1.风噪(wind noise)
汽车在道路上高速行驶时,车内噪声的主要来源是风噪声。汽车高速行驶时,车身与空气激烈摩擦,空气流场在车身表面形成边界层,并在车身的不同部位产生强烈的涡流、紊流和湍流。流动中的各种气流相互作用,出现压力脉冲波动。脉冲压力对车身产生激励,引起车身板件的局部模态,形成车内噪声。另外,气流乱流还会产生气动噪声,通过车身的孔洞、缝隙直接进入到车内,形成空气传播噪声。如图3.2.16所示为以150km/h的速度行驶的汽车A柱附近测试得到的噪声声压级。从图中可以了解到,风噪主要以高频成分为主。
汽车在行驶过程中会受到风的阻力。空气的阻力主要是压力阻力,迎风面产生的迎面阻力和车尾分离区产生的压差阻力是最主要的阻力来源。在车身横截面积相同的情况下,车身形状决定了这两种阻力的大小。如图3.2.17所示,在车尾部形成了气流分离区,空气压差将会产生阻力。
车身的流线对风噪影响最大。车身风阻系数是评价车身外形的主要指标,好的车身设计能够将风阻系数降到最低,这样的汽车在高速行驶时,既能使风阻力最小,使油耗降低,同时还可以保证车身周边的气流顺畅,减小对车身的激励,降低车内噪声。
计算流体动力学(CFD)是研究车身周边流场的主要工具。通过对车身外形数据的分析和优化,可以使得车身流线最合理,减小凸起和段差,从而降低车身风阻系数。
图3.2.16 风噪频谱
图3.2.17 空气阻力分布
车身刚度对风阻影响很大。汽车高速行驶时,在车门等处由于空气的作用产生内外压力差,车内压力高,车外压力低。压差的作用使得车外向外扩张,使车门与车身之间的缝隙变大,密封条不足以发挥充分的密封作用。空气的气动噪声就可以从这些位置直接进入到车内。因此,提高车身刚度,特别是车门框刚度、车门刚度对抑制风噪声非常有效果。
车身上还有一些凸起、段差结构,如外后视镜、刮水器、A柱上端等处。这些位置最容易形成气流乱流,产生过大的激励。因此,在设计过程中,对这些位置要重点关注。(www.xing528.com)
2.吸入噪声(wind throb)
吸入噪声也是风噪的一种。汽车在行驶过程中,如果打开天窗或者车门玻璃,将会在天窗或者车窗附近产生涡流,形成的激励作用在车内声腔上,产生低频脉动噪声,如图3.2.18所示。
3.吸出噪声(aspiration noise)
吸出噪声指通过与车外相通的孔隙泄漏进来的空气产生的噪声,特别是车辆在行驶过程中,由于车内外存在压力差,车内空气通过窗框等处的间隙被吸到车外时形成的噪声。
图3.2.18 吸入噪声
如图3.2.19所示为车速、窗框刚度、空气吸力及窗框位移等参数之间的关系。车速越高、窗框刚度越低,则空气吸力越大,产生的吸出噪声也越高。
图3.2.19 吸出噪声
免责声明:以上内容源自网络,版权归原作者所有,如有侵犯您的原创版权请告知,我们将尽快删除相关内容。