是一种传统的消声器，它有一个消声容器和一
根短管组成，短管与主管连接。入射波在主管运动，单到达消声器时，一部分被反射回来，另一部分分成 两个分路。一路进入容器或者是推动容器内的空气运动，另一路继续在主管中传播，形成投射波。由于管 道交界面处的阻抗发生变化，从而达到消声目的。
5968.13
99.09
Tacho1 (T1) rpm
991.22 20.00
5985.46
173.00
Hz S (C )
原状态
1000.00
-0.91 98.94
dB(A) Pa
Tacho1 (T1) rpm
45.00
，
1000.00
2600.00 rpm
图 10：车内噪声测试曲线图
6000.00
1 前言
某样车加速时车内噪声在 2600rpm 时有明显的轰鸣声（Booming Noise），影响车内的乘坐舒适性。通 过测试和分析发现是进气系统的辐射噪声引起的，通过经验公式和三维有限元设计计算，增加霍姆赫兹消 声器进行优化，解决了这个轰鸣声。本文详细的阐述了该问题的分析和解决办法。
2 进气系统主要噪声源
图 8：霍姆赫兹消声器内部各点声压云图
4.2 霍姆赫兹消声器样件效果验证
样件单体传递损失的测试结果为 f ≡ 173 Hz，与设计值基本吻合，设计的样件传递损失测试结果如图 9
所示
40.00
Pa dB
0.00
172.00
0.00
Hz
1000.00
图 9：霍姆赫兹消声器传递损失测试曲线
-3-
2009 年 LMS 中国用户大会论文集
短管截面积；V 为共振腔容积； Lc 为颈的长度）
考虑到该车空间发动机仓内的布置问题，设计出来的霍姆赫兹消声器的形状不规则。因为共振腔的形 状将会影响它的共振频率[2]，所以不能完全通过传统经典公式进行计算及设计，需借助三维有限原方法。
通过分析计算设计 173Hz 霍姆赫兹消声器参数为：管径 d ≡ 39mm，长 L0 ≡ 54.5mm，体积 v ≡ 1.32L ，
2009 年 LMS 中国用户大会论文集
某轿车加速车内轰鸣声的案例研究
张硕 杨亮 雷应锋 重庆长安汽车股份有限公司
汽车工程研究院 【摘要】NVH 性能是汽车性能的重要体现，直接关系到汽车产品的市场表现。本文阐述了进气系统引
起的整车 NVH 的原理和解决这些问题的措施。
关键词：汽车进气系统 噪声与振动 赫姆霍兹消声器 【主题词】汽车进气系统 噪声与振动 轰鸣声 霍姆赫兹消声器
-2-
2009 年 LMS 中国用户大会论文集
图 6： 霍姆赫兹消声器
霍姆赫兹消声器共振频率理论计算公式
f0
=
c0 2π
A c （式中： f0 为共振频率； L0 为共振器短管长度，
L 0V
在实用中一般取有效长度来计算，对于圆截面短管，可取有效长度为 Lc + πd c 4 ； d c 为截面直径， Ac 为
2009 年 LMS 中国用户大会论文集
存在很大的Hale Waihona Puke Baidu关性。初步判断是进气系统的辐射噪声引起的该轰鸣声。
86.00
108.74
Pa dB(A)
Pa dB(A)
45.00 1000.00
2600.00 rpm
置的轰鸣声图
原状态 4阶噪声
6000.00
31.45 1000.00
2600.00 rpm
图 3： 进气口噪声曲线
进气系统的噪声是汽车最主要的噪声源之一。从对车内噪声影响的角度出发，进气系统的噪声主要分 为辐射噪声和结构噪声，如图 1 所示。辐射噪声主要是进气口辐射噪声和空滤器及消声元件等薄壁壳体辐 射噪声。结构噪声主要为进气系统的振动传递到车身而产生结构振动噪声。
消声元件辐射噪声
发动机
柔性管
消声元件
消声元件
进气口噪声
车身振动
图 1 ; 进气系统主要噪声源示意图
3 进气系统对车内噪声贡献量分析
3.1 进气噪声与车内噪声相关性分析 某车加速时在 2600rpm 时有明显的轰鸣声（图 2），分析测试数据发现该轰鸣声主要是由于发动机的 4
阶噪声引起的，进气口 4 阶辐射噪声在该转速下也存在峰值（图 3），该转速下进气口辐射噪声和车内噪声 -1-
样件安装到车上进行测试，轰鸣声明显消除，在该转速下车内噪声降低了 4dB(A)，车内和进气口 4 阶 噪声明显比原来降低。该车 2600rpm 的 173Hz 的轰鸣声通过增加霍姆赫兹消声器消除了。如图 10、11 所 示
dB(A) Pa
Pa dB(A)
87.00
原状态
加谐振腔
原状态4阶
加谐振腔4阶
87.00
75.00
Pa dB(A)
Pa dB(A)
原状态 空滤器引出
原状态 空滤器引出
56.00 1000.00
2600.00 rpm
6000.00
45.00 900.00
2600.00 rpm
6000.00
图 4：车内噪声曲线
图 5：车内 4 阶噪声曲线
从测试数据可以看将空滤器总成引出之后车内噪声在 2600rpm 降低了 5dB(A)，车内 4 阶噪声在该转度
经验公式计算结果 f ≡ 180 Hz，SYSNOISE 计算消声频率为 f ≡ 174 Hz,满足设计要求。如图 7、图 8 所示
50
45
f=174Hz
40
35
30
25
20
15
10
5
0 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000
图 7：霍姆赫兹消声器传递损失三维计算曲线