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淺談汽車風噪性能測試方法及測試流程
發(fā)布時間：
2024-03-18
汽車風噪的發(fā)展歷程與汽車工業(yè)的演進密切相關，汽車速度的增加和設計理念的變化，風噪問題逐漸引起關注。20世紀中葉以后，汽車速度顯著提升，風噪成為車內噪聲的主要來源。
隨著空氣動力學研究和隔音技術的不斷發(fā)展，通過汽車風洞測試，在風洞中模擬實際行駛條件，可以精確測量汽車在高速行駛時的氣流流動情況，識別潛在的空氣動力學問題并優(yōu)化車身外形。有效幫助改善汽車的空氣動力學性能，減少氣流與車身表面的摩擦和阻力，從而降低風噪的產(chǎn)生。
1、汽車風噪概述
當汽車在道路上行駛時，車輛內部駕乘人員會感受到車輛行駛而產(chǎn)生的振動和噪聲，通常被稱為噪聲、振動與聲振粗糙度（Noise Vibration Harshness , NVH)，主要包含動力總成噪聲、輪胎路面噪聲和風噪三大類。其中，動力總成噪聲控的量值貢獻量較小，輪胎路面噪聲占車內噪聲的的比重較小，風噪和車速有著密切的關系，車速越高，風噪越大。汽車風噪是汽車行駛過程中空氣流動引起的振動和噪聲，當汽車以一定速度行駛時，車輛前部和側面的空氣與車身表面發(fā)生摩擦和流動，形成渦流和湍流。這些空氣流動產(chǎn)生了氣流噪音，其中主要包括氣流在車身各部分之間產(chǎn)生的壓力差引起的震動噪音和空氣與車輛表面摩擦產(chǎn)生的摩擦噪音。這些噪音通過車窗、車門等車身表面?zhèn)鲗У杰噧?，影響駕駛者和乘客的舒適性。為減輕汽車風噪，制造商通常采用各種設計和材料技術，如空氣動力學外形設計、隔音材料應用等，以降低風噪水平，提高車內的靜音效果。汽車的風噪性能優(yōu)劣與汽車的造型及密封設計處理有密切的關系，一款車的風噪性能水平直接反映了該車的設計和制造工藝的水準。
2、汽車風噪的分類
按產(chǎn)生機理分類汽車風噪可分為湍流噪聲、表面壓力脈動噪聲、空腔噪聲、泄漏噪聲和風振噪聲；按產(chǎn)生原因分類汽車風噪可分為汽車造型和外飾件的原因產(chǎn)生的風噪、汽車車身的密封缺陷及泄漏產(chǎn)生的風噪兩類。
3、汽車風噪測量方法
汽車的風噪測量方法主要有三種，即空氣動力學仿真分析法（CFD）、道路測試和風洞測試。
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空氣動力學仿真分析（CFD）：廣泛應用于優(yōu)化汽車外形設計，降低空氣阻力和噪音產(chǎn)生，過數(shù)值計算模擬流體流動的方法，模擬車輛在運動中的空氣流動，預測氣流的速度、壓力分布以及其他相關參數(shù)，但仿真測試的數(shù)據(jù)對汽車風噪的預測能力與實際應用還存在較大的差距。
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道路測試：在實際路面條件下進行的風噪測量。通過在不同速度和路況下行駛裝載傳感器的汽車，可以測量車輛產(chǎn)生的噪音水平。但通常伴隨發(fā)動機的動力源噪聲和輪胎路面噪聲，受測試環(huán)境的影響較大且測試結果重復性差。
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風洞測試：在專門設計的風洞試驗中進行測試，消除了車輛的動力源噪聲和輪胎路面噪聲的影響，適用于研究車身外形對空氣流動的影響，從而改善空氣動力學性能和降低風噪水平。通過模擬車輛在高速風場中行駛的情況，在風洞中測量車身不同位置的氣流和壓力分布，可以評估車輛的空氣動力學性能。
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策劃階段：根據(jù)風洞測試結果，制訂整車風噪性能目標值；
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前期設計階段：利用風洞對影響風噪的關鍵外造型和外飾件等進行風噪性能的比較和優(yōu)化，或在樣車制造前利用油泥模型對后視鏡等部件進行風噪性能的優(yōu)化；
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設計驗證階段：利用風洞對不同階段的樣車的風噪問題進行快速準確的排查，對整改方案進行及時的驗證和優(yōu)化調整，提高車身精度和模具的調試效率。待測車輛靜 止固定在風洞中間的天平測試臺上（橫擺角可調），測試時高速氣流由超大功率風機產(chǎn)生（風速范圍可調），高速氣流經(jīng)過多級消聲通道，消除了風機設備等的運行噪聲，最后通過整流和加速處理，在待測車輛的位置（天平測試段）產(chǎn)生和道路測試車速相同的風速，可以精確地模擬車輛在該車速下所受到的風激勵。利用布置在風洞測試區(qū)的車外麥克風陣列，也可以快速準確地鎖定車身外表面上的聲源位置，精確測量車輛的風噪，幫助風噪工程師及時發(fā)現(xiàn)并解決問題。
總而言之，隨著電動汽車和智能駕駛技術的興起，汽車設計趨向更為先進和智能化，風噪問題的研究和解決也持續(xù)演進，汽車風洞測試在降低汽車風噪方面發(fā)揮著關鍵作用，以提供更加安靜舒適的駕乘體驗。汽車制造商在外形設計、材料選用和隔音裝置方面不斷進行創(chuàng)新，努力降低風噪水平。
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