重型载货车车外加速噪声源的测试和分析

奚武

摘要：有效的噪声源识别是降噪工作有效性的根本保证。为了对某重型车车外加速噪声进行控制，首先针对该车车外加速噪声进行了测试。通过对异常噪声的频谱分析，试图找到噪声源，为设计改进提供依据和方向。同时，通过对该重型车整车关键部位的噪声和振动进行测试与分析，发现变速箱左下边大平面处出现跟车外加速噪声测点相同的噪声峰值频率成分，最终确定变速箱为整车车外加速噪声源。通过更换变速箱实现了整车车外加速噪声值达到国标限值以下，验证了该方法的可行性和有效性。

关键词：噪声源振动；测试加速；噪声频谱分析

随着生活水平的提高，人们对汽车的噪声、振动和舒适性要求越来越高，为了提高车辆的舒适性，世界各大汽车公司都对汽车内噪声水平制定了严格的控制标准。

汽车加速行驶车外噪声是评价各种车辆可能产生的最高噪声级的极限，汽车车外加速噪声实验法是测试车辆最高噪声极限的实验方法，是世界目前通用的检测车辆噪声的方法。因此，如何降低车外加速噪声是汽车噪声控制成败与否的关键所在。掌握车外噪声产生机理，采用相应的减振降噪技术加以控制是十分必要的，也是衡量现代汽车制造质量的一个综合性技术指标。降噪是一项费时且投入很高的工作，车外噪声的控制主要是对于噪声源的控制，有效的降低各声源的噪声是保证整车噪声的唯一和根本途径。因此必须首先正确识别影响整车噪声的主要声源。噪声源识别的常用方法是噪声分解，在整车级分解方法是通过工况排除，系统（或部件）排除和包裹法。其目的是为了把某一声源从总的噪声中分离出去。因此，在噪声的振动控制中，进行噪声源进行识别是重要的工作内容之一。它为噪声的控制提供了基础，决定着噪声控制所努力的方向。国际上对噪声源识别方法的研究随着科学技术的发展不断深入。因此，本文针对公司某重型车车外加速噪声超过国标，采用北京东方振动和噪声研究所的振动噪声测量和分析工具，在特定测试工况下对车外加速噪声和整车关键部位的振动和噪声进行测量；采用了声压和振动测量相结合的声源识别法J，对整车车外噪声源进行识别，并给出了该车车外加速噪声的主要发声部位及频率范围，为进一步提出了相应的降噪措施打下坚实基础。

1整车噪声测试

首先针对本文研究的某型重型车进行车外加速噪声测点频谱测试，测试分析发现6档车外加速噪声出现异响。从图1（a）可以看出，在6档车外加速工况，2.72s时刻出现峰值，时程曲线上升4.1dB（A）。从图1（b）所示噪声频谱可知，峰值频率为1380Hz。因此，峰值頻率1380Hz信号的噪声源识别是该重型车车外加速噪声控制的关键所在。

为此，在分析某型重型车的结构特点的基础上，对油底壳、变速箱、消声器壳体、正正时齿轮盖罩、增压器、排气歧管、转向泵、排气管支架等20个关键位置进行振动频谱和近场噪声频谱测试。通过重型车关键部件的振动和噪声近场测试和频谱分析等技术，确定主要噪声源为变速箱、发动机本体（主要为油底壳、齿轮室罩盖等薄壁件）、排气系统及风扇噪声。在对重型车主要噪声源的关键部位的振动和近场噪声的频谱分析中发现，6档峰值噪声最可能出现在变速箱部位。

2变速箱振动噪声测试分析

为进一步确认噪声源是否为变速箱，本文对变速箱进行了更细致的振动和噪声测试。有变速箱左边近场噪声的频谱图2可知，变速箱左边的近场噪声频谱出现了车外加速噪声测点相同的1380Hz的频谱信号，而该频率信号在其他部位未见出现。

变速箱是汽车的重要传动部件理论与实验研究都表明变速箱噪声是汽车的主要噪声源。变速器在正常情况下的振动是由齿轮在工作过程中的啮合力波动、允许范围内的齿轮轴中心距偏差等因素引起的，这类振动一般是啮合力调制振动。如果齿轮或轴承出现故障，则会产生冲击，振动信号发生瞬态变化。为更准确地找到噪声的发生部位，可以在不同位置上布置加速度计来检测这些点的振动信号。因此，在变速箱体输入和输出端的底部布置2个测点；并在壳体的左右2侧厚度最薄弱，振动最为利好的中间部位布置2个测点。最后在变速箱左前方大平面中心布置测点。采用6档车外加速工况进行测试，从测点可以看出存在1375Hz频率的振动信号。因此，车外加速噪声峰值频率出现在变速箱左前边部位的振动引起的峰值噪声。

本文通过更换另一型号12档不同速比的变速箱进行车外加速噪声实验。实验结果发现，6档加速噪声峰值得到避免，车外加速噪声降低5.6dB（A），使得该型车车外加速噪声值降低到国标限制以下。因此，此款变速箱存在加速噪声峰值，需要进一步优化设计来控制噪声。

3结论

本文应用振动、噪声的频谱分析技术对整车及其关键部位进行了测试和分析，能够较准确地找到噪声源，为有针对性的进行噪声控制提供依据。通过更换变速箱避免了整车车外加速噪声的尖峰值，使得车外加速噪声大幅降低（降幅为5.6dB（A）），验证了测试分析的正确性。治理噪声是一项系统、复杂和漫长的过程。噪声源准确识别是噪声控制的关键，如何快速有效的进行噪声源识别，是整车厂噪声控制技术的关键。

参考文献：

[1]郑四发，郝鹏，李西朝，等.车外加速噪声的传递特性模型及声源识别.汽车工程，2010；32（5）：439—442

[2]庞剑，谌刚，何华.汽车噪声与振动一理论与应用.北京：北京理工大学出版社，2006

[3]杨建刚.旋转机械振动分析与工程应用.北京：中国电力出版社，2007