摘要：本文介绍了使用LMS 公司的Test Lab软件，用full window法来评价整车内饰件中各隔吸音材料的隔吸音性能，利用倍频图和Front/back图进行分析，为汽车制造商内饰件的开发提供方便。
关键词：LMS 倍频图 Front/back map 隔吸声性能
1 前言
随着汽车市场竞争的日益激烈和市场对汽车产品要求的日趋多样化，促使各整车和零部件企业的产品开发的周期越来越短。过去那种集整车和零部件开发于一体的开发方式已走向越来越分工和专业化。随着中国加入世贸组织，零部件的全球采购已成为可能，这不仅大大提升了零部件对整车开发的支持力，而且在向整车开发提供高质量零部件的同时也促使整车开发方式转变，整车开发已成为除车身结构的设计外，主要是零部件的(结构)整合和(性能)匹配(标定)行为。从一定意义上讲，整车开发已不在是单纯的结构设计和机构的实现，如何在取得优质零部件总成的基础上，整合匹配出满足法规和标准要求或最优的整车系统性能，已成为整车开发的核心。影响汽车乘坐和使用环境重要因素的振动噪声性能，英译NVH (noise & vibration & harshness) ，作为重要的法规和竞争指标在当今产品竞争中体现的越来越举足轻重。
目前在整车NVH 开发过程中，内饰件隔音和吸音材料的确定是一个非常重要的环节，它往往处于整车NVH 开发环节的末端，位于其它相关子系统开发之后，但它对于整车噪音的贡献却有着非常重要的影响。本文主要介绍的是应用LMS Test Lab 软件运用Full window 法来确定车辆相关内饰部分对于整车噪音的贡献量，然后通过修改相关内饰件的设计和组合来改进车内噪声的方法。
2 试验内容
2.1 试验条件与试验准备
准备待测车辆，以某型微车（发动机前置后驱）为例，安装5个传声器分别将其布置在车内驾驶员头枕、副驾驶员头枕、中排座椅头枕、后排座椅头枕附近、排气管尾管等位置，安装位置如下图1所示：
图1 传声器在驾驶车内驾驶、副驾、中排座椅、后排座椅处的位置，尽量靠近车辆中央
图2 排气尾管传声器的位置
2.2 试验设备见表1
2.2 试验材料
手工制作待测车辆的内饰吸音材料。
部件为：前地毯、座椅框地毯、地毯中排地毯、后地板地毯、后左右轮罩、后侧围装饰板、后尾门装饰板材料组成为：两层4mm厚PP（聚丙烯）材料，用于隔音；一层30mm厚吸音棉，用于吸音。最底下一层为白色吸音棉，上面分别为2层PP，用强力胶水粘合。
如图3所示：
图3 手工制作吸音材料
2.3 试验工况
按照内饰件的制作可将测试过程分为9 个工况，如下表：表2 内饰件测试工况
 其中baseline 代表待测车辆原始状态，original 为原车所带部件；○代表为样车装入该部件；×代表样车卸去某一部件。
车辆运行工况统一为：4th gear wide open throttle run up & idle；
空调情况：air condition off
发动机转速区间为：1000-5500rpm
2.4 测试环境要求
背景噪声比被测噪声低10dB（A）以上，关闭好门窗，路面平整无积水，无风或微风，无雨水。
3 试验分析
用 LMS-Advanced signature testing 软件进行测试，将测试所得结果处理成1/3 倍频图进行对比，1/3 倍频图主要用来查看最大噪音频率及相关噪音在频率谱上的分布。
3.1 四档加速工况
从总体噪音级的对比，了解所制作材料的隔音效果；由于驾驶员处和后排座椅乘员的声音效果最为典型，我们选取驾驶员耳旁和后排乘员耳旁的噪音作为参考对比点。如下图4、图5：
