陈 明，康润程，李绍磊，姚 璐

(国家汽车质量监督检验中心（襄阳）,湖北 襄阳 441004)

汽车前围隔音垫是阻隔发动机噪声向乘员舱传播的重要部件，其隔声性能的好坏，与适用车型的匹配程度在很大程度上决定了车内声学品质的高低。采用准确合理的测试方法为测试车辆寻找适合的前围隔声垫，对改进车辆声学性能，帮助产品选型具有重要意义。

目前，较为常用的前围隔声垫选型方法是利用混响室-半消声室测试环境，通过测量传声器在两室内的平均声压信号计算不同前围隔声垫的隔声量。该方法针对且仅针对被测样品本体进行测试，因而无法考虑实车安装状态对测试样品的影响。而且，该方法对试验样品、测试环境、夹辅具安装都有极高的要求，实际测试操作难度较高。

为满足高速、快捷、精准的试验需求，本文研究新的前围隔声垫选型方法——整车测试法。整车测试法是在整备车身环境下分别对不同测试样品进行测试，并根据测试结果实现前围选型。该方法无需进行专门的夹辅具设计及安装，降低了对测试环境和测试样品的要求。该测试结果为实车装配状态下的测试结果，因而更加接近实际使用状况，对产品选型、工艺设计更具有指导意义。

本文以声腔传递函数原理为理论基础，以Brüel&Kjær系列设备为能力基础，以某指定车型为测试基础，为该试验车型选取不同材质的前围隔声垫，通过理论分析和试验测量，确认不同前围隔声垫与试验样车的匹配程度，为样车前围隔声垫选型提供有效建议。

1 测试原理

工程上应用的声学材料往往是兼顾吸声性能和隔声性能的组合材料，实际分析的也是组合材料在实际应用中阻挡声波透过结构的综合性能。因而在这里，把这种组合材料的吸、隔声综合性能，统称为隔声性能。

整车隔声性能分析（半消声室法）采用车内指定位置激励，车外指定位置响应的方法，实现传递函数的测量，进而求取声腔传递函数。需要明确的是：进行整车隔声性能分析的理论基础是传递函数理论，试验测试获取的结果是声腔传递函数，

声腔传递函数是通过求取响应声压与激励体积加速度的比值，亦即通过求取传递函数的方式对整车的隔声性能进行量化评价。

依据传递函数原理——传递函数=响应/激励，定义声腔传递函数为：

其中：P：测点声压；

a：体积加速度；

v：体积速度；

f：频率分辨率

为便于评价值之间的数值比较，定义基准值

基于声腔传递函数的隔声性能评价关注的是声腔传递函数，测试过程实际是对传递函数的求取过程。测试项目的传函数值越小，则表明试验样品的隔声性能越好。

2 实车测量及分析

2.1 测试环境

本次研究在半消声室内进行。测试时，样车静止于半消声室内，拆除仪表板以方便更换测试样件，封堵前围孔洞已消除对测试的影响。在乘员舱内安放无指向性声源，声源发声口位于指定激励位置；在发动机舱内选取响应位置安放若干传声器，传声器应与汽车前围保持一定距离。测量时，PULSE发出的伪随机信号经体积声源适配器放大后驱动声源发声，利用传声器测量指定位置声压。以声源信号为激励信号，以传声器信号为响应信号，据此计算激励点到响应点的声腔传递函数。通过更换不同的前围隔声垫，分析相同激励下响应的差异，并以此作为选型依据完成选型。

本文用到的试验仪器见表1。

2.2 测试样品

本研究中，分别对3种材质的前围隔声垫进行测试。3种隔声垫的编号、对应材质及结构特点分别为

材质1：EVA+硬质PET结构，面密度较高；

材质2：EVA+双组分棉材质，面密度适中，双组分棉占比较大；

材质3：硬质PET+EVA+双组分棉材质，面密度最小，双组分棉占比较小；

表1 设备仪器明细

本文用到的测试样品见图1－图3，具体的材质构成对比见表2。

图1 材质1：8 kg/m2EVA+1.6 kg/m2PET（硬质）

图2 材质2：5 kg/m2EVA+0.6 kg/m2双组分棉

图3 材质3：0.6 kg/m2PET（硬质）+2.5 kg/m2EVA+0.45 kg/m2双组分棉

表2 各项目方案的材质构成/(kg∙m-2)

2.3 测试结果

为保证测试结果的可对比性，测试过程中，除作为测试样品的前围隔声垫依次更换外，测试环境、样车封堵状态、激励位置、响应位置、参数设置等均不做改变。在此情况下，依次对样品进行测试，获取测试结果见表3，对比分析见图4。

表3 测试结果 评价值/dB

图4 测试结果对比分析

2.4 试验分析

1）就隔声性能而言

① 从全频段测试结果看，材质1结果较差，材质2和材质3差异不大；从整体评价值（表3）看，材质1结果最差，材质2和材质3结果相当；因而认为，3款前围隔音垫中，材质1隔声性能最差，材质2和材质3水平相当，差异不大；

② 材质1在1 000 Hz以内及2 000 Hz以上表现均不理想，尤其是在500 Hz和3 000 Hz附近，材质1具有较差的隔声性能水平；

③ 就材质2、材质3而言，在中低频段(250 Hz～500 Hz)，材质2隔声性能略好；中高频段(630 Hz～2 000 Hz)，材质3隔声性能略好；高频段(2 000 Hz～4 000 Hz)，两隔声垫隔声性能相当；

2）就材质而言

含有双组分棉材质的测试样品（材质2、材质3）隔声性能较好，表明双组分棉可有效提高测试样品在测试频段内（尤其是（250 Hz～2 000 Hz频率范围内）的隔声性能，这与以往工作经验相吻合；

3）样车选材分析

以试验分析结论为基础，参考样车实际情况，选取适合试验样车的前围隔声垫，分析如下：

① 从隔声性能看，材质2、材质3测试结果较好，材质1测试结果较差，因而试验样车不宜选择材质1测试的隔声垫；

② 从安装空间需求、产品轻量化需求和成本需求来看，材质2测试的隔声垫面密度较高，整体质量过重，且成本较高（增加了一层双组分棉），因而不宜选取材质2测试的隔声垫；

③ 综合考虑测试结果和车身结构、车身轻量化等因素，认为选取材质3采用的隔声垫较为合适。

3 结语

前围隔声性能是影响车辆舒适性的一个重要指标，基于声腔传递函数的前围隔声性能评价就是通过对声腔传递函数的求取实现对不同前围隔声垫的隔声性能评价，该方法降低了对试验场地和试验环境的要求，测试结果为实车装配状态下的测试结果，实现了对测试样品的快速、精准分析。