某MPV车型车内高频噪声产生机理分析及解决措施

朱帅，张鹤，麻金贺

（安徽江淮汽车股份有限公司，安徽 合肥 230601）

某MPV车型车内高频噪声产生机理分析及解决措施

朱帅，张鹤，麻金贺

（安徽江淮汽车股份有限公司，安徽 合肥 230601）

对某MPV车内噪声进行了主观评价，明确了一段的高频噪声，类似于“咝咝”的声音，给人很不舒服的感觉。通过各种试验，分析该段噪声的特性及其产生的机理，通过对增压器出气管的优化设计来降低这显著噪声，改善了整车NVH性能，提高了产品竞争力。

高频噪声；降噪措施；“咝咝”声

CLC NO.:U472.4Document Code:AArticle ID:1671-7988 (2017)02-217-03

前言

近年来，乘用车特别是轿车的车内噪声已成为确定车辆品质的重要因素，与乘坐振动等级一样，作为判断汽车舒适性的主要指标。轿车车内噪声的设计已成为产品开发中的重要任务之一。发动机及其附件、底盘和路面等作为振源和声源均可激发出车内噪声，其传播有两个途径[1]：一是通过车身壁板上的孔、缝直接传入车内，常称为空气传播噪声，主要频率在500Hz以上；二是作用于车身壁板，激发壁板的振动而对外辐射噪声，常称为固体传播噪声，400Hz以下占主导。因此，只有首先清楚室内噪声的特性、产生机理及其传递路径等，才能对症下药，有效地控制车内噪声水平。

文章所针对的某MPV车型在加速过程中存在明显的高频噪声，类似于“咝咝”的声音，利用LMS数据采集分析系统，通过实验及各分析方法成功地识别出该段噪声的特性及产生机理，并采取优化增压器出气管等整改措施，有效地降低了这种显著噪声，改善了NVH性能。

2、高频噪声

将某MPV车型放置在良好水泥路面上，进行III挡全油门加速（WOT）工况下的主观评价。现象如下：第一，在加速的时候一直有“咝咝”的声音，有时候在升挡以后声音变大；第二，打开发舱盖来听，发现有问题的高频音是从增压器传出来的；第三，在快速松开油门踏板以后，经过略一停顿后声音开始下降。从上面的结果来初步判断，成为问题的高频音是从增压器里面传出来的，理由如下，像这类高频噪声一般只有风噪，制动噪声，发动机透过音，由于能够清楚地感觉到声音是由驾驶席前方传来，因此本现象就是发动机的透过音。而发动机的透过音一般包括进气噪声和增压器噪声，但进气噪声基本上在300Hz一下，而且若是进气噪声在松开油门踏板后声音就会立刻消失，故此噪声并非是进气噪声，综上所述：此噪声来源于增压器。以此进行试验验证，在此工况下，采用LMS数据采集系统，测量该MPV车型驾驶员右耳处的声音信号。在相同工况下，采用LMS数据采集系统，测量将增压器包裹后的驾驶员右耳处的声音信号。图一该MPV车型驾驶员右耳的噪声谱。图二是包裹增压器车辆驾驶员右耳的噪声谱。

图1 3-WOT，驾驶员右耳噪声谱（track time），频率区间4000～10000Hz

图2 3-WOT，驾驶员右耳噪声谱（track time），频率区间4000～10000Hz

通过图1和图2的对比可以看出，可以确定该MPV车型在加速过程中，在车内听到类似漏气的“咝咝”异响为增压器噪声，频率在4000～8000Hz的宽频带内，在4000～ 6000Hz频带内能量更为集中，并且该异响声压级并不是很大，最大约为15dB(A)，只是异响声音频率很高，而人类对高频声音本来就很敏感,所以会产生很不舒服的感觉。

3、高频噪声产生机理及其整改

3.1 增压器高频噪声原因分析

常见的涡轮增压器噪声如表1：

表1

由于该MPV车型噪声为宽频气流噪声，初步怀疑为常见的Hiss噪声。下面进行进一步分析，判断是否为Hiss音的主要依据是通过测量压气机壳体的振动和噪音进行频谱比对，若振动与噪声在相同频率区间有相似的宽频带振动表现，则说明Hiss音存在。图3为该MPV车型噪声谱与增压器壳体振动谱。

