應用LMS Test.Lab改進車內(nèi)噪聲
目前，對汽車內(nèi)飾材料要求多為外觀特性要求和功能特性要求。在整車NVH開發(fā)過程中，內(nèi)飾件隔音和吸音材料的確是一個非常重要的環(huán)節(jié)，它往往處于整車NVH開發(fā)環(huán)節(jié)的末端，位于其他相關(guān)子系統(tǒng)開發(fā)之后，但它對于減小車內(nèi)噪聲卻有著非常重要的作用。本文主要介紹的是應用LMS Test.Lab軟件運用full window法來確定車輛相關(guān)內(nèi)飾部分對于整車噪聲的貢獻量，然后通過修改相關(guān)內(nèi)飾件的設計和組合來改進車內(nèi)噪聲的方法。
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試驗內(nèi)容
1.試驗條件與試驗準備
準備待測車輛，車輛內(nèi)自帶原狀態(tài)內(nèi)飾件，狀態(tài)完好。按照GB/T 18697-2002《聲學汽車車內(nèi)噪聲測量方法》布置測量點；以某型微車（發(fā)動機中置后驅(qū)）為例，安裝4個傳聲器分別將其布置在車內(nèi)駕駛員頭枕、副駕駛員頭枕、中排座椅頭枕和后排座椅頭枕附近，安裝位置見圖1。
圖1 傳聲器位置，盡量靠近車輛中央
2.試驗設備
試驗用到Dell便攜式計算機一臺、Difa Scadas3多通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、LMS Test.Lab軟件和ICP傳聲器。
3.試驗材料
手工制作待測車輛的內(nèi)飾隔吸音材料。部件為：前地毯、座椅框地毯、中排地毯、后地板地毯、后左右輪罩、后側(cè)圍裝飾板和后尾門裝飾板。
材料組成為：兩層4mm厚PP（聚丙烯纖維）材料，用于隔音；一層30mm厚吸音棉，用于吸音；最底下一層為白色吸音棉，上面分別為2層PP（聚丙烯纖維）材料，用強力膠水粘合；制作部件形狀大小與車身安裝處一致，與車身盡量貼合。
4.試驗工況
根據(jù)內(nèi)飾件的制作可將測試過程分為10個工況，分別在去除某一部件的情況下測量車輛的內(nèi)噪情況，如表所示，其中，case 1代表待測車輛原始狀態(tài)。
內(nèi)飾件測試工況
車輛運行工況統(tǒng)一為：4檔全油門加速&怠速；空調(diào)情況：關(guān)閉；發(fā)動機轉(zhuǎn)速區(qū)間為：1000～5 500r/min。
5.測試環(huán)境要求
背景噪聲比被測噪聲低10dB（A）以上，關(guān)閉好門窗，路面平整無積水，無風或微風，無雨水。
試驗分析
用LMS-Advanced signature testing軟件進行測試，將測試所得數(shù)據(jù)處理成1/3倍頻圖進行對比，1/3倍頻圖主要用來查看最大噪聲頻率及噪聲在頻率譜上的分布。
1.四檔加速工況
從總體噪聲級的對比，了解所制作材料的隔音效果。由于駕駛員處和后排座椅乘員的聲音效果最為典型，我們選取駕駛員耳旁和后排乘員耳旁的噪聲作為參考對比點（見圖2和圖3）。
圖2 駕駛員處耳旁噪聲case1、case2和case3的對比
圖3 后排乘員處耳旁噪聲case1、case2和case3的對比
從圖2、圖3中可以看出全包裹的狀態(tài)下總體噪聲效果是最好的，車輛原狀態(tài)的效果其次，去除所有的組件后效果最差。也可以看出所制作的材料隔吸音效果非常好，最高處(后排座椅處乘員耳旁噪聲630Hz處)的隔音甚至達到了10.5dB(A)。
其中綠色代表case1、藍色代表case2、紅色表示case3的噪聲。
