汽车车身噪声控制的关键在于车身密封处理

1.车身上的孔和缝隙

车身上有很多孔和缝隙，如图4-3所示。它们可以归纳为三类：功能性孔、工艺性孔、错误的孔和缝隙。

第一类是功能性的孔，即为了达到某个功能性的目的，不得不在车身上开孔。例如：转向柱、线束、空调管等要从发动机舱穿过前壁板到车内，就必须在前壁板上开孔，如图1-26所示；车门底部有几个流水孔，水通过这些孔流到车外；B柱和C柱上的安全带需要安装孔。这些孔具备一定的功能，设计车身时，必须有这些孔。

第二类是工艺类的孔，即在制造过程中，必须开孔以完成某道工序，制造完成后，这些孔和缝就没有用了。例如：在电泳阶段，整个车身浸泡在电泳液中，当浸泡完毕后，液体必须流出来，于是在车身上开孔，让液体流出。一旦浸泡工艺程序完成了，这些孔就再也没有用了。地板上和A柱、B柱、C柱上的有些孔就属于工艺孔，如图4-4所示。

第三类是错误的孔和缝隙。由于设计错误和制造误差而产生的孔和缝隙，它们既不满足使用的功能，工艺上也不需要。比如图4-5中所示的三块板连接在一起的时候，由于制造工艺的问题，这三块板不能形成一个闭合的曲面，而留下一个孔，这个孔被称为“老鼠洞”。比如，门把手与车门贴合不好而留下一个缝隙。再比如汽车运动时，车身和车门之间可能出现缝隙。

图4-3 车身上的一些孔和缝隙

图4-4 地板上的工艺孔

图4-5 错误的孔（见彩插）

2.孔和缝隙带来的问题

噪声会穿过车身上的孔和缝隙直接传递到车内。驾驶人和车内乘客直接感受到来自车外的声音。把孔和缝隙的面积与整个车身板的面积之比定义为车身开孔率（γ），表示为

式中，A_body为车身的表面积；A_hole为车身上孔和缝隙的表面积。(www.xing528.com)

开孔率越大，声音就越容易直接传递到车内。当孔和缝隙大到一定的时候，车内外就完全相通了。

车身整体隔声与吸声的综合效果是用传声损失来表达的，本章后续材料将详细介绍传声损失。传声损失越大，表明车外声音传到车内的声音越小，即隔声效果越好。如果车身上有开孔，那么传声损失将降低。开孔率对传声损失的影响可以用式（4-2）表示：

式中，TL是没有孔和缝隙情况下的传声损失；TL_hole是在开孔率为γ时的传声损失。

根据式（4-2），图4-6给出了不同开孔率下的传声损失与无开孔的传声损失的关系图。为了说明这张图，首先分析开孔率对传声损失的影响。比如在横坐标上找到传声损失为30dB的点，画一条直线，它与不同开孔率的传声损失曲线交汇。在开孔率为0%、0.1%、1%、2%、5%、10%、20%等处的传声损失分别为30dB、27dB、20dB、15 dB、11 dB、7.7 dB、7dB。开孔率增加，传声损失急剧下降。其次，分析传声损失与密封的关系。当开孔率为1%时，传声损失从理想状态的30dB降低到20dB；如果开孔率只有0.1%，传声损失为27dB。也就是说，虽然车身结构的隔声设计得很好，但是由于开孔率高，其隔声效果还不如隔声能力差但开孔率低的结构。

当车身存在一定的孔和缝隙时，隔声失效的成分主要是高频，如图4-7所示。图中的直线表示没有孔的传声损失随着频率增加而增加，虚线表示有孔的传声损失曲线，在高频部分，传声损失降低。

3.密封的重要性

密封是汽车噪声控制的基础。一个开孔率到达一定量的车身，其他系统的噪声和振动控制得再低，对降低车内噪声也无济于事。比如一台发动机的怠速噪声只有55dB（这已经是非常安静的发动机了），如果车身密封得很好，车内怠速声音可能只有36dB；但是如果前壁板上的开孔很大，发动机声音直接传递到车内，车内噪声可能高达到48dB，这辆车的噪声就非常糟糕。

密封是车身声学包装工作的前提。声学包装的任务是使得车身达到良好的隔声与吸声性能。如果开孔率高，那么声音直接传递到车内，对其他没有孔和缝隙的地方进行隔声处理就没有意义了。同样，由于车外比较大的噪声已经传递到车内，这时在车内进行吸声处理，所取得的效果也非常差。

图4-6 传声损失与开孔率的关系

图4-7 开孔对传声损失的影响

车身上存在的孔和缝隙不仅影响传声损失，而且车外的灰尘、湿气和污染物会传到车内，车内的空调效率大大降低，因此必须对车身进行密封处理。只有进行了良好的车身密封处理，将开孔率控制在可以接受的范围，才能开始声学包装处理和整车噪声控制。