雙組份聚氨酯發(fā)泡膠在車身NVH上的應(yīng)用

趙會朋 晉顯飛 張壽琛 師慶元 高鳳武

摘 要：車內(nèi)的NVH水平，直接反應(yīng)整車廠的設(shè)計和制造水平，同時消費(fèi)者對NVH的關(guān)注度不斷提高。而空腔阻斷是控制車內(nèi)噪音通過車身空腔傳播的重要方案，可以有效的提升NVH性能。

關(guān)鍵詞：雙組份聚氨酯;空腔阻斷;NVH

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.01.024

1 前言

汽車的車身是由上百個鈑金件組合到一起的一個空腔體，鈑金件都是由薄板沖壓而成，在組焊完畢后，內(nèi)外板之間存在旁通的空腔結(jié)構(gòu)，各個立柱通過上、下邊梁的空腔貫通，在車輛高速行駛時，高壓空氣在車身空腔內(nèi)產(chǎn)生高速氣流，產(chǎn)生共鳴噪音，同時車身的空腔及空腔氣流也成為發(fā)動機(jī)噪音，路噪、排氣噪音的傳播途徑。空腔的存在將噪音放大，傳導(dǎo)入車內(nèi)乘員的耳朵，降低乘坐的舒適性，可見空腔阻斷對降低車內(nèi)噪音非常重要。

2 雙組份聚氨酯發(fā)泡材料特性

2.1 材料屬性

該材料具有良好的環(huán)保性，不會對車間操作人員造成任何毒性傷害，同時還降低了主機(jī)廠在環(huán)保設(shè)備方面的投入，只需要使用原有的通風(fēng)設(shè)備甚至無需通風(fēng)設(shè)備投入。在A＼B組份使用過程中，只需避免其與操作者皮膚直接接觸即可，并不需要更多的勞保。雙組份的原料充分混合后發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，34倍發(fā)泡，3秒固化，8秒不沾，可以填充任意三維空腔結(jié)構(gòu)。

2.2 材料的阻斷原理

雙組份的原料充分混合后發(fā)生化學(xué)反應(yīng)迅速膨脹，發(fā)泡后具有多孔的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，即很多微小的間隙和連續(xù)氣泡，由于材料本身內(nèi)摩擦和材料小氣孔中的空氣與孔壁間的摩擦，使聲波的能量被大幅吸收衰減，這種材料能有效的吸收入射到它表面的聲能，這就使它具有良好的吸聲性能。因?yàn)楫?dāng)聲波入射到多孔的表面時，首先是聲波引起小孔或孔內(nèi)的空氣運(yùn)動，造成與孔壁的摩擦，由于摩擦使一部分聲能轉(zhuǎn)化為熱能，從而使聲波減弱;其次，小孔中的空氣和孔壁之間的熱交換引起熱損失，造成聲波能量衰減。

2.3 工藝特點(diǎn)

雙組份聚氨酯發(fā)泡膠注射工藝具備一次成型，不可逆的特點(diǎn)，目前國內(nèi)的上汽通用、北京奔馳、東南汽車、長城汽車和菲亞特，某自主SUV單車材料注射量為1.5Kg，全車12個注射點(diǎn)，單車重量減輕約1.1Kg，成本降低25元左右，無需單獨(dú)開發(fā)模具，注射量可根據(jù)生產(chǎn)需求進(jìn)行調(diào)整，適用于多車型混線生產(chǎn)，與目前主機(jī)廠普遍采用的夾膠板相比，因?yàn)槭菈毫ψ⑸淇煞舛氯魏稳S空腔形狀，空腔填充效果好，無模具投入，結(jié)構(gòu)變化后“零”模具成本。

2.4 與其他空腔封堵材料的比較（圖1）

對比傳統(tǒng)夾膠板芯體多為尼龍材質(zhì)，即使?jié)M足了填充要求，也無法達(dá)到吸聲的目的，這種材料必須經(jīng)過140度高溫烘烤后才能進(jìn)行發(fā)泡，發(fā)泡效果因空腔結(jié)構(gòu)和材料配比存在差異，填充效果差，導(dǎo)致降噪效果存在個體差異。

3 NVH性能測試（圖2）

3.1 加速狀態(tài)

在加速狀態(tài)下，采用雙組份聚氨酯發(fā)泡工藝的試驗(yàn)車比基礎(chǔ)樣車的聲壓級減少了3-4dB。

3.2 勻速狀態(tài)

在100km/h車輛巡航狀態(tài)下，采用新工藝試驗(yàn)車采集的數(shù)據(jù)比基礎(chǔ)樣車聲壓級減少了3-4dB。

4 總結(jié)

整車NVH控制水平直接反應(yīng)整車廠的質(zhì)量控制水準(zhǔn)，在行業(yè)內(nèi)受到廣泛的關(guān)注，空腔阻斷是控制車內(nèi)噪音的傳播途徑的有效的方法，可以有效改善整車NVH水平，其中空腔的阻斷位置設(shè)計和阻斷材料選用對整車NVH控制至關(guān)重要，同時雙組份聚氨酯發(fā)泡膠是目前自由度最高的、密度最小、膨脹倍數(shù)最大、可以填充任意三維空間、發(fā)泡材料具有良好的吸省性能、可以多車型共用加注設(shè)備、無模具投入，材料成本低。

一個整車布置發(fā)泡膠的位置有12-16處，主要分布在車身的A＼B＼C＼D柱的接頭位置，可以很好的阻隔車身空腔內(nèi)部的氣流，提升整車的NVH水平，同時發(fā)泡方案的優(yōu)越性和可靠性，此工藝被越來越多的整車廠所采用。

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