车辆相关内饰件隔吸声性能的研究

车辆相关内饰件隔吸声性能的研究 朱卫兵，李宏庚 (上汽通用五菱汽车股份有限公司，广西柳州 545007) 摘要：车辆室内噪声是汽车 NVH的主要内容。介绍了使用 full window法来评价整车内饰件中相关材料的隔吸音性能的 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 ， 利用倍频图和 Front／back图对测试所得数据进行分析，确定车辆内饰相关部分对于整车噪声的贡献量；以及通过修改相关内饰件 的 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 和组合来改进车内噪声 ，同时也为汽车制造商内饰件的开发提供方便。 关键词 ：汽车 NVH；倍频图；Front／back map；隔吸声性能 Study on Sound Separating and Absorbing Performance of the Vehicle Interior Decorations ZHU Weibing，LI Honggeng (SAIC—GM．Wuling Automobile Co，．Ltd．，Liuzhou Guangxi 545007．China) Abstract：The interior noise iS one of key performances of vehicle NVH． The aid of this passage is to tell the reader how to evaluate the separating and absorbing performance of the total vehicle interior decorations by using“full window”method．With this method using the octave map and front／back map to analyze the dates can find the contribution of the interior decorations to the interior noise ． Using this method can improve the interior noise by modifying the interior decorations design decorations develop． Keywords：Vehicle NVH；Octave map；Front／back map；Separating and absorbing performance 0 前言 随着汽车市场竞争的日益激烈和市场对汽车产品要求的日 趋多样化，促使各整车和零部件企业的产品开发的周期越来越 短。过去那种集整车和零部件开发于一体的开发方式已走向越 来越分工和专业化。随着中国加入世贸组织，零部件的全球采 购已成为可能，这不仅大大提升了零部件对整车开发的支持 力，而且在向整车开发提供高质量零部件的同时也促使整车开 发方式转变，整车开发已成为除车身结构的设计外 ，主要是零 部件的 (结构)整合和 (性能)匹配 (标定 )行为。从一定 意义上讲，整车开发已不再是单纯的结构设计和机构的实现， 如何在取得优质零部件总成的基础上，整合匹配出满足法规和 标准要求或最优的整车系统性能，已成为整车开发的核心。影 响汽车乘坐和使用环境重要因素的振动噪声性能 NVH(noise& vibration&harshness)，作为重要的法规和竞争指标在当今产品 竞争中体现得越来越举足轻重。 目前对汽车内饰材料要求多为外观特性要求和功能特性要 求。在外观特性方面要求可进行工程化设计以及设计的工艺 性；在功能特性方面要求可裁剪性、可成型性、轻量化、补强 性、隔震性、耐热性、隔音性、吸音性、隔热性、缓冲性、弹 性回复性、柔软性、难燃性和可焊接性。在整车 NVH开发过 程中，内饰件隔音和吸音材料的确定是一个非常重要的环节， 它往往处于整车 NVH开发环节的末端，位于其它相关子系统 开发之后，但它对于减小车内噪声却有着非常重要的影响。笔 者主要介绍的是应用LMS Test Lab软件运用 full window法来确 定车辆相关内饰部分对于整车噪声的贡献量，然后通过修改相 关内饰件的设计和组合来改进车内噪声的方法。 1 试验内容 1．