汽車密封對車內噪聲影響的道路試驗研究

黃麗那 張威 李靜波 張慶飛

汽車密封對車內噪聲影響的道路試驗研究

黃麗那 張威 李靜波 張慶飛

（華晨汽車工程研究院）

介紹了轎車風噪聲的形成、影響因素及測量方法，闡述了利用封堵排除法對某車型風噪問題的分析和改善過程。以國產某三廂轎車為例進行了整車靜態煙霧試驗和道路試驗，通過“煙霧倒吸法”在車內直觀呈現出泄漏點位置，再結合“開窗法”分析各泄漏點導致的駕駛室內聲壓-頻率特性變化，從而確定它們對車內泄漏噪聲的貢獻。試驗結果表明，在中高頻范圍泄漏噪聲占主導地位，且車門前三角窗位置和玻璃導槽拐角位置是該轎車主要的泄漏噪聲源。

1 前言

當汽車高速行駛時，風噪占據車內噪聲的主導地位[1]。風噪主要由氣動噪聲（shapenoise）和泄漏噪聲（leaknoise）兩部分組成[2，3]，氣動噪聲是由車身外形引起的，泄漏噪聲是由于車身密封不嚴引起的，無論是氣動噪聲還是泄漏噪聲都會影響車內的噪聲水平。在汽車開發前期，應通過數值仿真改變造型降低氣動噪聲[3]，而在樣車試制階段，應控制車身的密封以減少泄漏噪聲，從而降低風噪。因此，在整車開發過程中，泄漏噪聲成為關注重點。本文首先通過煙霧試驗明確泄漏點位置，在此基礎上采用“開窗法”，即對基態、整車全膠帶密封狀態和單個泄漏點狀態噪聲貢獻進行道路試驗，對比車內各狀態噪聲的測試結果，分析氣動噪聲和泄漏噪聲的貢獻量，再依次對比單個泄漏點導致的風噪變化，確定各泄漏點對風噪的影響程度。

2 整車氣密性試驗

以某轎車為試驗樣車進行整車氣密性試驗。試驗時將樣車熄火放置室內，關閉車門、車窗，調節空調為內循環模式，將圖1所示泄漏儀的進風口固定在樣車上，倒吸車內空氣，使車內呈現負壓；將車外的煙霧發生器對準車身各位置，通過觀察判斷該樣車的煙霧泄漏部位。試驗結果表明，該樣車的煙霧泄漏部位主要分布于外門把手、前門三角窗和前、后門玻璃導槽等位置，圖2所示為該樣車前車窗泄漏位置。

3 道路試驗

在車速為120 km/h的行駛工況下進行道路試驗，將傳聲器布置在駕駛室內前、后排座椅位置并與數據采集裝置連接，利用后處理分析軟件對測試結果進行分析，得到車內噪聲的聲壓頻率結果，然后通過對比以下3類狀態下的車內噪聲水平，分析泄漏噪聲對風噪的影響程度和各泄漏點的貢獻量。

a.整車全密封——狀態1。將樣車整車外表面零部件接合縫隙及溝槽處均用密封膠帶密封（圖3）[2]，測試車內噪聲水平。

b.基態——狀態2。撕下狀態1所有密封膠帶，使樣車整車處于基態，測試車內噪聲水平。

c.單點貢獻——狀態3～狀態12。在狀態1的基礎上分別撕去外門把手、外后視鏡基座、前門三角窗密封條和各拐角玻璃導槽等的密封膠帶，然后分別測試車內噪聲水平，以考察單一泄漏位置對車輛風噪聲水平的影響，表1為樣車前、后排座椅噪聲測量位置的單點貢獻試驗狀態。

表1 樣車前、后排座椅噪聲測量位置的單點貢獻試驗狀態

4 結果分析

由試驗結果可知，對該車內前排位置影響最嚴重的泄漏噪聲部位是前門三角窗泄漏位置和前門B柱上角玻璃導槽泄漏位置，其次是外門把手泄漏位置。

圖4為狀態3與狀態1、狀態2情況下車內噪聲水平對比，從圖4可看出，全密封狀態可認為無泄漏噪聲，此時風噪主要是由車身外形引起的氣動噪聲。當頻率為1 800 Hz以上時，狀態1聲壓級低于狀態2聲壓級，且二者的差值隨頻率的增加而增大，當頻率達到7 000～10 000 Hz時，最大聲壓級差值為10 dB，這表明泄漏噪聲以中高頻段為特征，泄漏噪聲對車內總噪聲的貢獻比車輛外形引起的氣動噪聲大。同理，當頻率為1 800 Hz以上時，狀態3的聲壓級明顯低于狀態2的聲壓級，而在頻率為4 000～6 000 Hz時，狀態3的聲壓級趨近于狀態2的聲壓級，說明外門把手的泄漏主要影響4 000～6 000 Hz頻段內的噪聲。

