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淺談汽車(chē)風(fēng)噪性能測(cè)試方法及測(cè)試流程

發(fā)布時(shí)間：

2024-03-18

汽車(chē)風(fēng)噪的發(fā)展歷程與汽車(chē)工業(yè)的演進(jìn)密切相關(guān)，汽車(chē)速度的增加和設(shè)計(jì)理念的變化，風(fēng)噪問(wèn)題逐漸引起關(guān)注。20世紀(jì)中葉以后，汽車(chē)速度顯著提升，風(fēng)噪成為車(chē)內(nèi)噪聲的主要來(lái)源。

隨著空氣動(dòng)力學(xué)研究和隔音技術(shù)的不斷發(fā)展，通過(guò)汽車(chē)風(fēng)洞測(cè)試，在風(fēng)洞中模擬實(shí)際行駛條件，可以精確測(cè)量汽車(chē)在高速行駛時(shí)的氣流流動(dòng)情況，識(shí)別潛在的空氣動(dòng)力學(xué)問(wèn)題并優(yōu)化車(chē)身外形。有效幫助改善汽車(chē)的空氣動(dòng)力學(xué)性能，減少氣流與車(chē)身表面的摩擦和阻力，從而降低風(fēng)噪的產(chǎn)生。

1、汽車(chē)風(fēng)噪概述

當(dāng)汽車(chē)在道路上行駛時(shí)，車(chē)輛內(nèi)部駕乘人員會(huì)感受到車(chē)輛行駛而產(chǎn)生的振動(dòng)和噪聲，通常被稱(chēng)為噪聲、振動(dòng)與聲振粗糙度（Noise Vibration Harshness , NVH)，主要包含動(dòng)力總成噪聲、輪胎路面噪聲和風(fēng)噪三大類(lèi)。其中，動(dòng)力總成噪聲控的量值貢獻(xiàn)量較小，輪胎路面噪聲占車(chē)內(nèi)噪聲的的比重較小，風(fēng)噪和車(chē)速有著密切的關(guān)系，車(chē)速越高，風(fēng)噪越大。汽車(chē)風(fēng)噪是汽車(chē)行駛過(guò)程中空氣流動(dòng)引起的振動(dòng)和噪聲，當(dāng)汽車(chē)以一定速度行駛時(shí)，車(chē)輛前部和側(cè)面的空氣與車(chē)身表面發(fā)生摩擦和流動(dòng)，形成渦流和湍流。這些空氣流動(dòng)產(chǎn)生了氣流噪音，其中主要包括氣流在車(chē)身各部分之間產(chǎn)生的壓力差引起的震動(dòng)噪音和空氣與車(chē)輛表面摩擦產(chǎn)生的摩擦噪音。這些噪音通過(guò)車(chē)窗、車(chē)門(mén)等車(chē)身表面?zhèn)鲗?dǎo)到車(chē)內(nèi)，影響駕駛者和乘客的舒適性。為減輕汽車(chē)風(fēng)噪，制造商通常采用各種設(shè)計(jì)和材料技術(shù)，如空氣動(dòng)力學(xué)外形設(shè)計(jì)、隔音材料應(yīng)用等，以降低風(fēng)噪水平，提高車(chē)內(nèi)的靜音效果。汽車(chē)的風(fēng)噪性能優(yōu)劣與汽車(chē)的造型及密封設(shè)計(jì)處理有密切的關(guān)系，一款車(chē)的風(fēng)噪性能水平直接反映了該車(chē)的設(shè)計(jì)和制造工藝的水準(zhǔn)。

2、汽車(chē)風(fēng)噪的分類(lèi)

按產(chǎn)生機(jī)理分類(lèi)汽車(chē)風(fēng)噪可分為湍流噪聲、表面壓力脈動(dòng)噪聲、空腔噪聲、泄漏噪聲和風(fēng)振噪聲；按產(chǎn)生原因分類(lèi)汽車(chē)風(fēng)噪可分為汽車(chē)造型和外飾件的原因產(chǎn)生的風(fēng)噪、汽車(chē)車(chē)身的密封缺陷及泄漏產(chǎn)生的風(fēng)噪兩類(lèi)。

3、汽車(chē)風(fēng)噪測(cè)量方法

汽車(chē)的風(fēng)噪測(cè)量方法主要有三種，即空氣動(dòng)力學(xué)仿真分析法（CFD）、道路測(cè)試和風(fēng)洞測(cè)試。

