LMS Test.Lab系统改善车内噪声

miaorenfeng

车辆室内噪声是汽车NVH的主要内容。本文介绍了使用full window法来评价整车内饰件中相关材料的隔吸音性能的方法，利用倍频图和Front/back图对测试所得数据进行分析，确定车辆内饰相关部分对于整车噪声的贡献量，以及通过修改相关内饰件的设计和组合来改进车内噪声
目前，对汽车内饰材料要求多为外观特性要求和功能特性要求。在整车NVH开发过程中，内饰件隔音和吸音材料的确是一个非常重要的环节，它往往处于整车NVH开发环节的末端，位于其他相关子系统开发之后，但它对于减小车内噪声却有着非常重要的作用。本文主要介绍的是应用LMS Test.Lab软件运用full window法来确定车辆相关内饰部分对于整车噪声的贡献量，然后通过修改相关内饰件的设计和组合来改进车内噪声的方法。

试验内容

1.试验条件与试验准备

准备待测车辆，车辆内自带原状态内饰件，状态完好。按照GB/T 18697-2002《声学汽车车内噪声测量方法》布置测量点；以某型微车（发动机中置后驱）为例，安装4个传声器分别将其布置在车内驾驶员头枕、副驾驶员头枕、中排座椅头枕和后排座椅头枕附近，安装位置见图1。

2.试验设备

试验用到Dell便携式计算机一台、Difa Scadas3多通道数据采集系统、LMS Test.Lab软件和ICP传声器。


图2  驾驶员处耳旁噪声case1、case2和case3的对比
3.试验材料

手工制作待测车辆的内饰隔吸音材料。部件为：前地毯、座椅框地毯、中排地毯、后地板地毯、后左右轮罩、后侧围装饰板和后尾门装饰板。

材料组成为：两层4mm厚PP（聚丙烯纤维）材料，用于隔音；一层30mm厚吸音棉，用于吸音；最底下一层为白色吸音棉，上面分别为2层PP（聚丙烯纤维）材料，用强力胶水粘合；制作部件形状大小与车身安装处一致，与车身尽量贴合。


图3  后排乘员处耳旁噪声case1、case2和case3的对比

4.试验工况

根据内饰件的制作可将测试过程分为10个工况，分别在去除某一部件的情况下测量车辆的内噪情况，如表所示，其中，case 1代表待测车辆原始状态。

车辆运行工况统一为：4档全油门加速 &怠速；空调情况：关闭；发动机转速区间为：1000～5 500r/min。
5.测试环境要求

背景噪声比被测噪声低10dB（A）以上，关闭好门窗，路面平整无积水，无风或微风，无雨水。

试验分析

用LMS-Advanced signature testing软件进行测试，将测试所得数据处理成1/3倍频图进行对比，1/3倍频图主要用来查看最大噪声频率及噪声在频率谱上的分布。

1.四档加速工况

从总体噪声级的对比，了解所制作材料的隔音效果。由于驾驶员处和后排座椅乘员的声音效果最为典型，我们选取驾驶员耳旁和后排乘员耳旁的噪声作为参考对比点（见图2和图3）。

从图2、图3中可以看出全包裹的状态下总体噪声效果是最好的，车辆原状态的效果其次，去除所有的组件后效果最差。也可以看出所制作的材料隔吸音效果非常好，最高处(后排座椅处乘员耳旁噪声630Hz处)的隔音甚至达到了10.5dB(A)。

其中绿色代表case1、蓝色代表case2、红色表示case3的噪声。

分别对比case4～10与case3的数据，将对比后增加出来的频率区域用红圈标出，由此我们可以看出，相关部件为对整车噪声的贡献量，同时可以确定它所影响的频率范围。根据分析我们可以得出内饰各部件对驾驶员耳旁噪声的贡献分布图（见图4）。


图4   驾驶员耳旁噪声贡献量分布（内饰件）

运用同样的方法我们可以得出内饰各部件对后排座椅乘员耳旁噪声的贡献分布图（见图5）。


图5  后排座椅乘员耳旁噪声贡献量分布（内饰件）





从图4、5我们也可以看出，通过中排地毯、后轮罩及后侧围装饰板传入驾驶员耳旁处的噪声主要集中在中高频，低频噪声则主要是通过前排地毯传入的。通过中排、后排地毯传入后排座椅乘员耳旁的主要是中高频的噪声、低频噪声则主要是通过后侧围装饰板、前排地毯及后尾门传入。

2.怠速工况

由于怠速工况下时，只有发动机在转动时产生声音，变速器和后桥都没有转动，同时也没有路面激励，因此噪声通过后地毯、后轮罩、后侧围装饰板及后尾门对车内产生的影响很小，这时可以忽略，只考虑噪声通过前地毯、座椅框地毯及中排地毯对车内噪声产生的影响，运用Front/back图对比case2和case3与case4、case5、case6在怠速时的所测的数据（见图6、图7）：


图6  怠速时驾驶员耳旁噪声 case3与case2、4、5、6的Front/back对比

miaorenfeng

从图6可以看出怠速情况下，去掉上述全部内饰后，驾驶员耳旁噪声为最高，达到48.7dB(A)，全包裹状态与去掉前地毯、去掉座椅框地毯效果差别不大，为44.7dB(A)左右，但是去掉中排地毯后驾驶员耳旁噪声有明显升高，达到了46.5 dB(A)左右。可见在怠速情况下，声音通过中排地毯对驾驶员耳旁噪声增加最为明显。

从图7可以看出怠速情况下，去掉上述全部内饰后，后排乘员耳旁噪声为最高，达到48.7dB(A)，全包裹状态与去掉前地毯、去掉座椅框地毯效果差别不大，为44.1dB(A)左右，但是去掉中排地毯后驾驶员耳旁噪声有明显升高，达到了45.8 dB(A)左右。可见在怠速情况下，声音通过中排地毯对后排乘员耳旁噪声增加最为明显。


图7  怠速时后排乘员耳旁噪声case3与case2、4、5、6的Front/back对比


分析结果

由上分析我们可以看到通过“full window”测试方法找到了每个单独区域的隔吸音材料效果，可以认定待测车辆需要采用附加的隔音材料以获得更好的隔音、吸音效果，主要作用范围为中排地毯以及后排地毯。
通过以上测试我们还可以确定待测车辆运用同种隔吸音材料时降噪效果的排序：

中排地毯 > 后排地毯 > 前地毯 > 轮罩 > 后侧围装饰板 > 尾门装饰板>座椅框地毯。


内饰件测试工况





同时，从分析中我们还可以确定中排地毯对于行驶状态下的高频噪声、怠速状态下的低频噪声非常重要，后排地毯对于后桥的噪声辐射也是有着十分重要的作用。而对后侧围装饰板与尾门，在设计上我们则可以更多地运用进行一些密封性的内饰材料，以增强对中、低频噪声的隔声效果。

结论

运用full window方法，使用LMS 公司Test. Lab 中的Advanced signature testing 软件通过整车内饰件的对比试验可以较为方便和准确地评价整车的内饰件隔吸声性能，找出其声学包装的薄弱点，并进行改进。这样有利于汽车制造商在设计汽车内饰件方面平衡成本预算，减少过多的设计和制造开支。

zhengdl2001

无私的学者，谢谢了！

wymqs

好资料，学习了，谢谢楼主！

zh54321

呵呵，介绍的很详细，学习了，不过要是有更多的关于排气系统的就好了