厢式货车车内共鸣音分析与控制

殷金祥，迟光亮，岳 涛，易辉强

厢式货车车内共鸣音分析与控制

殷金祥，迟光亮，岳 涛，易辉强

（潍柴动力上海研发中心，上海 201114）

为解决轻型厢式卡车特有的由于声腔共振引起车内共鸣音问题，文章对轻卡车内噪音产生的机理及传递路径进行了阐述，提出了相应的排查思路，从激励源、传递路径、响应点方面进行了分析，最后对驾驶室与货箱之间的空隙形成的声腔共振进行了分析，确定了产生问题的原因，提出了导流罩优化的解决方案。从实际测试结果上看，效果明显，对实际工程问题的解决具有指导意义。

厢式货车；共鸣音；声腔共振；导流罩

随着国内卡车使用者年轻化趋势的加大，人们对卡车的要求不再只停留在商用车能拉能载工具的要求上，同时对整车振动噪音要求也在逐渐提高，并且整车舒适性能已成为卡车厂家与竞争对手之间相互竞争的重要砝码。

轻型厢式货车是城市物流的主要用车，一般由驾驶室、导流罩、货厢等组成。其中导流罩的作用，为了降低风阻，减少油耗而设计，同时一定程度上降低整车风噪。由于整车成本问题，目前国内轻卡很少采用全包围型式导流罩设计。对于同一底盘的轻卡，经常会匹配不同尺寸的驾驶室与货箱，出现驾驶室与货箱尺寸存在不匹配现象，进而导致整车噪声、振动与声振粗糙度（Noise, Vibration, Harshness, NVH）问题产生。

本文针对轻型厢式卡车特有的车内共鸣音问题进行分析，对轻卡车内噪音产生的要素、传递路径进行了阐述，同时就车内噪音问题提出相应的排查思路，最后对产生问题的原因，提出相应的解决方案。

1 卡车车内噪音产生机理

形成卡车车内噪音的因素如下[1-2]：

（1）激励源方面，有发动机及其附件激励、路面激励和风激励；

（2）传递路径方面，有传动系统、悬架、车架、驾驶室、货箱等。

各激励源和相应响应之间的传递关系，如图1所示。

图1 卡车车内噪音机理图

2 问题描述

某厢式货车，货厢长宽高尺寸为4 180 mm× 2 100 mm×2 100 mm。在全油门加速及匀速行驶时，车内都会出现160 Hz左右的车内共鸣音，如图2、图3所示。同时主观评价车内噪音是从驾驶室后部传递过来，伴有压耳感，让人感觉烦躁、不舒服。

图2 5挡WOT图

图3 80 km/h时车内噪音

3 问题排查

160 Hz车内噪音问题属于中低频车内噪音，根据卡车各部件的频谱特性[3-5]，产生此类噪音的常见部件主要有进排气噪音、传动系统共振、车身钣金共振、货箱钣金共振以及声腔共鸣等。

3.1 激励源排查

根据卡车车内噪音产生的机理图，首先对激励源进行分析排查。为确认噪音是否为发动机、进排气及其相关附件激励所引起的，因此进行熄火滑行试验。频谱如图4、图5所示，可以看出车内160 Hz的噪声依然存在，通过此次试验，基本可以排除车内160 Hz的噪音与发动机激励源的相关性。

图4 5挡滑行图

图5 滑行时80 m/h时车内噪音频谱

同时，为确认噪音是否为路面激励及传动系统共振影响的，根据卡车车内噪音产生的机理图，路面激励及传动系统振动都会通过车架传入车身。在车架上布置一个振动传感器，进行振动测试，频谱如图6所示，发现并没有出现160 Hz共振带。通过此次试验，基本可以排除车内160 Hz的噪音与路面激励及传动系统共振的相关性。

图6 5挡WOT时车架端振动频谱

3.2 响应点排查

为确认160 Hz噪音是否为车身、货箱等相关部件振动产生的噪音，对最有可能产生振动的部件，利用锤点法进行频响函数（Frequency Response Function, FRF）试验，如图7—图9所示，相关部件并没有出现160 Hz峰值响应。

图7 顶篷FRF

图8 后围FRF

图9 货箱前面板FRF

3.3 声腔共振排查

根据主观评价，车内噪音是从驾驶室后部传递过来的，由于厢式轻卡驾驶室与货箱之间存在空隙，如图10所示，常用的导流罩不能对驾驶室与货箱之间的空隙形成有效的遮挡，从而空隙在车辆行驶过程中，最有可能引起的声腔共振。根据货箱长宽尺寸2 100 mm×2 100 mm，由频率与波长的关系，声速等于波长乘以频率，可得此空隙能产生161 Hz的驻波共鸣音。为验证是否为此空隙引起的噪音，于是在驾驶室与货箱之间的空隙中填充吸音棉，进行试验，发现160 Hz声音消除，如图11、图12所示。

图10 厢式轻卡图

4 量产方案验证

为对驾驶室与货箱之间的空隙进行有效的遮挡，根据试验结果，对导流罩进行全包围型式优化设计，如图13所示，使车辆在行驶过程中，风不能进入驾驶室与货箱之间的空隙，因此，避免产生声腔共振。对其进行了装车试验验证，车内噪音频谱如图14、图15所示，从试验结果可见，采用全包围的导流罩设计，车内噪音有明显改善，在匀速80 km/h时，车内噪音降低3 dB(A)左右。

图13 全包围式驾驶室

图14 5挡WOT图

图15 80 km/h时车内噪音对比

5 结论

对于厢式货车，驾驶室与货箱之间的空隙，设计时不能有效进行导流，会产生厢式货箱特有的车内共鸣音问题，本文对这类问题的排查过程进行了阐述，提供了相关排查思路，同时对其产生共鸣的原因进行了说明，通过导流罩进行全包围型式优化设计，使车内噪音取得了大幅度改善，对厢式轻卡设计具有指导意义。

[1] 梁宏举.轻型卡车车内噪声传递路径分析[J].汽车实用技术,2018,43(24):76-79.

[2] 运伟国.重型卡车主要噪声源分析与降噪方法研究[J].汽车科技,2011(4):52-55.

[3] 刘显臣.汽车NVH综合技术[M].北京:机械工业出版社,2014.

[4] 殷金祥.轿车车内噪声源识别方法研究[J].合肥工业大学学报,2007(12):165-168.

[5] 谭祥军.从这里学NVH:噪声、振动、模态分析的入门与进阶[M].北京:机械工业出版社,2021.

Research on Resonance Sound in Van Truck

YIN Jinxiang, CHI Guangliang, YUE Tao, YI Huiqiang

( Shanghai R & D Center, WeiChai Power Company Limited, Shanghai 201114, China )

To solve the problem of resonance sound in van truck caused by the gap between cab and cargo,the mechanism of noise generation and its transmission path are proposed, and the corresponding troubleshooting ideas are put forward, which is carried out from the aspects of excitation source, transmission path and response point, and the resonance the corresponding solutions to the problems are addressed. From the test results, the effect is obvious, which has significance for the solution of engineering problems.

Van truck; Resonance; Cavity resonance; Wind deflector

U469.2

A

1671-7988(2022)23-176-05

U469.2

A

1671-7988(2022)23-176-05

10.16638/j.cnki.1671-7988.2022.023.032

殷金祥（1973—），男，博士，高级工程师，研究方向为整车NVH开发，E-mail:yjxiii@163.com。