1 试验条件与试验准备 准备待测车辆，车辆内自带原状态内饰件，状态完好。按 照 GB／T 18697—2002《声学 汽车车内噪声测量方法》 布置测 量点；以某型微车 (发动机中置后驱)为例，安装4个传声器 分别将其布置在车内驾驶员头枕、副驾驶员头枕、中排座椅头 枕、后排座椅头枕附近，安装位置如图 1所示，传声器在驾驶 车内驾驶、副驾、中排座椅、后排座椅处的位置，尽量靠近车 辆 中央。 膝 下围板 图 1 传声器的安装位置 1．2 试验 设备 试验设备如表 1所示。 表 1 试验设备 便携式计算机 多通道数据采集系统 LMS Test Lab 传声器 Del】 Difa Scadas3 Advanced signature testing ICP 研究与开发 ．A．．．．u．．．．t．．o．．．．m．．．．．．o．．．．b．．．．i．1．．e．．．．．．P．．．．a．．．．r．．t．．s．．．．．．．．．2．．．．．0．．．0 ． ．． ． 9 ． ． — ．3 — O62 1．3 试验材料 手工制作待测车辆的内饰隔吸音材料。 图2 手工制作吸音材料 部件为：前地毯、座椅框地毯、中排地毯、后地板地毯、 后左右轮罩、后侧围装饰板、后尾门装饰板。材料组成为：两 层4mm厚 PP (聚丙烯纤维 )材料，用于隔音；一层 30ram厚 吸音棉，用于吸音。最底下一层为白色吸音棉，上面分别为2 层 PP(聚丙烯纤维 )材料，用强力胶水粘合；制作部件形状 大小与车身安装处一致，与车身尽量贴合。 1．4 试验工况 根据内饰件的制作可将测试过程分为 1O个工况，分别在 去除某一部件的情况下测量车辆的内噪情况，如表 2所示。 表 2 内饰件测试工况 其中：case I代表待测车辆原始状态，original为原车所带部 件；O代表为样车装入该手工制作部件；×代表样车卸去该手 工制作部件。 车辆运行工况统一为：4【h gear wide open throttle run up＆i— dle。 空调情况：air condition off。 发动机转速区间为：1 000～5 500r／min。 1．5 测试环境要求 背景噪声比被测噪声低 10dB (A)以上，关闭好门窗，路 面平整无积水，无风或微风，无雨水。 2 试验分析 用LMS—Advanced signature testing软件进行测试，将测试 所得数据处理成 1／3倍频图进行对比，1／3倍频图主要用来查 看最大噪声频率及噪声在频率谱上的分布。 2．1 四挡加速工况 从总体噪声级的对比，了解所制作材料的隔音效果；由于 驾驶员处和后排座椅乘员的声音效果最为典型，选取驾驶员耳 旁和后排乘员耳旁的噪声作为参考对比点。如图 3、4所示， 其中绿色代表 case]、蓝色代表 ease2、红色表示 case3的噪声。 ． 2 ． ． 0 ． ． ． 0 ． 9 ． ． ． ． ． 3 ． ． ． ． ． A ． ． ． u ． ． t ． o ． ． ． m ． ． ． ． o ． ． b ． i ． 1 ． e ． ． ． P ． ． ． a ． ． — rt — s 063 研究与开发 80．00 75 71) 一 65 詈 60 55 50 45 40．00 Octave 1／3 HZ 图3 驾驶员处耳旁噪声easel、ease2和ease3的对比图 80．00 75 70 — 65 吾 60 55 50 45 40．00 0crave 1，3 Hz 图4 后排乘员处耳旁噪声 easel、ease2和ease3的对比图 从图3、4中可以看出全包裹的状态下总体噪声效果是最 好的，车辆原状态的效果其次，去除所有的组件后效果最差； 也可以看出所制作的材料隔吸音效果非常好 ，最高处 (后排座 椅处乘员耳旁噪声630Hz处)的隔音甚至达到了 10．5dB (A)。 分别对比 case4～l0与 case3的数据，将对比后增加出来的 频率区域用红圈标出，由此我们可以看出相关部件对整车噪声 的贡献量，同时可以确定它所影响的频率范围。根据分析可以 得出内饰各部件对驾驶员耳旁噪声的贡献分布图，如图5所示。 80 75 70 — 65 墨60 55 50 45 40 223．87 400 630 1 000 l 600 2 500 5 623．4l 3l5 500 800 l 250 2 000 3l50 A L 0etave 1／3 Hz 图 5 驾驶员耳旁噪声贡献量分布图 (内饰件) 运用同样的方法可以得出内饰各部件对后排座椅乘员耳旁 躁声的贡献分布图，如图6所示。 