空氣動(dòng)力學(xué)仿真分析（CFD）：廣泛應(yīng)用于優(yōu)化汽車(chē)外形設(shè)計(jì)，降低空氣阻力和噪音產(chǎn)生，過(guò)數(shù)值計(jì)算模擬流體流動(dòng)的方法，模擬車(chē)輛在運(yùn)動(dòng)中的空氣流動(dòng)，預(yù)測(cè)氣流的速度、壓力分布以及其他相關(guān)參數(shù)，但仿真測(cè)試的數(shù)據(jù)對(duì)汽車(chē)風(fēng)噪的預(yù)測(cè)能力與實(shí)際應(yīng)用還存在較大的差距。
道路測(cè)試：在實(shí)際路面條件下進(jìn)行的風(fēng)噪測(cè)量。通過(guò)在不同速度和路況下行駛裝載傳感器的汽車(chē)，可以測(cè)量車(chē)輛產(chǎn)生的噪音水平。但通常伴隨發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力源噪聲和輪胎路面噪聲，受測(cè)試環(huán)境的影響較大且測(cè)試結(jié)果重復(fù)性差。
風(fēng)洞測(cè)試：在專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的風(fēng)洞試驗(yàn)中進(jìn)行測(cè)試，消除了車(chē)輛的動(dòng)力源噪聲和輪胎路面噪聲的影響，適用于研究車(chē)身外形對(duì)空氣流動(dòng)的影響，從而改善空氣動(dòng)力學(xué)性能和降低風(fēng)噪水平。通過(guò)模擬車(chē)輛在高速風(fēng)場(chǎng)中行駛的情況，在風(fēng)洞中測(cè)量車(chē)身不同位置的氣流和壓力分布，可以評(píng)估車(chē)輛的空氣動(dòng)力學(xué)性能。
策劃階段：根據(jù)風(fēng)洞測(cè)試結(jié)果，制訂整車(chē)風(fēng)噪性能目標(biāo)值；

前期設(shè)計(jì)階段：利用風(fēng)洞對(duì)影響風(fēng)噪的關(guān)鍵外造型和外飾件等進(jìn)行風(fēng)噪性能的比較和優(yōu)化，或在樣車(chē)制造前利用油泥模型對(duì)后視鏡等部件進(jìn)行風(fēng)噪性能的優(yōu)化；
設(shè)計(jì)驗(yàn)證階段：利用風(fēng)洞對(duì)不同階段的樣車(chē)的風(fēng)噪問(wèn)題進(jìn)行快速準(zhǔn)確的排查，對(duì)整改方案進(jìn)行及時(shí)的驗(yàn)證和優(yōu)化調(diào)整，提高車(chē)身精度和模具的調(diào)試效率。待測(cè)車(chē)輛靜止固定在風(fēng)洞中間的天平測(cè)試臺(tái)上（橫擺角可調(diào)），測(cè)試時(shí)高速氣流由超大功率風(fēng)機(jī)產(chǎn)生（風(fēng)速范圍可調(diào)），高速氣流經(jīng)過(guò)多級(jí)消聲通道，消除了風(fēng)機(jī)設(shè)備等的運(yùn)行噪聲，最后通過(guò)整流和加速處理，在待測(cè)車(chē)輛的位置（天平測(cè)試段）產(chǎn)生和道路測(cè)試車(chē)速相同的風(fēng)速，可以精確地模擬車(chē)輛在該車(chē)速下所受到的風(fēng)激勵(lì)。利用布置在風(fēng)洞測(cè)試區(qū)的車(chē)外麥克風(fēng)陣列，也可以快速準(zhǔn)確地鎖定車(chē)身外表面上的聲源位置，精確測(cè)量車(chē)輛的風(fēng)噪，幫助風(fēng)噪工程師及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決問(wèn)題。

總而言之，隨著電動(dòng)汽車(chē)和智能駕駛技術(shù)的興起，汽車(chē)設(shè)計(jì)趨向更為先進(jìn)和智能化，風(fēng)噪問(wèn)題的研究和解決也持續(xù)演進(jìn)，汽車(chē)風(fēng)洞測(cè)試在降低汽車(chē)風(fēng)噪方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用，以提供更加安靜舒適的駕乘體驗(yàn)。汽車(chē)制造商在外形設(shè)計(jì)、材料選用和隔音裝置方面不斷進(jìn)行創(chuàng)新，努力降低風(fēng)噪水平。

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