圖5為狀態4與狀態1、狀態2情況下副駕駛外耳處的泄漏噪聲對比，由圖5可看出，狀態4的聲壓級與狀態1的聲壓級基本一致，表明該車后視鏡支座的泄漏對風噪影響較小。

圖6為狀態5與狀態1、狀態2情況下駕駛員外耳處的泄漏噪聲對比，由圖6可看出，狀態5的聲壓級與狀態2的聲壓級變化趨勢基本一致，說明前門三角窗密封條位置的泄漏噪聲是駕駛員位置噪聲的主要貢獻源。

圖7為狀態6與狀態1、狀態2情況下副駕駛外耳處的泄漏噪聲對比，由圖7可看出，當頻率為5 000～10 000 Hz時，狀態6的聲壓級趨近于狀態2的聲壓級，說明前門B柱上角玻璃導槽的泄漏導致了10 000 Hz時出現噪聲峰值。

圖8和圖9分別為狀態7和狀態8與狀態1、狀態2情況下前排位置的泄漏噪聲對比，可看出該車前、后門B柱玻璃導槽下角的泄漏對車內泄漏噪聲貢獻量較小。

由試驗結果可知，對后排位置影響最嚴重的泄漏噪聲部件是后門C柱上角玻璃導槽（圖10）,其次是后門C柱下角玻璃導槽（圖11）。由圖10可看出，狀態1的聲壓級明顯低于狀態2和狀態10的聲壓級，且狀態2的聲壓級與狀態10的聲壓級變化趨勢一致，表明該車后門C柱上角玻璃導槽對車內噪聲貢獻的特征頻段為3 000 Hz以上，該頻段對車內聲壓級貢獻平均約為5 dB（A）。由圖11可看出，當頻率為3 000～6 000 Hz時，狀態11的聲壓級趨近于狀態2的聲壓級，而在頻率為6 000 Hz以上時，狀態11的聲壓級趨近于狀態1的聲壓級，以上結果表明，后門C柱上角玻璃導槽和下角玻璃導槽的泄漏噪聲是后排位置（右側）噪聲主要來源。

圖12和圖13分別為狀態9和狀態12與狀態1、狀態2情況下后排位置的泄漏噪聲對比，由圖可看出，后門B柱上、下角玻璃導槽和后三角窗玻璃導槽不是后排位置噪聲主要來源。

圖14的魚骨圖表示僅膠帶密封各泄漏位置時，駕駛室內的聲壓頻率特性逐漸從最佳狀態傾向于基態，從左向右表示各位置泄漏噪聲的貢獻量呈現增大趨勢，對前排座椅位置的噪聲影響頻率在1 800 Hz以上，對后排座椅位置的噪聲影響頻率為3 000 Hz以上。

5 結束語

通過整車靜態氣密性煙霧試驗，在明確了泄漏位置的基礎上，通過整車道路試驗對某轎車的泄漏噪聲頻率特性進行了分析，并通過“開窗法”分析了車身各密封部件對車內泄漏噪聲的貢獻。結果表明，該車內噪聲主要由泄漏噪聲和外形噪聲構成，在中高頻范圍內泄漏噪聲占據主導；前門三角窗、前門B柱上角玻璃導槽、后門C柱上角玻璃導槽和后門C柱下角玻璃導槽的密封部位是該轎車泄漏噪聲最嚴重區域，是改善車內風噪主要應考慮的因素。

1 傅立敏.汽車空氣動力學.北京：北京機械工業出版社, 1998.

2 龐劍.汽車噪聲與振動理論與應用.北京：北京理工大學出版社,2006.

3 Bremner P G.Recent Progress using SEA and CFD to Pre?dict Interior Wind Noise.SAE Paper,2003-01-1705.

（責任編輯文 楫）

修改稿收到日期為2015年4月29日。

Research on the Influence of Automobile Sealing on Interior Noise By Road Test

Huang Lina,Zhang Wei,Li Jingbo,Zhang Qingfei
（Brilliance Auto R&D Center）

In this paper,the cause of passenger car wind noise,influential factors as well as measurement method are introduced,and the blocking method is used to analyze wind noise of a car model and the process of improvement.A home-made passenger car is selected for static smoke test and road test to determine the leakage contribution to interior noise level through analyzing the interior sound pressure level-frequency(SPL-F)in“window method”caused by the single leakage where can be identified from“smoke flowing method”.The results show that the leak noise is dominant in the medium-high frequency,and the main source is at the triangular window and corners of the window sealing.

Passenger car,Interior noise,Smoke test,Road test,Leak noise

轎車 車內噪聲 煙霧試驗 道路試驗 泄漏噪聲

U467.4+93

A

1000-3703（2015）05-0012-04