某SUV车型车内噪声源识别试验研究

李孟宇，陈 克，于海伟

（1.沈阳理工大学汽车与交通学院，辽宁 沈阳110159；2.喀左县职业教育中心，辽宁 朝阳122300）

汽车车内噪声是影响驾乘人舒适性的重要评价指标，发动机振动会通过悬置系统传递至驾驶室引发低频结构振动，从而产生车内噪声[1，2]。识别出经悬置传递的振动对车内噪声影响程度并有针对性的优化改进，是有效降低车内噪声的关键。

本文针对一辆具有三点悬置的SUV车型进行试验研究，在怠速工况下测得三个悬置点被动侧的振动加速度和车内噪声声压数据，基于相干性理论处理试验数据，以相干系数为指标，量化识别噪声源。

1 试验设备与参数

试验对象为某国产SUV汽车，测试设备为LMS公司生产的数采前端设备、PCB公司的三向加速度传感器和GRAS公司的ICP式声压传感器，具体参数如表1所示。

表1 传感器型号与技术参数

2 振动与噪声试验

依据《声学汽车车内噪声测量方法》（GB18679-2002）进行传感器布置与试验，在悬置点被动侧布置加速度传感器，在车内驾驶员右耳处布置声压传感器，具体布置如图1所示。

图1 振动与噪声测点布置

将试验车辆转速控制为1 000 r/min，应用LMS测试系统进行振动与噪声信号采集，其中，数据采集与处理参数如下：采样频率6 400 Hz，采样时间10 s，低通滤波器（200 Hz），进行5组试验。采集处理后的车内噪声自功率谱如图2所示。

图2 车内噪声自功率谱

从图2的车内噪声A计权声压自谱函数可知：怠速工况下，悬置被动侧振动对车内噪声的影响主要集中在200 Hz以下的低频段，在33 Hz和194 Hz频率处车内噪声最明显，分别达到40.34 dB和39.68 dB，是相干分析识别噪声源的重点研究频率。

3 相干性分析的噪声源识别

3.1相干性分析

（1）相干性理论

相干函数在频域上用于评价系统输入与输出信号的因果性，相干系数（f）的计算公式为[3]

式中（f）为常相干系数；Sx（yf）为信号x（t）和y（t）的互谱密度函数；Sx（xf）和Sy（yf）分别为x（t）和y（t）的自谱密度函数。

（2）相干性分析

本次试验以三个悬置点的振动加速度为输入，以车内噪声声压值为输出，建立的三输入单输出系统模型如图3所示。

图3 三输入单输出系统模型

3.2噪声源识别

试验车辆怠速1 000 r/min可视为稳态工况，可以进行相干分析，在图3系统模型的基础上进行常相干计算，求出的频域下的常相干函数如图4所示。

图4 悬置振动与车内噪声相干系数

观察图4常相干函数可以得出，在33 Hz下，左悬置振动与车内噪声的相干系数为0.94，右悬置为0.89，后悬置为0.98；在194 Hz下左悬置振动加速度与车内噪声的相干系数为0.98，右悬置为0.89，后悬置为0.98.经相干性计算结果可知，车内噪声在33 Hz下的主要噪声源是后悬置振动，在194 Hz下的主要噪声源是左悬置和后悬置振动。

综合分析可得，后悬置在两处频率下相干系数均为0.98，是主要噪声源，左悬置相干系数分别为0.94和0.98，是次要噪声源。

4 结束语

试验结果表明：车内噪声在33 Hz和194 Hz频率下声压值较高，以悬置点振动加速度为输入，车内噪声为输出的相干性分析计算出输入和输出信号间的相干系数，以相干系数为量化指标分析，后悬置振动是主要噪声源，左悬置振动次之。试验测试结合相干性分析识别噪声源的研究方法为该理论结合试验的应用研究提供借鉴。

参考文献：

[1]张立军，周 鋐，余卓平，等.发动机振动引起的车内噪声控制研究[J].振动、测试与诊断，2001，21（1）：59-64.

[2]吴超群，汪三龙，徐 进，等.国产自主品牌汽车车内噪声的识别与控制[J].噪声与振动控制，2012，32（4）：92-95.

[3]宋 晶，刘晓玲.噪声源识别的相干分析研究[J].轻型汽车技术，2005（Z2）：10-13.