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車身局部結(jié)構(gòu)低風(fēng)噪設(shè)計(jì)案例

2020-03-11 00:06:49·  來源：汽車NVH云講堂  
　
昨天風(fēng)噪就是汽車行駛中氣流與汽車相互作用產(chǎn)生的噪聲的統(tǒng)稱。一輛車的風(fēng)噪水平，除了跟車身整體造型有密切關(guān)系外，還跟車身的一些局部外觀件密切有關(guān)，如后視鏡
風(fēng)噪就是汽車行駛中氣流與汽車相互作用產(chǎn)生的噪聲的統(tǒng)稱。一輛車的風(fēng)噪水平，除了跟車身整體造型有密切關(guān)系外，還跟車身的一些局部外觀件密切有關(guān)，如后視鏡、雨刮、天線等，這些結(jié)構(gòu)若是設(shè)計(jì)的不合理，在高速行駛時(shí)，會(huì)產(chǎn)生類似于高頻嘯叫的風(fēng)噪聲，所以在車身設(shè)計(jì)時(shí)，需要重點(diǎn)關(guān)注以下四個(gè)局部結(jié)構(gòu)的低風(fēng)噪設(shè)計(jì)。

- A柱低風(fēng)噪設(shè)計(jì)

- 后視鏡低風(fēng)噪設(shè)計(jì)

- 雨刮低風(fēng)噪設(shè)計(jì)

- 天線低風(fēng)噪設(shè)計(jì)

圖1 某車型后視鏡分析結(jié)果

1、 A-柱

不同A-柱的傾斜角度對(duì)A-柱周圍的流場(chǎng)和脈動(dòng)壓力有明顯的差異。氣流流過前柱時(shí)，在臺(tái)階處分離而后在側(cè)窗玻璃上附著，形成很強(qiáng)的卷渦，從而產(chǎn)生脈動(dòng)壓力， 脈動(dòng)壓力造成的氣動(dòng)噪聲隨臺(tái)階的增高而增大。所以，臺(tái)階的高度不宜過高，通常臺(tái)階的設(shè)計(jì)高度不要高于5mm，否則會(huì)影響側(cè)風(fēng)窗處的風(fēng)噪。

圖2 A-柱的傾斜角度對(duì)風(fēng)噪的影響

2、 后視鏡

氣流在通過后視鏡及其底座時(shí)，產(chǎn)生了較大的尾渦流，尾渦流撞擊側(cè)玻璃或者通過密封條泄露，在車內(nèi)產(chǎn)生噪聲；另一方面，當(dāng)氣流通過的后視鏡前緣比較銳利，其底座與車身連接的縫隙比較大時(shí)，將會(huì)產(chǎn)生類似吹口哨的噪聲。

圖3 后視鏡對(duì)風(fēng)噪的影響

低風(fēng)噪后視鏡結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)：

- 后視鏡安裝支架在保證必要的強(qiáng)度與剛度的情況下，支架應(yīng)設(shè)計(jì)的較細(xì)；

- 后視鏡離車間隙應(yīng)較大；

- 后視鏡前沿設(shè)計(jì)過度自然，不能有較為明顯的尖銳結(jié)構(gòu)；

圖4 后視鏡與車身間隙對(duì)風(fēng)噪的影響

3、 雨刮器

氣流在發(fā)動(dòng)機(jī)引擎蓋發(fā)生分離后，在風(fēng)擋玻璃上產(chǎn)生再附著流，如果再附著流正好落在雨刮器的位置，那么氣流會(huì)激勵(lì)雨刮器產(chǎn)生噪聲，該噪聲通常為寬頻噪聲，頻率范圍在800-2000Hz。為了避免附著流激勵(lì)雨刮器產(chǎn)生噪聲，應(yīng)盡可能的將雨刮器的位置下移或者在發(fā)動(dòng)機(jī)蓋后側(cè)加擾流裝置從而改變氣方向。

圖5雨刮器對(duì)風(fēng)噪的影響

低風(fēng)噪雨刮結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)：

- 雨刮位置應(yīng)處于較低位置，可位于前罩下面；

- 若雨刮設(shè)計(jì)位置較高，可在暖通壓力蓋板或前罩上設(shè)計(jì)相應(yīng)的導(dǎo)流板；

圖6低風(fēng)噪雨刮器設(shè)計(jì)案例

4、天線的渦流

當(dāng)車在高速行駛時(shí)氣流穿過天線時(shí)，天線會(huì)產(chǎn)生周期脫落的渦流層，而渦流的波動(dòng)升力是產(chǎn)生噪聲的根源。將天線設(shè)計(jì)成螺旋狀可以阻止流生。天線產(chǎn)生的噪音純，頻率通常大于1000Hz，頻率可由下面的公式來計(jì)算。

f=90v/d （v為車輛行駛的速度，d為天線的直徑。)

目前的天線主要有光滑直柱、光滑椎柱、內(nèi)螺旋錐形、外螺旋錐形或者是鯊魚鰭。常用的光滑直柱和光滑錐柱天線可能產(chǎn)生2KHz左右的窄帶噪聲，主觀感覺像是嘯叫聲。許多試驗(yàn)證明外螺旋錐形天線產(chǎn)生的噪聲最小。天線引起的風(fēng)噪聲與天線的尺寸、材料、外形以及安裝的位置有密切的關(guān)系。
圖7天線產(chǎn)生噪聲的示意圖

低風(fēng)噪天線結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)：

- 若有可能，盡量設(shè)計(jì)成天線內(nèi)置的結(jié)構(gòu)形式，消除天線對(duì)風(fēng)噪的貢獻(xiàn)；

- 天線設(shè)計(jì)時(shí)長(zhǎng)度應(yīng)較短，可采用鯊魚鰭的結(jié)構(gòu)形式；

- 天線設(shè)計(jì)若采用錐形柱體的結(jié)構(gòu)形式，建議錐柱外邊面采用螺旋形式；

圖8低風(fēng)噪天線結(jié)構(gòu)
 
 
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