1.A柱区域的噪声源分析
A柱区域往往是风噪最大的地方,因为这个区域非常复杂,前风窗玻璃、车门、顶棚、后视镜、前车身等部件交汇在一起。后视镜自身非常复杂,它的形状、与车身安装的方式、自身的缝隙等会带来很大的噪声,本节后面部分将专门讲述后视镜的设计原则。
这个区域的风噪也非常复杂,包括了脉动噪声、气吸噪声和空腔噪声。
第一类风噪是脉动噪声。当气流吹到前风窗玻璃后,向上面分流而流入顶棚,向侧面分流则流过侧窗。在A柱与侧窗之间,气流形成了分离区,然后再附着到侧窗上,如图6-29a所示。切开A柱区域的一个剖面,如图6-29b所示,可以清楚地看到分离区和再附着区。在A柱边缘处,气流处于静止状态。在分离区内,涡流强烈。
图6-29 A柱区域的气流
同样,气流吹到后视镜时,气流分离,然后在离开后视镜一段距离后再汇集,并在车门和玻璃窗上产生再附着层,如图6-30所示。在后视镜壳体后面的分离区,形成强烈的涡流。
前风窗玻璃往往与A柱不在一个平面上,即它们之间有高度差。当气流吹到这个部位时,也会产生气流分离和再附着。
由此可见,在A柱区域有三个气流分离区和再附着区,因此,A柱分离区的控制非常重要。
图6-30 后视镜区域的气流
第二类风噪是气吸噪声。A柱区域有很多密封条,比如车门与车身之间的密封条、活动玻璃窗的夹条、固定三角玻璃窗的夹条。如果密封不好,这些地方出现缝隙,很容易产生单极子的纯音气吸噪声。
第三类风噪是空腔噪声。在A柱区域内,车外有很多缝隙,如车门与A柱之间的缝隙,如图6-31所示。后视镜区域有几个面交汇在一起,而它们往往不在一个平面上,存在缝隙。大的缝隙(图6-31a)会形成空腔,导致空腔噪声。车外的缝隙要尽可能小些,如图6-31b所示。
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图6-31 A柱区域内的车外空腔
A柱区域气流的相对速度非常高,会使上述几类噪声变大。如果连接部位边缘锋利或转角凸出,风噪会更加明显。A柱离驾驶人和前排乘客的位置非常近,车外的噪声和气吸噪声很容易传递到车内,顾客对此非常敏感。因此,A柱区域的设计对风噪控制至关重要。
2.A柱区域的低风噪设计
A柱区域引起风噪的部件很多。每个部件的设计以及部件之间的结合一定要遵循低风噪设计原则。下面列出必须遵循的4条原则:
第一,在A柱区域,面与面之间的连接弧度要有足够大,并且过渡流畅。A柱区域有4个相互关联的面:发动机舱盖板、前风窗玻璃、顶棚、车身侧面。发动机舱盖板和前风窗玻璃相交、前风窗玻璃与车身侧面相交、前风窗玻璃与顶棚相交、顶棚与车身侧面相交。彼此相交的面与面之间过渡要有足够的弧度,而且光滑,如图6-32所示。这样,气流吹过这些面时,分离区小,涡流扰动小,噪声低。
图6-32 A柱区域的面与面的过渡
第二,这些相互交织的面和A柱尽可能在一个空间曲面上,避免面与面之间出现台阶。图6-33a表示前风窗玻璃与A柱在同一空间曲面上,气流吹过,流线流畅。而图6-33b中,前风窗玻璃与A柱不在一个曲面上,而是彼此有高度差,出现台阶。当气流吹到相交的地方,就会形成强烈的分离区,涡流紊乱。
第三,A柱区域的缝隙尽可能小。大的缝隙容易形成车外空腔,气流吹过时,会产生空腔噪声。车门与车身之间的缝隙,以及车身上板与板连接间的缝隙比较小,对降低风噪有利。
第四,A柱区域一定要有完好的密封。A柱区域的密封非常多,包括车门与车身之间的密封、活动玻璃窗与车门夹条之间的密封、三角玻璃窗与车身夹条之间的密封、反光镜与车身之间的密封、反光镜内部线束过孔与车身的密封、反光镜上一些孔的密封等。如果这些密封做不好,就极容易出现吸气噪声。
图6-33 前风窗玻璃与A柱的连接
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