中型客车高速行驶工况车内噪声控制研究

作     者：李孝珍 

作者单位：天津大学 

学位级别：硕士

导师姓名：毕凤荣

授予年度：2017年

学科分类：082304[工学-载运工具运用工程] 08[工学] 080204[工学-车辆工程] 0802[工学-机械工程] 0823[工学-交通运输工程] 

主      题：车内噪声 中型客车 风扇噪声 流场分析 声场分析 

摘      要：随着汽车工业的不断发展,对车辆的NVH性能要求越来越高。客车由于载客量大、综合燃油经济性好而在各国的道路交通运输中得到了广泛的应用。然而,客车车内噪声对驾乘人员,特别是对驾驶员会产生很大影响,甚至可能会导致驾驶员疲劳,从而引发公共交通安全隐患。因此,世界各国制定了日益严格的噪声法规对客车车内噪声进行限制。同时客车车内噪声水平也是影响其市场占有率的重要因素之一。为了满足国内某知名客车厂对于车内噪声的严格要求,在日益激烈的环境中占据产品竞争力优势,论文针对该企业生产的某中型客车高速行驶时车内噪声偏高的问题开展了车内噪声控制的研究工作。论文研究以某中型客车为研究对象,从噪声控制策略、声源识别技术和噪声控制技术等方面对中型客车在高速行驶时的车内外噪声进行了系统的研究。通过对中型客车的动力总成特性研究、道路试验以及定置工况试验的噪声振动测试,得到了中型客车的噪声水平、声场分布、振动特性、频谱构成、噪声传播路径及变化规律,以试验和分析逐步确定柴油机噪声是车内噪声偏高问题的主要来源,明确了噪声控制目标。进一步从柴油机本体噪声、风扇噪声、排气系统噪声分析表明,风扇系统是高速行驶时最主要的动力总成噪声源。由于风扇是最主要的噪声源,根据对中型客车风扇需要兼顾冷却和降噪要求,设计了一款低噪声高性能风扇,并对风扇系统进行了模态分析,降低了风扇的前六阶仿真频率。通过对风扇系统的流场特性仿真,新型低噪声风扇的压力场,速度场分布更加合理且相比原设计其最大值均有所降低。对风扇的声场特性分析可知,新设计风扇的前两阶噪声云图明显降低,1阶减小16.1dB(A),2阶降低了3.4 dB(A)。通过对搭载改进后低噪声风扇的台架试验表明,新设计风扇在发动机高转速时噪声显著降低,在关注转速2750r/min处有4dB(A)的改善量,并改善了噪声的频谱结构。在对客车车内噪声测试试验结果表明,客车在高速行驶时车内驾驶员人耳处噪声下降了3.3dB(A),副驾驶人耳处噪声降低了3.1dB(A)。本文通过结构优化和噪声控制关键技术研究并将其应用于中型客车车内噪声控制,以小成本达到了噪声源的诊断和优化目标以及策略。通过对新型低噪声高性能风扇在其在满足冷却性能的前提下的设计优化,有效的降低了整车噪声水平,解决了客车生产中的技术难题,为企业取得市场竞争优势提供了支撑,并为其他客车的噪声控制提供了理论依据和可靠的技术保证。