某MPV车型加速轰鸣问题分析优化

某MPV车型加速轰鸣问题分析优化

高峰吕和平2  黄林1  梁虎1  葛卫国1

（1.重庆三峡学院，重庆 401120；2.重庆长安新能源汽车科技有限公司，重庆 401120）

摘要：某MPV车型发动机转速为2 500 r/min左右时车内存在轰鸣声，严重影响整车乘坐舒适性。通过主观评价确认该问题，并制定试验测试项目进行客观测试。分析测试数据，排查相关传递路径，确定该问题由进气系统噪声存在轰鸣所致。通过优化进气系统消声元件，增加赫姆霍兹谐振腔，降低进气系统噪声，使车内加速轰鸣声幅值降低5 dB左右，改善效果明显。

关键词：加速轰鸣；进气系统；谐振腔

中图分类号：U461.4 文献标识码：A文章编号：1671-7988(2022)05—

前言

随着汽车技术的不断进步，顾客对汽车的舒适性提出了越来越高的要求。NVH性能是包括汽车噪声和振动水平，是评价整车舒适性的重要指标。进气系统噪声是整车噪声的重要组成部分，其好坏将直接影响车辆的整体噪声水平。

产生加速轰鸣问题的原因较多，既有进、排气口噪声通过空气传播引起的轰鸣，也有结构共振引起的轰鸣。分析加速轰鸣问题通常采用传递路径分析法[1]（Transfer Path Analysis，TPA）。杨萍、张国政[2]等人利用TPA方法成功解决了整车加速轰鸣问题；孙佳、周丹丹[3]等人通过优化进气系统，成功解决了整车轰鸣问题。

本文主要针对进气系统引起的加速轰鸣问题，分别从空气传播和结构传播方面进行分析，确定问题产生原因，制定有效控制策略。从而减小车内由加速轰鸣，提高乘坐舒适性。

1进气消声原理

发动机进气系统的消声元件主要包括空滤器、谐振腔、四分之一波长管。

空滤器结构如图1所示，进气管道、扩张腔和出气管道的截面积分别为 、和，扩张腔的长度为L [4]。

图1 空滤器示意图

空滤器的中心频率为:

                               (1)

式中，c为声速。

谐振腔结构如图2所示，消声容器的容积为V，主管和连接管的截面积分别为 和 ，连接管的长度为。

图2 谐振腔示意图

谐振腔的中心频率，表达式如下：

                                (2)

四分之一波长管结构如图3所示，主管和四分之一波长管的截面积分别为和，四分之一波长管的长度为L。

图3 四分之一波长管示意图

四分之一波长管的中心频率，表达式如下：

                                      (3)

2 实例分析

2.1问题描述

某款MPV车，动力总成采用1.5T发动机搭配CVT变速器。主观评价发现在2500rpm左右时，存在加速轰鸣声，严重影响乘坐舒适性。

2.2问题分析

为了分析该问题原因，对问题样车进行试验测试。试验在整车半消声室内进行。分别在车辆进气口、排气口、车内驾驶员、副驾驶、中排乘客以及后排乘客右耳位置布置麦克风。同时在方向盘、换挡杆及座椅导轨处布置三向振动传感器。

通过数据分析，发现当发动机转速达到 2 500 r/min时车内有明显噪声峰值，其主要贡献阶次为2阶，频率为85Hz左右。通过对车内主要位置振动，而进气口噪声在2 500 r/min左右存在明显峰值，与车内轰鸣声频率一致。因此，初步判断车内轰鸣由进气系统引起，测试数据如图4、5所示。

图4 车内加速噪声测试频谱图

图5 进气口加速噪声测试频谱图

2.3样件制作

由于发动机舱内空间限制，无法增大空滤器容积，同时根据该轰鸣声特点，采用增加谐振腔降低进气口噪声。

由空间布置确定谐振腔容积V为1.2L，连接管的直径为16mm，根据谐振腔中心频率公式  ，确定连接管的长度为68mm，根据上述尺寸制作谐振腔。

图6 谐振腔手工样件

2.4方案验证

增加谐振腔后，2500rpm左右声压级最大降低5dB，二阶噪声最大降低10dB。主观评价加速轰鸣声改善明显。数据如图7所示。

图7车内加速噪声对比图

3 结语

本文针对某MPV车内加速轰鸣问题进行测试分析，通过增加谐振腔有效解决该问题。同时得到以下结论。

（1）该车车内加速2500 r/min左右轰鸣声的产生原因为进气口轰鸣声。

（2）增加85Hz赫姆霍兹谐振腔可以有效改善加上轰鸣问题。

参考文献

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

[2] 杨萍,张国政等.基于T方法的整车加速轰鸣问题分析研究[J].桂林航天工业学院学报,2023,1: 38-44．

[5] 孙佳,周丹丹等.某型车进气轰鸣问题研究 [J].噪声与振动控制2016,36(6): 202-205．

[4] 贾维新,郝志勇.空滤器声学性能及低频噪声控制的研究[J].内燃机工程,2006 (1): 67-70.

作者简介：高峰（1979.05），男，高级工程师，硕士研究生，研究方向为汽车NVH性能、新能源汽车设计。