招商车研 ∣ 乘用车车外噪声源识别与优化方案

汽车 2024-12-20 13:52 江苏

近期，招商车研应用工况传递路径分析方法识别出某乘用车行驶时车外噪声主要来源，并通过增加进气口插入损失、扩大排气尾管直径、以及更换回力轮胎等方案进行针对性优化改进，使得该车型的车外噪声得到明显控制，显著提升了NVH性能。

工程研发视角问题描述

根据欧盟标准ECE R51 03，某燃油车SUV出口车型的车外通过噪声（72.4dB(A)）接近标准限值（74dB(A)）。该车型在匀速55km/h行驶、以及存在二档WOT、三档WOT加速行驶时，存在“呼呼”“嘶嘶”声。需要确认影响车外通过噪声的噪声源，并进行改进优化。

工程研发视角问题分析

对该车型的远场7.5m处的colormap图进行分析，发现该车型在400-2000Hz频段内存在宽频噪声。

图1 车外远场7.5m处colormap图

基于“激励源-传递路径-响应”的分析思路，运用工况传递路径分析方法，建立车外噪声源识别的模型。整体的技术实施路线图如下所示。

图2 实施方案图

根据车外噪声源模型，对驾驶员右耳、进气口近场、动总近场、副消近场、主消近场、排气尾管近场、轮胎近场等位置进行了远场7.5m处的贡献量分析。贡献量云图测试结果如下图所示。通过工况传递路径方法，得到了对于远场7.5m测点处噪声贡献量前三的部位为：排气口处、进气口处、右前轮胎处。

图3 4组工况目标点贡献量云图

工程研发视角解决方案

通过工况传递路径分析方法确定了造成车外噪声较大的贡献部位，针对这些贡献部位进行分析并确定优化方案。

进气口的噪声贡献主要来自于空气流动、涡流以及与周围部件的相互作用。可通过提升进气口插入损失，有效地减少空气流动产生的湍流，降低进气口600-2000Hz的宽频气流噪声向车外接收点的辐射强度，从而降低噪声水平。

图4 优化前（左）后（右）对比图

排气口的噪声贡献通常与气流的速度和涡流活动有关。气流速度较快，气流的湍流和脉动升高，导致噪声较大。将排气尾管直径扩大为1.35倍，使得尾管气流的马赫数降低到0.3以下，从而降低400-2000Hz之间的宽频气流声传播，使气流更加平稳流动，减少涡流和湍流的形成，达到抑制这一频段的噪声传播的目的。

图5 优化前（左）后（右）对比图

轮胎的噪声贡献主要来自于轮胎花纹与地面接触时，轮胎内部和表面的声波形成的共振，产生了特定频段的噪声。切换为回力轮胎，能降低600-2000Hz之间的轮胎花纹噪声，从而降低该频段轮胎花纹噪声向接收点的传播。

图6 优化前（左）后（右）对比图

工程研发视角效果验证

进气管优化结果验证

进气管优化结果显示，2档全油门加速时，车外左右两侧7.5m处接收点降低0-3dB(A)，3档全油门加速时，车外左右两侧7.5m处接收点降低0-3.5dB(A)，优化方案有效。

图7 优化前（红）后（绿）效果对比图

排气管优化结果验证

该优化方案在样车匀速55km/h行驶时，排气尾管近场400-2000Hz的宽频气流声RMS值降低2.8dB(A)，总声压级降低2.1dB(A)，车外7.5m处左右两侧接收点总声压级分别降低2.3dB(A)和1.7dB(A)，400-2000Hz的宽频气流噪声分别降低3.5dB(A)和1.7dB(A)。在2档全油门加速行驶时，排气尾管近场400-2000Hz的宽频气流声明显弱化，排气口近场overall降低1-3dB(A)，车外左右两侧7.5m处接收点降低1-2.5dB(A)。在3档全油门加速行驶时，排气尾管近场400-2000Hz的宽频气流声明显弱化，排气口近场overall降低2-5dB(A)，车外左右两侧7.5m处接收点降低0-2.5dB(A)。

图8 优化前（红）后（绿）效果对比图

此时驾驶室座椅振动测试值由原状态的1.22m/s^2下降到0.85m/s^2，制动抖动问题得到一定程度改善。

轮胎优化结果验证

将轮胎替换为回力轮胎后，轮胎花纹噪声600-2000Hz频段RMS值，毂带车轮胎近场噪声在40/50/55kph下分别降低1.3dB(A)、1.2dB(A)和1dB(A)，车外左右两侧7.5m处的轮胎花纹噪声也降低了0.6dB(A)。

图9 优化前（红）后（绿）效果对比图

来源：招商车研

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