◆文/江苏 高惠民

(接上期)

风噪声是汽车在高速行驶时车身周围气流和车身台阶及突出物引起空气紊流而产生的。空气紊流产生的气流噪声通过车门、密封条、车身板、门窗玻璃等传到乘员耳朵里。风噪声随车速和风向而变化，车速越快，风噪声越大，顺风高速行驶时，风噪声较小。产生风噪声的车身部位如图16所示。风噪声可分为：紊流噪声、漏气噪声、簧片噪声、哨音噪声和风颤振噪声等，如图17所示。

图16 车身产生风噪声的部位示意图

图17 风噪声的类型

(1)紊流噪声如图18所示。台阶使气流加速并产生紊流，引起空气振动。此时，如果自然风变化，将产生紊流噪声。空气与截面A的端部相撞产生涡流，对车身产生压力形成风噪声；涡流在截面B对车身产生压力形成风噪声。

图18 紊流噪声示意图

(2)漏气噪声如图19所示。车身气密性不好的部位或缝隙使车外部噪声进入车内或车内空气被吸到外部所产生漏气噪声。

图19 漏气噪声示意图

(3)簧片噪声如图20所示。空气通过窄缝产生振动，又引发边缘振动而产生簧片噪声。

图20 簧片噪声示意图

(4)哨音噪声如图21所示，空气通过狭缝引起空气加速形成的哨音噪声。

图21 哨音噪声示意图

(5)风颤振噪声如图22所示，开天窗行驶时，由分离的气流产生紊流，该紊流又与进入车内的气流产生共振，形成风颤噪声。

图22 风颤噪声示意图

(6)传递的噪声如23所示，车身表面突出物把沿车身表面流动的气流分离而产生紊流通过车身板等进入内部，这时乘员听到的风噪声。

图23 传递的风噪声示意图

4.振动与噪声传递路径

汽车是个复杂的系统组成，同时受到多个激振力(振源)激励，每种激振都可以通过不同的路径，经过衰减传递到多个响应点。其传递路径如图24所示。

图24 振动和噪声传递路径示意图

汽车振动与噪声按照传递路径可定性分成两大类:结构振动噪声与空气传音。这两大类噪声的产生原理不同，故障排除的方法也不一样。

(1)结构振动噪声

结构振动噪声(structure-borne NVH)是指汽车零部件在激振力(发动机或轮胎不平衡、道路路面崎岖不平)的作用下会发生振动，振动会以弹性波的形式在相邻的结构中传播，使周围空气振动而产生辐射噪声。当振动的频率及振幅在人可感觉的范围内时，人就感觉到振动的存在。当辐射噪声的频率及声压在人耳的听觉范围(0.02～20kHz)时，人便感觉到噪声存在。结构振动噪声的传递路径如框图25所示。

图25 结构振动噪声的传递路径示意图

激振力引起某个结构振动或共振(共振系统)，这种振动会经相邻的结构称为传输系统(如发动机支架、排气管固定架等)的传递而达到车身，引起车身或其内部部件振动而发出噪声。例如，发动机扭矩变化所引起的激振力，激起排气管共振(共振系统)，其弹性波经过排气管固定架(传输系统)的传输，引起车身的振动，并辐射噪声至人耳。又例如轮胎的不平衡(激振力)激起悬架系统、转向系统(共振系统)的振动，其弹性波经过控制臂的橡胶村套(传输系统)达到车身，引起方向盘、座椅、踏板等部件的振动。诊断这类振动或噪声问题时，应从激振力、共振系统、传输系统、车身或其部件着手。

汽车常见的激振力有轮胎的不平衡、不均匀性、变形、传动轴不平衡、道路不平度、发动机非均匀燃烧等。传递路径包括共振系统和传输系统。因此，诊断时需要考虑激振力经过何种传递路径达到车身，注意是否有零部件变形、损坏或松动、支架是否有裂痕、变形。表1是汽车结构振动噪声可能故障原因检查表。

表1 汽车结构振动噪声可能故障原因

(2)空气噪声(空气传音)

空气噪声(airborne noise)是指如果噪声不是以振动源弹性波的方式传至车身，引起车身或零部件振动而产生的噪声称为空气噪声，也称空气传音。常见的风噪声、进排气声、风扇噪声都属于空气噪声，其形成如框图26所示。

图26 空气传音噪声传递路径示意图

空气噪声主要包含：振动体表面辐射的噪声，穿透车身的隔声装饰而传到车内；空气打在汽车上，因空气流场变化所形成的噪声(例如因孔、缝隙等，气流通过会造成流场变化而产生噪声)。因此，诊断这类噪声时应从隔声、吸音、消音以及检查孔、缝隙着手。检查空气噪声(空气传音)可能的故障原因采用的措施如表2。空气传音的频率比结构振动噪声要高，频谱图上的峰值频率大于300Hz。

表2 空气噪声(空气传音)可能故障原因

二、振动与噪声问题归类及故障诊断和修理

1.汽车振动与噪声问题归类

汽车振动与噪声问题千变万化，按照汽车行驶(滑行)、停止、制动、起步等4种工况操作状况再加上汽车异响，将汽车产生的振动和噪声问题进行归类，如图27所示。诊断时首先判断汽车振动和噪声问题可能属于哪一类，才能有效地寻找故障源。图中的1代表结构振动噪声，2代表空气传音。

图27 汽车振动与噪声问题大致归类

2.汽车振动与噪声诊断

根据汽车振动和噪声传递路径可知，振动和噪声是振动源的振动(零部件受到激振)而产生的，通过传递系统使振动组件产生振动。切断振动源和振动组件之间某处传输路径就能消除噪声或振动。当然最有效的方法是消除振动源本身。为了查明振动源，可以按照如图28所示，建立NVH故障诊断思路，可采取的诊断方法有：通过驾驶试验缩小可能的故障原因；使用五官感觉测试和噪声振动仪器检测分析；通过振动频谱来估算振源频率；消除可能的振动源。

通过驾驶试验缩小可能的故障原因。根据以上振动和噪声问题归类的逻辑次序准确进行试验，不仅可以检查出在何种情况下为什么车辆会出现振动和噪声，而且可以检查出何种情况下振动和噪声的不发生。例如，让发动机高速运转；换成空挡；把离合器踩下；打开空调；加速或减速；换挡瞬间等等试验。以确定车辆产生振动和噪声是否与发动机转速或是车速有关，以及振动源引起车身或其他部件发出振动与噪声的原因。

运用五官感觉的方法要想准确描述振动和噪声是非常困难的。但是对两个频率进行对照是可行的，对照后判断哪个高哪个低。也可以把当前存在的问题与过去经历过的类似振动频率进行对照，看它们是否相同。通过五种感官的清晰体现和频率进行规定，缩小产生振动和噪声原因的范围。

图28 NVH故障诊断思路图

(未完待续)