图3 该MPV车型噪声谱与增压器壳体振动谱

综上所述，可以确定该车型在加速过程中，在车内听到类似漏气的“咝咝”异响，为Hiss噪声。

Hiss噪声是非常常见的涡轮增压器噪声，主要出现在发动机油门瞬时加速，增压器转速在相对短时间内快速提升的情况下。当然，有时稳态条件下涡轮增压器转速不变也会出现。它的主要频谱特征是频带较宽，出现的频率可能在0～20，000Hz的范围内。产生Hiss噪声的主要原因是由于发动机对低速大扭矩的需求，压气机耗气线过于临近喘振区域，涡轮增压器压气机叶轮工作时增压空气发生动荡紊乱。[2]

3.2 高频Hiss整改

目前降低或者消除Hiss噪声的方法主要是使压气机耗气线远离喘振线，或者在压气机后的管路增加谐振消声器。使压气机耗气线远离喘振线往往是十分困难的，很难找到即满足高速功率又满足低速扭矩完美的压气机型号，降低扭矩又是发动机设计不愿意看到的。因此，采用被动手段，增加谐振消声器是一种常用的手段。

图4

根据发舱布置及周边件间隙，设计如图4所示带有谐振消声器增压器出气管，图5为谐振消声器的结构：

图5

3.2.1 谐振消声器CAE分析

利用CAE求解软件：LMS Virtual.Lab Acoustics v11-SL2 win64，计算其在4000～10000Hz传递损失，如图6所示。计算条件如下：

计算边界：

声速：340m/s

空气密度：1.225kg/m3

空气流速：0m/s

入口边界：-1振速的激励

出口边界：全吸声

计算范围：4000～10000Hz step 25Hz

图6

由CAE分析结果可知，该谐振消声器针对4000～10000Hz 均有10dB以上消声量，可满足针对性的消声要求。

3.2.2 谐振消声器实车验证

在相同工况下，分别测量安装有谐振消声器和没有安装谐振消声器的该车型驾驶员右耳的声音信号。结果如图6所示：

图6

图7为1/3倍频图，蓝：有消声器；绿：无消声器。

图7 2000r/min DR声音频谱

从计算结果和试验结果表明：该消声器在需要的4000～8000Hz具有合格的消声量；增加消声器的状态下，加速下车内增压器噪声（4000～8000）明显下降。

4、结论

该MPV车型加速时在4000～8000Hz有显著的噪声，是常见的涡轮增压器噪声的一种——Hiss音，消除该噪声可通过增加谐振消声器的方式，这为解决涡轮增压器异响提供了新的思路。此外增加谐振消声器更容易布置，且成本增加少，开发周期短。

[1]陈南，张建润，孙蓓蓓.汽车振动与噪声控制.第一版.第一版.北京：人民交通出版社，2005.

[2]朱海林，涡轮增压器原理[M].北京：国防工业出版社，1985年6月第1版.

A MPV models inside the high frequency noise generation mechanism analysis and solutions

Zhu Shuai, Zhang He, Ma Jinhe
( Anhui jianghuai Automobile Co., Ltd., Auhui Hefei 230601 )

Aiming increasingly demanding interior noise, OEMs increasing emphasis on NVH design and development, JAC Technology Centre MPV car noise of a subjective evaluation, clearly some of the high-frequency noise, similar to the "hissing "sound, giving uncomfortable feeling. Through a variety of subjective analysis and testing, analysis of noise properties of this paragraph to clarify its produce from the turbocharger.By understanding the mechanism of common noise generated by the supercharger, turbocharger clear which is abnormal sound in the Hiss sound, and out through the turbocharger optimized design of the trachea, mainly to increase the resonance muffler to reduce this significant noise, and ultimately achieve the vehicle noise reduction requirements, improved vehicle NVH performance, improve product competitiveness.

High-frequency noise; noise reduction measures; "hissing" sound

U472.4

A

1671-7988 (2017)02-217-03

朱帅（1988-)，男，本科，现就职于江淮汽车技术中心，从事底盘设计工作。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2017.02.074