車內(nèi)怠速嗡鳴聲異響解決

李 佳Li Jia

（北京現(xiàn)代汽車有限公司，北京 101300）

0 引 言

當(dāng)今世界，汽車工業(yè)已經(jīng)成為國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要支柱產(chǎn)業(yè)之一，而面對(duì)激烈競爭的汽車市場，除了提高汽車的各項(xiàng)性能指標(biāo)和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)外，改善汽車排放，降低汽車振動(dòng)與噪聲，提高汽車舒適性已經(jīng)成為現(xiàn)代汽車設(shè)計(jì)及新技術(shù)開發(fā)研究的一個(gè)重要方面。

噪聲、振動(dòng)與舒適性，是衡量汽車制造質(zhì)量的一個(gè)綜合性問題，它給汽車用戶的感受是最直接和最表面的。因此在購買汽車時(shí)，車內(nèi)噪聲和顧客對(duì)汽車的總體印象和評(píng)價(jià)直接相關(guān)。

車內(nèi)存在異響，是客戶最不能接受的。因此，在車輛設(shè)計(jì)開發(fā)階段就應(yīng)該消除異響，降低車內(nèi)噪聲，而要解決車內(nèi)異響就需要準(zhǔn)確地找到噪聲源。

1 車內(nèi)嗡鳴聲現(xiàn)象的問題點(diǎn)研究

車輛在定置時(shí)，怠速工況下，車內(nèi)有嗡鳴聲異響，對(duì)耳朵造成不舒服的感覺，同時(shí)影響車內(nèi)通話的清晰度。而怠速工況是車輛的常用工況，如果不及時(shí)解決，將對(duì)車輛的商品性造成很大的影響。

2 噪聲源識(shí)別方法

2.1 分別運(yùn)轉(zhuǎn)法

分別運(yùn)轉(zhuǎn)法又稱為消元法，即汽車在同一工況下運(yùn)轉(zhuǎn)，拆去和裝上某一部件后，分別測量車內(nèi)噪聲測點(diǎn)的兩種情況下的噪聲，其差值即為該部件所發(fā)出的噪聲。這種方法簡單易行，且較為直觀，不要求采用先進(jìn)設(shè)備和技術(shù)。但由于汽車是各部件互相聯(lián)系的整體，某一部件拆除或停止工作后，不可能不影響與之相關(guān)聯(lián)的部分，因而，有時(shí)難以實(shí)現(xiàn)。

本文的分別運(yùn)轉(zhuǎn)法另辟蹊徑，省去了拆除運(yùn)轉(zhuǎn)零部件或安裝隔聲罩等步驟，充分利用汽車?yán)^電器的工作原理，成功實(shí)現(xiàn)了各部件的分別運(yùn)轉(zhuǎn)，為車內(nèi)異響的噪聲源定位提供了直觀可靠的驗(yàn)證。

2.2 選擇隔聲法

選擇隔聲法又被稱為鉛屏蔽法。它是用鉛板或隔聲材料將除被測面外的部分罩住，只把要測量的表面暴露出來，在距該表面一定的距離測量其聲壓級(jí)，該聲壓級(jí)就可表征被測表面輻射的噪聲大小。

2.3 頻譜分析法

隨著計(jì)算機(jī)計(jì)算技術(shù)的發(fā)展和快速付氏變換技術(shù)的運(yùn)用，頻譜分析技術(shù)被廣泛地運(yùn)用在工程信號(hào)處理中。按照汽車車內(nèi)噪聲的測試標(biāo)準(zhǔn)，在車內(nèi)參考點(diǎn)測試總噪聲級(jí)及其噪聲頻譜，該噪聲的主要能量就集中在幾個(gè)峰值頻率處。車內(nèi)噪聲是由各聲源所輻射的噪聲在測量點(diǎn)處疊加而成，其總噪聲的頻譜，則是由各聲源頻譜疊加的結(jié)果。故若各組成聲源的頻譜上的峰值頻率與總噪聲頻譜上的某一峰值頻率對(duì)應(yīng)時(shí)，就說明了車內(nèi)噪聲中在該頻率處的噪聲能量，通常該組成聲源就是車內(nèi)噪聲的主要噪聲源。另一方面，聲音來源于振動(dòng)，聲輻射表面的振動(dòng)譜與其噪聲譜之間有很好的相關(guān)性，因此，車身某塊板件的振動(dòng)頻譜的峰值頻率與總噪聲頻譜的峰值頻率對(duì)應(yīng)時(shí)，則該頻率下噪聲能量可能是由該板的振動(dòng)輻射的聲能量所作的貢獻(xiàn)。

