基于进气系统的汽车加速声品质性能设计研究

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进气声音是整车最主要的声源之一,其主要成分是发动机气门开闭的周期变化而发生的空气动力噪声,即阶次噪声。它与发动机的缸数、转速、点火频率等诸多因素相关,伴随着发动机的运转而产生,且与发动机缸数、转速成倍数的关系,形成进气噪音的主要特征。因此,进气噪声是控制动力总成声品质最关键的因素之一,对汽车加速声品质的好坏产生极大的影响。近年来用户对汽车声品质有着越来越高的要求。人们不断探索在实车上实现用户喜欢的声品质方法。本文重点研究影响加速“动力感”声品质的相关因素,并通过进气系统声学元件的设计在实车上实现了具有“动力感”加速声品质的特征。在研究进气加速声品质的过程中,得出了阶次与加速声品质之间的影响关系,并提出了以发火阶次及其主要谐波的能量配比作为加速“动力感”声品质的设计指标。通过研究不同阶次的能量分布在加速过程中的主观感受,总结形成了两种进气噪声加速声品质的设计思路,分别为:“阶次能量依次凸显”和“阶次关键频率保持”。另外,本文分别对不同的单一阶次,从低阶到高阶研究其主观感受,并以此研究为基础提出了加速“动力感”声品质应该突出的阶次范围,为加速声品质的设计提供了一个基础思路。本文在研究阶次与加速“动力感”声品质关系的基础上,通过进气系统的声学设计,在实车上实现了加速“动力感”声品质效果。研究过程先对原车进气噪声的频率特征与阶次特征做了分析与评价,确定原车进气噪声存在的问题点,然后研究其声学结构,分析原方案与加速声品质目标的差异,并在此基础上提出改善方案。实车的改善过程一共经历了两轮方案设计,第一轮设计了5个进气加速声品质达成方案,其中2种方案接近声品质设计目标;第二轮又设计了2种方案,均实现了加速声品质的设计目标,符合提出的两种加速声品质的设计思路。在实现加速“动力感”声品质的设计与试验中,形成了一系列对阶次声压级进行控制的策略和方法。尤其是在降噪设计方面,针对进气噪声中存在的共振带、高频噪声等问题,分别设计了不同形式的消声器予以应对,成功实现了降噪消声的目的,为进气声品质的设计提供了良好的基础。这些降噪和声品质调音的方法完全可以为实际工程项目提供设计参考。
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