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轻型汽车进气系统的声学优化 2006 LMS 首届用户大会论文集
轻型汽车进气系统的声学优化
肖利平段龙杨
江铃汽车股份有限公司产品开发技术中心


摘要:本文用 CAE 仿真计算和实验验证相结合的方法,对某轻型汽车的进气系统进行了声学优化,通过优化,将该车
的通过噪声降低了 2dB(A),从而使其达到了法规的要求。
关键词:进气系统通过噪声声学优化

1. 前言
随着中国汽车工业的快速发展,国家对汽车工业的法规也越来越严格。汽车振动噪声就是法规的重要
内容,加速通过车外噪声是汽车产品国家强制性检测项目。对汽车厂家而言,必须将汽车的通过噪声降低
到某一限度,才能达到法规的要求,才能被消费者认可。
进气系统往往是整车的噪声源之一,由于发动机运行过程中进气阀周期性开闭产生的气流压力波动。
当进气阀开启时,活塞由上止点下行吸气,邻近活塞的气体分子以同样的速度运动,这样在进气管内就会
产生压力脉冲,形成脉冲噪声;同时进气过程中的高速气流流过进气阀流通截面时,会形成涡流噪声;另
外,如果进气管中空气柱的固有频率与周期性进气噪声的主要频率一致时,则会产生空气柱共鸣,使得进
气管中的噪声更加突出。当进气阀关闭时,也会引起发动机进气管道中空气压力和速度的波动,这种波动
由气门处以压缩波和稀疏波的形式沿管道向远方传播,并在管道开口端和关闭的气阀之间产生多次反射,
产生波动噪声,因此,进气系统声学优化是提高整车 NVH 品质的重要工作之一。
2. 问题描述
在某轻型汽车整车噪声改进项目中,进行汽车通过噪声评估测试时,发现其结果超过国家法规要求,
并通过对声源近场和通过噪声测试数据的分析识别,判断其进气系统的辐射噪声是非常突出的噪声源,因
此有必要对进气系统进行声学优化。
通过噪声的计算方法是测量 2 档声压和 3 档声压的平均值。通过噪声的测量场地如图 1 所示。测试话
筒位于 20m 跑道的中心点两侧,各距中心线 ,距地面高 ,麦克风方向垂直正对于车辆行驶方向,
如图 1 所示。采用精密声极计声压级测量和应用 LMS 数据采集系统同时进行声压时域数据采集,以便进
行频谱分析。

图 1 通过噪声的测量现场图
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应用 LMS 系统 Cada-X 分析软件对通过噪声时域数据的频谱分析,发现该车通过噪声主要贡献来源于
二档且集中于 140Hz 时的第 2 阶响应、700Hz 时的第 10 阶响应和 840Hz 时的第 12 阶响应(如图 4a),如
何降低这些共振频率点处的振动响应,是本文优化的目标。
3. 噪声识别
如图 2 所示是进气系统的原始设计,根据原始设计对其进行传递损失计算,如图 3 所示,从中可以看
出,进气系统在 600Hz 处的传递损失比较大,而在 700Hz~800Hz 之间的传递损失较小,因此有必要对进
气系统的结构进行优化,优化的方案可以有多种,例如改变空气滤清器的形状和尺寸,或进气管路的长度,
或添加谐振腔等。

图 2 原始设计图 3 原始设计的传递损失

原始设计的 2 档和 3 档自功率谱瀑布图如图 4 所示,从中可以看出,2 档的