在這 3個(gè)主要的測量分析方法中，頻率分析方法用得最多，原因是這 3種方法都要取車內(nèi)噪聲測點(diǎn)的聲壓信號(hào)，而聲壓的時(shí)域信號(hào)變成頻域信號(hào)后，其信號(hào)包含的信息成份也豐富起來，它即包含了車內(nèi)聲壓級(jí)的大小，同時(shí)也包含了車內(nèi)各噪聲源的頻率信息，為分析和識(shí)別車內(nèi)噪聲源提供依據(jù)。

3 車內(nèi)異響測試及分析

3.1 頻譜分析法進(jìn)行分析

車輛定置、怠速時(shí)，車內(nèi)有嗡鳴聲異響，對(duì)耳朵造成不舒服的感覺，同時(shí)影響車內(nèi)通話的清晰度。

在車輛定置、怠速工況下，車輛運(yùn)轉(zhuǎn)的主要部件有發(fā)動(dòng)機(jī)、進(jìn)排氣系統(tǒng)、風(fēng)扇、發(fā)電機(jī)和油箱油泵等。

在怠速工況時(shí)，車內(nèi)嗡鳴聲一直存在，且較為明顯。隨著發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的增加，其頻率并沒有提升，反而逐漸消失，被發(fā)動(dòng)機(jī)和進(jìn)排氣噪聲等掩蓋。同時(shí)得知，油箱油泵工作時(shí)，其轉(zhuǎn)速一直不變，為4000 r/min。經(jīng)過主觀感受，初步判定車內(nèi)嗡鳴聲的噪聲源為油箱油泵工作噪聲。

在左后排乘客位置和底盤油箱附近分別放置麥克風(fēng)，見圖1，測量發(fā)動(dòng)機(jī)怠速時(shí)的車內(nèi)與油箱油泵工作噪聲，其頻譜圖如圖 2所示。通過對(duì)車內(nèi)噪聲和油箱油泵噪聲分別進(jìn)行濾波，并通過聲音回放可知，車內(nèi)嗡鳴聲的頻率范圍約為 700～800 Hz之間，與油箱油泵的噪聲基本吻合。

對(duì)車內(nèi)噪聲與油箱油泵噪聲進(jìn)行相關(guān)性分析，其相關(guān)圖如圖3所示，在774 Hz頻率，兩者的相關(guān)性接近1，基本可以確定車內(nèi)嗡鳴聲的噪聲源就是油箱油泵的工作噪聲。

3.2 分別運(yùn)轉(zhuǎn)法驗(yàn)證

為了再次確認(rèn)，通過分別運(yùn)轉(zhuǎn)法進(jìn)行驗(yàn)證，其主要工況包括：

（1）車輛怠速，車內(nèi)嗡鳴聲明顯存在。

（2）車輛熄火狀態(tài)，用導(dǎo)線連通油泵繼電器，油泵單獨(dú)工作，油泵工作噪聲與車內(nèi)嗡鳴聲十分近似。

（3）車輛怠速，車內(nèi)嗡鳴聲存在；斷開油泵繼電器，油泵停止工作，車輛利用油管內(nèi)的汽油可以連續(xù)工作10s左右，車內(nèi)嗡鳴聲立即消失，見圖4。

通過以上三個(gè)步驟的進(jìn)一步驗(yàn)證，已經(jīng)確認(rèn)車內(nèi)嗡鳴聲的噪聲源就是油箱油泵的工作噪聲。

4 總 結(jié)

通過頻譜分析法和分別運(yùn)轉(zhuǎn)法，最終確認(rèn)車內(nèi)嗡鳴聲的噪聲源就是油箱油泵的工作噪聲。后經(jīng)過油泵廠家確認(rèn)，此油泵存在質(zhì)量問題，重新更換油泵后，車內(nèi)嗡鳴聲消失。

此次試驗(yàn)的分析方法，尤其是分別運(yùn)轉(zhuǎn)法，需要對(duì)汽車電器非常了解，對(duì)以后的工作具有指導(dǎo)意義。

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