80．00 75 70 — 65 吾 60 55 50 45 40．00 223．87 400 630 1 000 l 600 2 500 5 623．41 3l5 500 800 l 250 2 000 3150 AL Octave 1／3 H z 图6 后排座椅乘员耳旁噪声贡献量分布图 (内饰件) 从图5、6中可以看出通过中排地毯、后轮罩及后侧围装 饰板传入驾驶员耳旁处的噪声主要集中在中高频，低频噪声则 主要是通过前排地毯传入的。通过中排、后排地毯传入后排座 椅乘员耳旁的主要是中高频的噪声，低频噪声则主要是通过后 侧围装饰板、前排地毯及后尾门传入。 2．2 怠速工况 由于怠速工况下，只有发动机在转动时产生声音，变速箱 和后桥都没有转动，同时也没有路面激励，因此噪声通过后地 毯、后轮罩、后侧围装饰板及后尾门对车内产生的影响很小， 这时可以忽略，只考虑噪声通过前地毯、座椅框地毯及中排地 毯对车内噪声产生的影 响，运用 Front／back图对 比 case2和 case3与 case4、case5、case6在怠速时的所测的数据，如图 7、 8所 示。 60．O0 55 50 45 1．00 case3 case2 case4 )l case5 I 2 翟￡ l }一{·--}--{ 8．7 6．4 4．7 40．00 Lj—J_—LJ—_L__L 0．00 1 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6 7 7 8 8 9 9 10．00 S 图7 怠速时驾驶员耳旁噪声 case3与case2、 4、5、6的 Front／back对 比图 从图7可以看出怠速情况下，去掉上述全部内饰后，驾驶 员耳旁噪声为最高，达到 48．7dB (A)，全包裹状态与去掉前 地毯、去掉座椅框地毯效果差别不大，为44．7dB (A)左右， 但是去掉中排地毯后 驾驶 员耳旁噪声有 明显升高，达到 了 46．5dB (A)左右。可见在怠速情况下，声音通过中排地毯对 驾驶员耳旁噪声增加最为明显。 口F— Overa leve 3rd seat：S(A case3 口F Overa leve 3rd seat：S(A ease2 口F Overa leve 3rd seat：S(A case4 口F— Overa leve 3rd seat：S(A 口 F Overa leve 3rd seat：SfA case6 ‘ }‘‘ ：互 r、．一r 45．75k - ， ． ．一 —k ；．· ．-- ． 一；一- ·-· ·t一- ．- 44． ! I『_● ’’、- |一 -_一 ／ ： ： ： I I ： l ： ： I 图8 怠速时后排乘员耳旁噪声 ease3与 case2、 4、5、6的 Front／back对比图 从图8可以看出怠速情况下，去掉上述全部内饰后，后排 乘员耳旁噪声为最高，达到 48．7dB (A)，全包裹状态与去掉 前地毯、去掉座椅框地毯效果差别不大，为 44．1dB (A)左 右 ，但是去掉中排地毯后驾驶员耳旁噪声有明显升高 ，达到了 45．8dB (A)左右。可见在怠速情况下，声音通过中排地毯对 后排乘员耳旁噪声增加最为明显。 3 分析结果 由上分析可以看到，通过 “full window”测试方法找到了 每个单独区域的隔吸音材料效果，可以认定待测车辆需要采用 附加的隔音材料以获得更好的隔音、吸音效果，主要作用范围 为中排地毯以及后排地毯。 (下转第73页) 研究与开发 A ． u ．t o ．m ．． o．．b．．．i．1e．．．．．P ． a．．．r．t．s．．． ．．2．．．0．．0．．．9．—．3— O64 AAAAA一一 { } } SSSSS 一一 { t t -．L． a a a a a 一 一 e e e e e 一 ． S S S S S ．．^。 r r r r r _ 一 e e e e e _} V V V v V _ - r r r r r -。 ． d d d d d 一一 e e e e e J． v v v v v一一 kkkkkI． a a a a a ， 呻 r r r r r - ． e e e e e V V V V V o oo o 0 ==一 F F F F F 口。 口0口 图 5 板料位移 80．