重型汽車發(fā)動機降噪簡析

田杰，管志杰，黃英英，張凱，劉棟，李朝勇

（陜西汽車集團有限責任公司，陜西 西安 710021）

重型汽車發(fā)動機降噪簡析

田杰，管志杰，黃英英，張凱，劉棟，李朝勇

（陜西汽車集團有限責任公司，陜西 西安 710021）

文章通過試驗對重型汽車發(fā)動機降噪優(yōu)化進行分析、對比不同方案降噪效果，并通過實際工程應用對優(yōu)化方案進行定性分析。

降噪

CLC NO.:U467 Document Code: A Article ID: 1671-7988 (2017)15-38-02

前言

汽車噪聲是交通噪聲和城市環(huán)境噪聲的主要組成部分，隨著汽車總量的不斷增長，噪聲污染越來越影響著人們的生活，已凸顯為一項亟待解決的重要問題，其中重型汽車的噪音問題尤其嚴重。

研究表明，汽車是一個包括各種不同類型噪聲的綜合噪聲源，按噪聲產生的過程和原理，主要分為發(fā)動機相關噪聲和汽車行駛相關噪聲，而發(fā)動機噪聲所占比重較大。為有效衰減發(fā)動機噪聲的傳播，本文通過對發(fā)動機艙底部進行不同程度的封閉，研究其對整車噪聲的影響。

1 降噪優(yōu)化措施

發(fā)動機作為整車的核心零部件，其在整車中的位置直接影響其相關系統(tǒng)的布置。以平頭駕駛室車型為研究對象，發(fā)動機均安裝于駕駛室底部。為降低駕駛室內噪聲，在發(fā)動機艙地板外表面會增加隔音材料以衰減噪聲向駕駛室的傳播，而在發(fā)動機艙下部由于離地間隙、懸架系統(tǒng)跳動等因素影響一般為開放空間。

將發(fā)動機簡化為點聲源，噪聲沿著各個方向均有傳播。發(fā)動機艙底部開放空間的大小會影響整車噪聲。為研究二者之間的關系，以市場上的某一款牽引車為例對發(fā)動機艙底部空間進行隔聲優(yōu)化。通過采用不同隔聲方案制造不同程度的封閉空間，研究其對整車噪聲的影響。

圖1

試驗選用驅動形式為6×4的牽引車（空載）。根據發(fā)動機艙下部結構特征，同時考慮發(fā)動機油底殼散熱問題，采用PP板進行隔聲包裹設計，并在PP板上增加隔音材料以達到降噪的目的。隔聲包裹從發(fā)動機風扇端至飛輪殼端。為方便安裝，拆分為前部隔音板與后部隔音板，具體結構如圖1所示。

為考量降噪效果，整車分別在定置工況、定置緩加速工況及急加速工況下對無隔音板、只增加前部隔音板、增加前后兩部分隔音板效果進行驗證(因后部隔音板沒有X方向限位，不單獨驗證)，分別記錄試驗數(shù)據。

2 試驗驗證

2.1 定置工況

選擇開闊的平坦地面進行試驗，整車置于場地中部位置。將傳感器放置在車輛沒有駕駛員位置的一側，距車輛外廓0.5m，并保證傳感器參考軸通過前軸軸線。先測量背景噪聲，然后起動車輛測量一組噪聲，對比二者差值，必須保證傳感器位置處背景噪聲低于被測噪聲10dB（A)以上。同時為避免由于打氣泵工作造成試驗數(shù)據偏差，應充分熱車至儲氣筒達到額定壓力后維持發(fā)動機怠速（600r/min）運轉30s，采集3組試驗數(shù)據并記錄，測量結果見表1。

表1 測量結果

從試驗結果可看出，只增加前部隔音板降噪效果可達1.1dB（A)，增加兩部分隔音板降噪效果可達2.6dB（A)

2.2 定置緩加速工況

測試場地、以及傳感器放置位置與定置工況相同，踩油門使儲氣筒達到額定壓力后開始試驗。駕駛員輕踩油門踏板，使發(fā)動機從怠速轉速緩慢加速到最高轉速（2150r/min），采集3組試驗數(shù)據（見圖2）并記錄最大值（見表2）。

圖2

表2 測量結果

從試驗結果可看出，只增加前部隔音板降噪效果可達2.3dB（A)，增加兩部分隔音板降噪效果可達4.6dB（A)。

2.3 急加速工況

選取試驗場地（見圖3），根據整車變速箱檔位，試驗應從4檔開始逐漸升檔測量。車頭接近AA′線時的穩(wěn)定速度應保證在950r/min（1/2發(fā)動機額定轉速），在到達AA′線后，迅速將油門踏板踩到底，并保持踏板開度不變，直到整車尾部通過BB′線時盡快地松開踏板。持續(xù)試驗，直到該車在某一檔位下尾端通過BB′線時發(fā)動機轉速第一次低于額定轉速時停止。采集3組試驗數(shù)據并記錄數(shù)據，求平均值。因數(shù)據較多，處理后數(shù)據見表3。

圖3

表3 測量結果

從試驗結果可看出，只增加前部隔音板降噪效果可達0.7dB（A)，增加兩部分隔音板降噪效果可達0.9dB（A)。

3 試驗總結

通過試驗結果對比，對發(fā)動機艙底部空間進行封閉能有效降低整車定置工況及緩加速工況噪聲。封閉空間越大，降噪效果越明顯。急加速工況因排氣噪聲占主要原因需對排氣系統(tǒng)進行優(yōu)化。

因本次試驗選用隔音板材料及結構單一，只能定性的分析使用隔音板對發(fā)動機進行包裹對整車降噪有貢獻。試驗發(fā)現(xiàn)若對發(fā)動機艙完全或封閉，會導致發(fā)動機艙溫度過高，影響其他零部件使用壽命，此次試驗時間較短，也無大負荷工況，故無影響。

若后續(xù)采用此方法對重型汽車降噪，可以選用更好的隔聲材料，并對降噪板進行結構優(yōu)化，同時開展發(fā)動機艙熱管理工作，避免高溫引起其他系統(tǒng)問題。

[1] GB/T 14365-1993《聲學 機動車輛定置噪聲測量方法》.

[2] GB 1495-2002《汽車加速行駛車外噪聲限值及測量方法》.

Analysis on Noise Reduction of Heavy-duty Vehicle Engine

Tian Jie, Guan Zhijie, Huang Yingying, Zhang Kai, Liu Dong, Li Chaoyong ( Shaanxi automobile group co., LTD, Shaanxi Xi'an 710021 )

In this paper, the noise reduction of heavy-duty vehicle engine is analyzed, and the noise reduction effect of different schemes is compared, and the optimization scheme is qualitatively analyzed by practical application.

Noise reduction

U467

A

1671-7988 (2017)15-38-02

田杰（1990-），男，助理工程師，就職于陜西汽車集團有限責任公司汽車研究院，主要從事汽車發(fā)動機匹配。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2017.15.013