某乘用車冷機怠速排氣“突突”異響聲的優化

陳圓意 劉志鵬 佘彩鳳

安徽江淮汽車技術中心 安徽省合肥市 230000

1 問題描述

某搭載1.5TGDI+DCT動力總成的轎車(簡稱A車)，冷機啟動后，怠速排氣管口可聽到明顯的類似“突突”的異響聲，車內亦能聽到該異響。該異響聲在夏季高溫時異響聲較小，但在冬季冷機啟動怠速時“突突”聲非常明顯，不可接受。待冷機持續3-5分鐘，水溫升至一定溫度后，該異常聲音才逐漸消除。該問題極大影響了整車NVH品質，影響了乘客的駕乘舒適性。

2 現狀調查

參照企標，在排氣管口近場布置麥克風，分別采集該車型冷機和熱機排氣管口的噪聲信號。數據分析表明：

（1）冷機時排氣管口近場噪聲總聲壓級68.4dB（A），熱機時排氣管口近場噪聲總聲壓級57.3dB（A），下降約11dB；

（2）對比冷機和熱機排氣管口近場噪聲的自功率譜，并進行聲音的濾波回放，確認冷機“突突”異響聲為350-550Hz區間的噪聲峰值。

3 問題排查

對比評價搭載同款1.5TGDI+DCT動力總成的某SUV車型（簡稱B車）。該B車在怠速冷機和熱機時，主觀評價和客觀測試排氣管口均未出現350-550Hz的“突突”噪聲峰值。

將A車排氣系統更換到B車上測試和評價。客觀數據顯示，在冷機怠速時又出現了350-550Hz噪聲峰值，同時主觀也可聽到明顯的“突突”異響聲。

由此確認，冷機“突突”異響聲為A車排氣系統導致，需對A車排氣系統進行優化。

4 原因分析及對策制定

對A車排氣系統進行CAE傳遞損失分析。分析結果顯示A車在200Hz以上傳遞損失明顯不足，尤其是350-550Hz的問題頻段。提高該問題頻段的傳遞損失，是解決該問題的有效途徑。

經過CAE多輪優化方案計算，確認有效整改方案如下（如圖3所示）：

（a）排氣前消內增加封閉隔板，隔板內部增加吸音棉；

（b）排氣前消內對插管外管增加100個直徑5mm的孔，均布在40mm長度上，其他工藝不變；

排氣系統CAE分析結果顯示，排氣前消優化整改后，200Hz以上傳遞損失顯著提升，如下圖4所示：

5 效果驗證

按照CAE優化方案制作排氣前消實物樣件驗證，驗證結果如下：

（1）客觀數據顯示，排氣管口在250-900Hz中高頻區間均有不同程度優化，尤其350-550Hz頻段效果最優，噪聲峰值最大下降量約15dB，如圖5所示。

（2）主觀評價顯示，冷機“突突”異響聲極大改善，可接受，與客觀測試結果一致。

（3）經確認，該方案對熱機怠速開/關空調工況、3檔全油門加速工況均沒有明顯影響，優化方案有效。

6 結語

整車NVH問題涉及整車性能匹配，需進行系統考量。針對具體NVH問題，首先需要識別問題發生的工況和NVH特性，如頻率和階次特性等，找到相應的零部件并進行驗證，鎖定問題原因。結合CAE分析與實物樣件驗證，可高效的找到解決NVH問題的方法。