2 60 4 6 I 1 55 177曩 I3l 095 886 ll8 8．J¨ 9篮 106 513 6031 _ 69 囊 57 349 022 鬻 ,15 057 877 嚣 32 7“73l遴 E：zlil 4 应用 Autoform软件重新进行拉延模拟 Autoform软件同 Dynaform功能基本差不多，也有强大的后 处理功能，在此就不一一列举了，它们各有优缺点，从运算速 度上讲，前者要快很多，并且其 自动生成比较高质量的网格， 不需要有划分网格的操作，对于参数的设置也要简便一些，但 是从精度上讲，后者要好些。这里仍然采用单动压力机 (Sin— gle Action)拉延，其它参数设置不作变动，工具的摩擦力系数 改设为0．35，更改压边圈压力为 980kN，增大了拉延坎处 角，从 增大到 ，静摩擦系数重新拉延为 0．1。拉延成形 结果如图6所示 O 0‰ to FL【 0 】●¨ _ 20 0‰ t FL r ： ：：：：： ：4 02 I Z0 图6 拉延成形 从图6中可以看出，拉延成形结果非常成功，CAD数模可 以直接用来做 CAM加工了。虽然这是一个型面比较简单的拉 延例子，但因是外板件，对于拉延的效果要求高。对于其它成 形比较困难的例子，在模具模面设计的指导上更能彰显其作用 了。 算结果文件大，但是非常精确，一般用作精算，建议应用高配 置计算机作为专门的运算服务器。 参考文献 【1】夏卫华．汽车开发中CAE技术应用的现状和发展 [J]．汽车 制造业 ，2007 (10)． 【2】王孝培．冲压手册 [M]．北京：机械工业出版社，1988． 【3】武晓红．板料弯曲回弹的机理分析及减少回弹的措施 [J]． 模具技术，2002 (5)：45—48． 作者简介：张正法 (1982一)，男，汉族，硕士研究生，研究 方向：模具 cAD／cAE／cAM软件开发与应用。电话：15000564171， E—mail：2002zhengfa1999@ 163．con。 收稿 日期 ：2009—03—03 (上接第64页) 通过以上测试还可以确定待测车辆运用同种隔吸音材料时 降躁效果的排序：中排地毯 >后排地毯 >前地毯 >轮罩 >后侧 围装饰板 >尾门装饰板 >座椅框地毯。 同时，从分析中还可以确定中排地毯对于行驶状态下的高 频噪声、怠速状态下的低频噪声非常重要，后排地毯对于后桥 的噪声辐射也是有着十分重要的作用。而对后侧围装饰板与尾 门，在设计上则可以更多地运用一些密封性的内饰材料，以增 强对中、低频噪声的隔声效果。 4 结论 运用 full window方法，使用 LMS公司 Test．Lab中的 Ad— vanced signature testing软件通过整车内饰件的对比试验可以较 为方便和准确地评价整车的内饰件隔吸声性能，找出其声学包 装的薄弱点，并进行改进。 同时通过这种方法可以方便地确定隔吸音材料降噪效果的 排序，这样在设计车辆内饰材料时，汽车制造商可以有选择性 地加强容易传声的地方，例如中排地毯、后排地毯等。对于其 它传声弱的地方可以适当弱化内饰隔吸声材料，这样有利于汽 车制造商在设计汽车内饰件方面平衡成本预算，减少过多的设 计和制造开支。 参考文献 【1】兰靛靛，李传兵．LMS Test．1ab在整车隔吸声性能评价中的应 用 [C]．LMS首届中国用户大会论文集，2006． 【2】NVH与 汽 车开发 [EB]．http：／／www．xici．net／b644000／ d38371451．htm． 5 结束语 将软件计算的结果与现场的实际试模试验作比较，证明了 作者简介：朱卫兵 (1983～)，男，湖北天门人，工学学士， Dynaform和 Autoform所模拟的结果有非常高的精度，完全可以 从事汽车NVH研究与开发。电话：0772—3750364，E-mail：Weibing． 准确地指导模具设计。Autoform有着超快的运算速度，适合单 Zhu@sgmw．coin．cn。 机运算，通常作为粗算工具 ，而 Dynaform运算较慢，产生的运 收稿 日期 ：2009—03—03 ， 2 ． ． 0 ． ． ． 0 ． ． 9 ． ． ． ． ． 3 ． ． ． ． ． A ． ． u ． ． ． t ． o ． ． ． m ． ． ． ． o ． b ． ． ． i ． 1 ． e ． ． ． ． P ． ． ． a ． ． r — t — s 073 研究与开发