分別對比case4～10與case3的數(shù)據(jù)，將對比后增加出來的頻率區(qū)域用紅圈標出，由此我們可以看出，相關(guān)部件為對整車噪聲的貢獻量，同時可以確定它所影響的頻率范圍。根據(jù)分析我們可以得出內(nèi)飾各部件對駕駛員耳旁噪聲的貢獻分布圖（見圖4）。
圖4 駕駛員耳旁噪聲貢獻量分布（內(nèi)飾件）
運用同樣的方法我們可以得出內(nèi)飾各部件對后排座椅乘員耳旁噪聲的貢獻分布圖（見圖5）。
圖5 后排座椅乘員耳旁噪聲貢獻量分布（內(nèi)飾件）
從圖4、5我們也可以看出，通過中排地毯、后輪罩及后側(cè)圍裝飾板傳入駕駛員耳旁處的噪聲主要集中在中高頻，低頻噪聲則主要是通過前排地毯傳入的。通過中排、后排地毯傳入后排座椅乘員耳旁的主要是中高頻的噪聲、低頻噪聲則主要是通過后側(cè)圍裝飾板、前排地毯及后尾門傳入。
2.怠速工況
由于怠速工況下時，只有發(fā)動機在轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生聲音，變速器和后橋都沒有轉(zhuǎn)動，同時也沒有路面激勵，因此噪聲通過后地毯、后輪罩、后側(cè)圍裝飾板及后尾門對車內(nèi)產(chǎn)生的影響很小，這時可以忽略，只考慮噪聲通過前地毯、座椅框地毯及中排地毯對車內(nèi)噪聲產(chǎn)生的影響，運用Front/back圖對比case2和case3與case4、case5、case6在怠速時的所測的數(shù)據(jù)（見圖6、圖7）：
圖6 怠速時駕駛員耳旁噪聲case3與case2、4、5、6的Front/back對比
圖7 怠速時后排乘員耳旁噪聲case3與case2、4、5、6的Front/back對比
從圖6可以看出怠速情況下，去掉上述全部內(nèi)飾后，駕駛員耳旁噪聲為最高，達到48.7dB(A)，全包裹狀態(tài)與去掉前地毯、去掉座椅框地毯效果差別不大，為44.7dB(A)左右，但是去掉中排地毯后駕駛員耳旁噪聲有明顯升高，達到了46.5 dB(A)左右。可見在怠速情況下，聲音通過中排地毯對駕駛員耳旁噪聲增加最為明顯。
從圖7可以看出怠速情況下，去掉上述全部內(nèi)飾后，后排乘員耳旁噪聲為最高，達到48.7dB(A)，全包裹狀態(tài)與去掉前地毯、去掉座椅框地毯效果差別不大，為44.1dB(A)左右，但是去掉中排地毯后駕駛員耳旁噪聲有明顯升高，達到了45.8 dB(A)左右？梢娫诘∷偾闆r下，聲音通過中排地毯對后排乘員耳旁噪聲增加最為明顯。
分析結(jié)果
由上分析我們可以看到通過“full window”測試方法找到了每個單獨區(qū)域的隔吸音材料效果，可以認定待測車輛需要采用附加的隔音材料以獲得更好的隔音、吸音效果，主要作用范圍為中排地毯以及后排地毯。
通過以上測試我們還可以確定待測車輛運用同種隔吸音材料時降噪效果的排序：
中排地毯> 后排地毯> 前地毯> 輪罩> 后側(cè)圍裝飾板> 尾門裝飾板>座椅框地毯。
同時，從分析中我們還可以確定中排地毯對于行駛狀態(tài)下的高頻噪聲、怠速狀態(tài)下的低頻噪聲非常重要，后排地毯對于后橋的噪聲輻射也是有著十分重要的作用。而對后側(cè)圍裝飾板與尾門，在設計上我們則可以更多地運用進行一些密封性的內(nèi)飾材料，以增強對中、低頻噪聲的隔聲效果。
結(jié)論
運用full window方法，使用LMS 公司Test. Lab 中的Advanced signature testing 軟件通過整車內(nèi)飾件的對比試驗可以較為方便和準確地評價整車的內(nèi)飾件隔吸聲性能，找出其聲學包裝的薄弱點，并進行改進。這樣有利于汽車制造商在設計汽車內(nèi)飾件方面平衡成本預算，減少過多的設計和制造開支。
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