某SUV车型道路风噪测试及改善

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0引言
随着人们生活水平的不断提高，用户在选择购车时越来越注重车辆乘坐的舒适性，车内声环境的优劣成为用户更加关注的因素。

车辆行驶时，主要噪音主要由发动机噪音、路噪和风噪等组成，并且在不同速度时对车内噪声贡献不一样。

怠速和低速行驶时，车内噪声主要由发动机和传动系统的结构声所引起；在中高速之间，路面噪声则是主要的噪声源；当车辆行驶超过120km/h 时，空气与车身之间的摩擦形成的风噪声成了主要噪声源。

1风噪的分类和控制方法
风噪声是由于汽车高速行驶时车身与空气相互运动而产生的一种空气动力噪声。

风噪声从表现形式可分为如下四类：①脉动噪声：当气流吹到车辆表面产生的压力波动，从而会产生噪声。

主要出现在反光镜、A 柱、天线等车身有气流分离区域；②泄漏噪声：由于缝隙的存在使车身出现了“泄露”而传入车内的噪声；③风振噪声：打开行驶中车辆的天窗或车窗时，车内一般会产生强烈的低频轰鸣声；④空腔噪声：车外缝隙与车身和搭接件之间会形成细小的空腔，当气流吹到这些空腔时产生的噪声。

降低汽车风噪方法主要从噪声源和传递路径两方面进行控制：①噪声源要求：车辆外形平滑处理，避免出现大的缝隙和空腔，减少不稳定的空气流动；②传递路径要求：车身密封性能良好，减少车身板结构的振动和声辐射。

2风噪测量及评价指标
风洞试验通常是很有效研究风噪的手段，可以对风噪进行较精确的评价和优化，但是存在造价及使用昂贵的问题。

工程实践中可以选择一种实用的道路测试和主观评价相结合的方法，但是同时要尽可能降低路噪和发动机噪声对风噪测试的影响。

风噪声测试一般要求：优先使用未磨损新轮胎，在高速同一个平直的沥青路面，选择天气晴朗，无风或微风、附近车辆少等情况。

试验要对麦克风标定且
测量背景噪声，对同一工况进行多次测试，筛选较为理想的数据取平均值。

风噪声主要集中在中高频，一般来说，对于风噪的评价没有统一的标准，可选用1/3倍频程图、声压级频谱、语音清晰度等作为风噪客观评价指标。

本文是在1/3倍频程图的基础上定义了一种风噪缺陷扣分值的方法，进行不同区域风噪缺陷对比分析。

最大状态定义：在保证所有间隙和密封处都已处理好，并且附件已拆除，车辆噪声最大状态得分值用数字表示，参考值为0dB ，取1分为1dB ，等于从400Hz 到10000Hz 的1/3倍频程的15个中心频率对应的声压级之和，见图1所示。

单一区域缺陷扣分定义：拆去某区域的密封胶带，其它区域保留，考察单一泄漏位置对车辆风噪声水平的影响，测得从400Hz 到10000Hz 的1/3倍频程的15个中心频率对应的声压级，与最大状态定义相减取差值，最后将这15个中心频率的差值求和得到该区域的缺陷扣分值，见图2所示。

该数值越小，说明该区域密封性能越好。

3改善案例分析
3.1问题描述某款SUV 车型在项目开发后期，经过NVH 试验工程师驾乘反馈：在车辆高速行驶时，后排乘客区域存在风噪声大，后固定窗附近有较为明显的“泄漏声”，通话效果差现象。

主观评价打分低于7分，不满足项目要求。

3.2问题排查在进行风噪声分析和改进工作时，主观评价和经验判断非常重要，可以又快又准确地寻找到问题根源。

也可以同时借助检测设备如涂蓝试验、超声波检测仪等进一步确认密封不良的区域，涂蓝试验在静态工况下对车门密封条进行检查，发现该车车门、车身具有双层密封，除了个别地方密封条接触面不均匀，不够宽的情况，整圈没有出现间断、接触不到位的情况，显示该密封条整体静态密封较好。

利用超声波检测仪对车身后排缝隙进行检测，通过
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—作者简介：代素珍（1977-），女，山东菏泽人，硕士，长江职业学院高
级工程师，主要研究方向为汽车性能检测、高职教育。

某SUV 车型道路风噪测试及改善
Me asurement and Improvement of Road Wind Noise in SUV Model
代素珍①DAI Su-zhen ；柯有恩②KE You-en
（①长江职业学院，武汉430074；②神龙汽车公司，武汉430056）
（①Changjiang Polytechnic ，Wuhan 430074，China ；②DongFeng-Peugeot Citroen Automobile Co.，Ltd.，Wuhan 430056，China ）
摘要：介绍了风噪的种类和控制方法，阐述了利用封堵排除法对某车型风噪问题的分析和改善过程。

以某SUV 车型进行了涂蓝
试验和超声波检测，找到了主要泄露漏点位置，并在道路试验中分析了各泄漏点导致不同的乘客舱内声压级变化，使用一种新的风噪缺陷评价方法，确定各个区域对车内风噪的贡献量。

