未來汽車將朝著安全、環(huán)保、低成本、信息化、舒適性的方向不斷前進(jìn)。消費(fèi)者對汽車舒適性的滿意程度主要體現(xiàn)在對汽車整體性能的滿意程度上,即消費(fèi)者需要低噪聲、低振動、駕駛平順的體驗。文章介紹的汽車聲學(xué)包便是提高整車的nvh性能的一種手段。 1 汽車聲學(xué)包定義 汽車聲聲學(xué)首先需要了解汽車的nvh性能。nvh是noise(噪音)、vibration(振動)、harshness(平順性)的簡稱。汽車的nvh性能是衡量一個汽車品質(zhì)的重要指標(biāo)。 車內(nèi)噪音的來源非常復(fù)雜:發(fā)動機(jī)的振動和噪音、排氣系統(tǒng)的噪音、風(fēng)扇噪音、傳動系統(tǒng)噪音、內(nèi)飾系統(tǒng)噪音、路胎振動、胎噪、制動噪音以及風(fēng)噪等都是車內(nèi)噪音的根源。通常,人們習(xí)慣于按傳播路徑將車內(nèi)噪音區(qū)分為兩大類, 即:由結(jié)構(gòu)傳遞的中、低頻噪音,它們通常由動力系統(tǒng)的振動、車身懸置系統(tǒng)的振動以及路胎振動而引起,并通過車身結(jié)構(gòu)振動傳播到車內(nèi);由空氣傳遞的中、高頻噪音,涉及:動力系統(tǒng)噪音、路胎摩擦噪音以及風(fēng)噪等。這些錯綜復(fù)雜的車內(nèi)噪音來源表明,改善汽車的nvh性能是一項復(fù)雜的系統(tǒng)工程。 提高汽車的nvh性能除了主動降噪,如優(yōu)化發(fā)動機(jī)及車身機(jī)構(gòu)、提高車身動靜剛度、改進(jìn)底盤系統(tǒng)等方法來控制噪聲源及傳播路徑;還需要必要的輔助手段。汽車聲學(xué)材料作為一種輔助降噪的手段便應(yīng)運(yùn)而生了。 汽車聲學(xué)材料就是指跟汽車nvh性能相關(guān)的各類吸音、隔音、減震、密封的部件的總稱,如前圍板隔熱墊、地毯、頂棚、孔塞、空腔隔斷等等。 2 汽車聲學(xué)產(chǎn)品的分類 汽車聲學(xué)產(chǎn)品按裝配在汽車的部位可分為前機(jī)艙部件、駕駛艙部件、行李箱部件三部分;汽車聲學(xué)包按所起的作用可分為隔音部件、吸音部件、減震部件、密封部件。 3 汽車聲學(xué)選用的材料 作為汽車聲學(xué)的材料必須在一定寬頻的范圍內(nèi)具有吸音、隔音的作用;另外還要遵循環(huán)保、阻燃、輕量化、高性價比等原則。常用的隔聲材料有epdm、eva等;常用的吸聲材料有玻璃纖維、玻璃棉、pu發(fā)泡、pet毛氈等。目前聲學(xué)選用的材料大都同時具有吸音、隔音、減震的性能,只是側(cè)重點稍有區(qū)別,這就需要根據(jù)部件安裝的具體部位選用最佳的方案。 4 聲學(xué)配件 現(xiàn)根據(jù)某款車型來介紹聲學(xué)配件。汽車聲學(xué)設(shè)計遵循的原則應(yīng)該為:先進(jìn)行密封后進(jìn)行吸隔音;先確定聲源后進(jìn)行阻斷;重點位置著重處理。 4.1 孔塞 孔塞包括貼片,廣泛應(yīng)用于車門、側(cè)圍、地板等部位,用來密封安裝孔、焊接定位孔、避讓孔、工藝孔、漏液孔、減重孔等,這些孔的存在都影響車身的密閉性,并且傳遞噪音,都應(yīng)進(jìn)行封堵。 為了防止涉水實驗出現(xiàn)滲水、漏水現(xiàn)象,地板上的孔需要用熱熔性質(zhì)的孔塞來進(jìn)行密封;該款車型上選用的是熱熔的eva+pa材料做成的孔塞來密封。 側(cè)圍、車門上的小孔(直徑<10mm)一般用pvc貼片來進(jìn)行密封;大孔(10mm<直徑)一般用橡膠孔塞來密封;異形孔,例如該車型前地板四個焊接避讓孔采用熱熔膠+pa材料的孔蓋來密封,有的車型也采 用熱熔膠+金屬材料的孔蓋來密封。 孔塞密封完成后,汽車駕駛艙形成一個相對密封的空間,這是后期吸隔音處理的前提環(huán)境。 4.2 空腔隔斷 焊接完成的白車身在下邊梁、abc柱、頂蓋邊梁等處都是空腔結(jié)構(gòu),這些空腔結(jié)構(gòu)在汽車低速行駛時傳遞外部噪聲,高速行駛時形成氣流共鳴噪聲,因此必須將此類空腔進(jìn)行分段隔斷。 空腔隔斷的方法有很多種,現(xiàn)主要介紹以下兩種:一是直接往空腔處塞吸音海棉,使其充滿整個空腔,從而阻斷氣流的高速流動,兼具一定的吸音效果;二是采用pa材料本體配合eva發(fā)泡材料組成,卡子到空腔里面,對于較小的空腔,直接粘接eva發(fā)泡材料,待經(jīng)過涂裝高溫過程后,eva發(fā)泡材料發(fā)泡充滿整個空腔,從而阻斷氣流的高速流動來起到隔音的效果。eva發(fā)泡材料的發(fā)泡率可隨空腔大小來調(diào)整。 4.3 阻尼材料 阻尼材料主要是將機(jī)械振動的能量轉(zhuǎn)化為熱能或其他可以損耗的能量從而達(dá)到減振的目的?,F(xiàn)在常用的阻尼材料有瀝青類阻尼材料和橡膠類阻尼材料。圖3為該款車阻尼片布置圖,采用的是瀝青類阻尼材料。 4.4 前機(jī)艙部件 前機(jī)艙聲部件主要包括:前圍板外隔熱墊、發(fā)動機(jī)蓋隔熱墊。 前圍板外隔熱墊、發(fā)動機(jī)蓋隔熱墊處于前機(jī)艙內(nèi),作用應(yīng)以吸音為主,且考慮到前機(jī)艙特殊的工作環(huán)境,目前較多的采用無紡布+玻璃纖維,厚度10mm左右。因為前圍板外隔熱墊還有隔熱的作用,在一些中高檔車中,其外面還有一層鋁箔。
4.5 駛艙部件 駕駛艙聲部件主要包括:前圍板內(nèi)隔熱墊、地毯、頂棚、座椅、其他內(nèi)飾部件里的吸隔音部分。 前圍板內(nèi)隔熱墊裝在駕駛艙一側(cè),是為了阻止汽車動力系統(tǒng)噪音,前圍板內(nèi)隔熱墊應(yīng)以隔音為主,吸音為輔。目前較多采用pet吸音棉+eva表皮,也有廠家使用pet吸音棉+pu表皮,但效果稍差。該款車型采用的是15mmpet吸音棉+2mmeva表皮。 |