NVH半消聲室內(nèi)設(shè)備對NVH測試影響及優(yōu)化

趙龍君 廖明輝 陳鹿生

摘要：隨著科技發(fā)展汽車NVH性能在開發(fā)過程中倍受關(guān)注。文章對NVH消聲室內(nèi)設(shè)備汽車尾氣收集裝置，對車輛NVH性能測試數(shù)據(jù)的影響，結(jié)合試驗數(shù)據(jù)提出優(yōu)化方案并進(jìn)行驗證。

關(guān)鍵詞：NVH半消聲室;汽車尾氣收集裝置;噪聲

前言

隨著汽車工業(yè)的迅速發(fā)展以及產(chǎn)品零部件開發(fā)水平的快速提升，汽車廠商和客戶對汽車整車性能的要求變得越來越高，而NVH性能作為整車性能的重要指標(biāo)之一，備受汽車廠商和客戶的密切關(guān)注[1]，因為NVH測試在露天室外進(jìn)行測試極易受周邊環(huán)境、天氣等外界不可控因素的影響，直接導(dǎo)致測量精度低、數(shù)據(jù)一致性差等問題[2]。為了提高測試測量精度及質(zhì)量很多整車NVH實驗從室外轉(zhuǎn)移到NVH半消聲室內(nèi)進(jìn)行，從而解決了環(huán)境、天氣外界因素對測試數(shù)據(jù)的影響，但是消聲室內(nèi)設(shè)備使用不當(dāng)會導(dǎo)致測試數(shù)據(jù)產(chǎn)生偏差。

本文就根據(jù)NVH半消聲室內(nèi)的汽車尾氣收集裝置為例，運用LMS Test.Lab 軟件并且在駕駛員右耳、變速箱、前消聲器、排氣口等關(guān)鍵點布置傳感器在車輛怠速工況進(jìn)行反復(fù)測試分析對NVH半消聲室內(nèi)設(shè)備對NVH測試的影響，并根據(jù)測試結(jié)果，結(jié)合經(jīng)驗積累提出優(yōu)化方案。

1汽車尾氣收集裝置介紹

目前，大部分在整車NVH半消聲室測試的車輛都需要在工作情況下進(jìn)行測試，在測試過程是發(fā)動機產(chǎn)生的大量的尾氣，彌漫在整車NVH半消聲室內(nèi)，嚴(yán)重影響消聲室內(nèi)測試人員身心健康[3]。本實驗室采用軟管收集方式，在軟管連接地下室內(nèi)風(fēng)機通過控制間自由控制軟管風(fēng)量及開關(guān)并且尾氣收集口可自由調(diào)節(jié)位置、高度、風(fēng)量。

2測試方案

汽車NVH性能來講，怠速工況是經(jīng)常要考察的工況之一，在研發(fā)一款新車與評價在開發(fā)一部新車和評價其參考車的NVH性能時，怠速工況能快速檢驗和比較出汽車之間的NVH性能水平。因此，文中是基于怠速工況進(jìn)行測試驗證。

測試尾氣收集裝置時分別對風(fēng)量及離汽車排氣口距離的改變對測試結(jié)果的影響，見表1。

試驗設(shè)備：LMS 9槽56通道數(shù)采來采集試驗數(shù)據(jù);LMS Test.Lab用于在線采集數(shù)據(jù)并對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理;PCB麥克風(fēng)輸出噪聲測試數(shù)據(jù)。實驗條件與測試工況：在NVH半消聲室內(nèi)，測試背景噪聲為20dB（A）（背景噪聲低于被測噪聲10 dB（A）以上）、底盤測功機轂面為平整的噴涂鋼砂轂面，在怠速工況下，試驗車進(jìn)行熱車待發(fā)動機曲軸轉(zhuǎn)速穩(wěn)定在750 r/min左右時進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和分析。為保證數(shù)據(jù)的可靠性，需進(jìn)行多次同工況采集，對一致性較好的數(shù)據(jù)進(jìn)行平均計算[4]。采樣頻率：聲壓信號采樣頻率為12800Hz，頻率分辨率為1Hz，譜線數(shù)為12800Hz。

在進(jìn)行測試之前，分別在尾氣收集裝置關(guān)閉情況下對汽車原狀態(tài)進(jìn)行測試，為測試對比過程中提供參考。文中測試主要針對尾氣收集裝置離汽車排氣口距離、風(fēng)量大小，對測試結(jié)果的影響。

3測試數(shù)據(jù)分析對比及優(yōu)化

通過麥克風(fēng)采集的噪聲總聲壓曲線、三維頻譜圖來分析。在汽車怠速工況下測得每一個采集點一致性較好的數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選保留，經(jīng)過對比改變尾氣收集裝置離汽車排氣口距離與風(fēng)量測得總聲壓曲線對比圖如下圖1。

經(jīng)過對比麥克風(fēng)采集的噪聲總聲壓級數(shù)值發(fā)現(xiàn)在改變尾氣收集裝置離汽車排氣口距離與風(fēng)量對采集排氣口噪聲影響較大在尾氣收集裝置風(fēng)量、距離在50%、60cm工況下總聲壓級比無尾氣收集裝置測得數(shù)據(jù)高出3.5dB（A）。

尾氣收集裝置風(fēng)量通過分析30%、10cm，30%、60cm，40%、40cm，50%、60cm工況下排氣口噪聲三維頻譜圖，見圖2。

尾氣收集裝置距離排氣口10cm時測得在316Hz、421Hz頻率的噪聲被嚴(yán)重削弱由于尾氣收集裝置離排氣口過近部分頻率的噪聲被吸收導(dǎo)致總聲壓級值降低。在尾氣收集裝置風(fēng)量大于40%時74Hz～450Hz寬頻噪聲大大提升由于尾氣收集裝置產(chǎn)生的氣流聲導(dǎo)致總聲壓級值升高。

在30%、60cm工況下根據(jù)三維頻譜圖尾氣收集裝置產(chǎn)生氣流噪聲較低基本可以忽略對排氣口噪聲采集的影響，尾排收集裝置距離排氣口右60cm的距離316Hz、421Hz頻率的噪聲影響較小。優(yōu)化方案為將尾氣收集裝置風(fēng)量設(shè)置為30%、60cm。

4總結(jié)

（1）通過改變改變尾氣收集裝置風(fēng)量及距離在怠速工況測試數(shù)據(jù)與無尾氣收集裝置怠速工況測試數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，分析出尾氣收集裝置放置不合理時對排氣口附近聲學(xué)影響較大。篩選掉尾氣收集能力不足及氣流聲偏大的工況，進(jìn)一步分析三維頻譜圖初步篩選出尾氣收集裝置風(fēng)量30%，距離60cm工況對排氣口附近聲學(xué)影響小且滿足試驗時尾氣收集能力。

參考文獻(xiàn)

[1]洪文波，康海波，張志杰.LMSTest.Lab在變速器NVH改進(jìn)中的應(yīng)用[J].汽車實用技術(shù)，2019（15）：38-41.

[2]黃靈河，黃月芹，秦軍旭，何森東，韋習(xí)文.整車NVH半消聲室設(shè)計淺析[J].時代汽車，2019（17）：89-92.

[3]張旭.基于LMS Tes.Lab某車NVH實驗分析與改進(jìn)[J].汽車零部件，2021（05）：54-57.

[4]何杰，何偉，陶波.產(chǎn)品車尾氣收排自動化裝置的設(shè)計[J].裝備維修技術(shù)，2012（04）：39-42.