试验结果显示在后固定窗、后背门与顶棚的间隙是该车后部异常风噪声主要的泄漏声源，经过方案优化，使后部风噪大的问题得到了改善。

Abstract:This paper introduces the type and control method of wind noise,and expounds the analysis and improvement process of the wind noise problem of a vehicle using the blocking exclusion method.A SUV model was used for the test of blue painting and ultrasonic testing,and the main leakage point was found.In the road test,the change of sound pressure in different passenger compartment was analyzed.A new method was used to evaluate the contribution of each area to the wind noise in the vehicle.The test results show that the gap between the rear fixed window,the tail door and the roof is the main source of leakage of the abnormal wind noise in the rear part of the car,and the problem of wind noise in the rear is improved after the optimization of the scheme.
关键词：风噪；密封；优化；道路测试Key words:wind noise ；seal ；optimization ；road test
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DOI:10.19475/ki.issn1674-957x.2019.05.033
内燃机与配件
图1最大密封状态得分值
图2单一区域密封缺陷扣分值
图3车辆不同密封状态下1/3频程图
（a ）状态3与状态1声压级对比（b ）状态4与状态1声压级对比
（c ）状态5与状态1声压级对比（d ）状态6
与状态
1
声压级对比
不同区域泄露量对比分析：在后固定窗前部以及后背门区域存在有声音泄露，客观测试与主观评价基本一致。

由于涂蓝试验是车门密封条在静态工况下，但是车辆行驶时，车身与车门之间的位置存在相对运动，所以还需要检查动态密封。

首先用胶带密封住整个车身上影响风噪结构的沟槽，然后依次撕掉几个关键区域的胶带，各工况
对应的车辆状态见表1。

然后在车辆匀速行驶为140km/h 时，利用LMS 设备对后排乘客外耳的声压进行测量，测试数据经过信号处理，得到1/3倍频程图。

根据不同状态下的车内噪声水平，分析各泄漏点的噪声贡献量。

表1各工况对应的车辆状态
测量位置
试验状态状态描述后排座椅
状态1
状态2状态3状态4状态5状态6
整车全密封整车无胶带密封后门周边无胶带密封后门侧窗无胶带密封后固定窗无胶带密封后背门无胶带密封
根据测试结果，后排乘客外耳旁车内噪声的1/3倍频
程如图3显示，声压级的能量主要集中在1250Hz 内，且随频率增大而下降，在中低频范围下降较缓慢，高频随着声压级随频率升高而急剧下降，能量衰减很快。

密封不良引起的声音泄漏主要在高频段，图3（a ）、图3（b ）显示该车后门及侧窗周边无胶带密封与全密封状态相差很小，说明这两个区域密封良好；图3（c ）、3（d ）显示后固定窗、后背门与整车全密封相差很大，风噪缺陷扣分值分别达到21分和29分，远远超出了设定的目标要求，说明这两个区域的密封还有很大的提升空间，四个区域的风噪缺陷扣分及目标值见表2所示。

3.3解决措施
3.3.1后固定窗区域的解决方案①此缺陷来自于三角窗和车身之间的空腔的噪声，车窗和车身之间有空气再
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Interna l Combustion Engine &Parts 表2各工况对应的车辆风噪缺陷扣分值及目标
序号
区域扣分值状态后排左侧扣分值后排右侧扣分值目标值
1234
后门周边后侧窗周边后固定窗后背门间隙
状态3状态4状态5状态6
311329
552126
≤5≤5≤5≤5
循环，
如图4（a ）所示；②由于固定窗和玻璃升降槽唇边之间的接触贴合不足，存在符合性缺陷的风险，如图4（b ）所示；③为了减少此区域的噪声泄露，解决方案是：在三角窗上/下方以及前方区域各贴上增加一条
EPDM 泡沫，如图4（c ）所示。

3.3.2后背门与顶棚区域的解决方案①此区域风噪缺陷得分高的原因是顶棚与后背门存在高度差，易产生泄漏间隙，尾门与顶棚结合处形成有狭小的空腔，如图5所示。

由于缝隙处的湍流和空腔内的非稳态流动引起共振，气流流过该处会产生宽带的气动噪声，向车内透射。

当空腔无法避免时，可以在此区域填充材料覆盖空腔。

②解决方案：在此区域临时方案EPDM 泡沫（后期正式方案建议增加密封条），需要对此区域符合性检查，控制该区域的间隙和面差。

图5后背门与顶棚之间凹槽空腔噪音路径
3.4改进效果及评价对以上噪声传递路径，提出的解决方案，重新进行道路风噪测试，验证改进效果，测试结果见图6所示。

根据试验结果显示，改进后的固定窗区域满足目标要求，后背门区域风噪缺陷扣分值也改善了很多，基本达到目标值（如表3所示）；后排主观感受有明显改善，无明显空气泄漏声，主观评价在7分以上，基本满足项目要求。

表3各工况优化前后对应的风噪缺陷扣分值
序号
扣分值密封方式状态
后排左侧扣分后排右侧扣分目标值
主观感
受1后固定窗
胶带胶带
改进前
改进后132213≤5≤5有改善
2
后背门与顶部的间隙胶带EPDM 泡沫改进前改进后
29
5
266
≤5≤5
有改善
4小结
风洞试验通常是非常有效的研究风噪的手段，
可以对风噪进行较精确的评价和优化，但是存在造价及使用昂贵的问题。

工程实践中可以选择一种实用的道路测试和主观评价相结合的方法，更加方便快捷，既可以有效解决工程问题，又可以降低试验成本。

本文通过对某款SUV 在高速后排区域风噪大的问题，通过涂蓝试验和超声波检测，找到主要泄漏点位置。

并在道路试验中分析了各泄漏点导致不同的乘客舱内声压变化，确定各个区域对车内风噪的贡献量。

试验结果显示在后固定窗、尾门与顶棚的间隙是该问题的主要泄漏源，经过方案优化，使后部风噪大的问题得到了改善。

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（a ）后固定窗上/下沟槽噪音传递路径（b ）后固定窗沟槽泄露噪音传递路径（c ）优化方案
图4后固定窗声音泄露噪声路径及优化方案
图6两区域优化前后与状态1对比
（a ）后固定窗优化前后与状态1风噪声对比（b ）后背门优化前后与状态1风噪声对比
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