图 4 驾驶员处耳旁噪声baseline、全包裹和全部去掉后的对比图，
其中蓝色代表驾驶员处耳旁baseline、绿色代表全包裹、红色表示全部去掉后的噪音
图 5 后排座椅处乘员耳旁噪声 baseline、全包裹和全部去掉后的对比图，
其中绿色代表后排座椅处乘员耳旁baseline、蓝色代表全包裹、红色表示全部去掉后的噪音
从图 4、5 中可以看出全包裹法总体噪音效果是最好的，baseline 的效果其次，全部去掉后的效果最差；也可以看出所制作的隔音材料效果非常好，最高处(后排座椅处乘员耳旁噪声630HZ 处)的隔音甚至达到了10.5dB(A)。
对比各个工况与全包裹的数据，我们可以看出哪些相关部件对整车噪音的贡献量最大，同时可以确定它所影响的频率范围。
图 6 驾驶员耳旁噪声 去掉前地毯后与全包裹状态的对比图
从图6 中我们可以看出去掉前地毯后，驾驶员耳旁噪声在315Hz 以下以及800Hz-2500Hz 之间的范围内有明显增大，其它地方则不太明显，显然315Hz 以下以及800Hz-2500Hz 之间的范围内的声音为前地毯对驾驶员耳旁噪声贡献量的范围。
图7 驾驶员耳旁噪声去掉座椅框地毯后与全包裹状态的对比图
从图 7 中我们可以看出去掉座椅框地毯后，驾驶员耳旁噪声在2500Hz-3150Hz 之间的范围内有明显增大，其它地方则不太明显，显然座椅框地毯2500Hz-3150Hz 之间的范围内的声音为对驾驶员耳旁噪声贡献量最大。
图 8 驾驶员耳旁噪声去掉中排地毯后与全包裹状态的对比图
从图8 中我们可以看出去掉中排地毯后，驾驶员耳旁噪声在223Hz 以下及800Hz 以上范围内有明显增大，其它地方则不太明显，显然中排地毯223Hz 以下及800Hz 以上范围内的声音为对驾驶员耳旁噪声贡献量最大。
图 9 驾驶员耳旁噪声 去掉后侧围装饰板后与全包裹状态的对比图
从图9 中我们可以看出去掉后侧围装饰板后，驾驶员耳旁噪声在250Hz 以下及1600Hz-3150Hz 以上范围内有明显增大，其它地方则不太明显，显然后侧围装饰板250Hz 以下及1600Hz-3150Hz 之间范围内的声音为对驾驶员耳旁噪声贡献量最大。
图 10 驾驶员耳旁噪声 去掉后轮罩后与全包裹状态的对比图
从图10 中我们可以看出去掉后轮罩后，驾驶员耳旁噪声在1250Hz 以上范围内有明显增大，其它地方则不太明显，显然后轮罩1250Hz 以上范围内的声音为对驾驶员耳旁噪声贡献量最大。
图 11 驾驶员耳旁噪声去掉后地板地毯后与全包裹状态的对比图
从图 11 中我们可以看出去掉后地板地毯后驾驶员耳旁噪声在250 以下范围内有明显增大，其它地方则不太明显，显然后地板地毯250Hz 以下范围内的声音为对驾驶员耳旁噪声贡献量最大。
图 12 驾驶员耳旁噪声去掉后尾门装饰板后与全包裹状态的对比图
从图 12 中我们可以看出去掉后尾门装饰板后驾驶员耳旁噪声在250 以下范围内有明显增大，其它地方则不太明显，显然后尾门装饰板250 以下范围内的声音为对驾驶员耳旁噪声贡献量最大。
根据从图6-图12 的分析我们可以得出内饰各部件对驾驶员耳旁噪音的贡献分布图。如下图13 所示：
图 13 驾驶员耳旁噪声贡献量分布图（内饰件）
运用同样的方法我们可以得出内饰各部件对后排座椅乘员耳旁噪音的贡献分布图，如下图 14 所示：
图14 后排座椅乘员耳旁噪声贡献量分布图（内饰件）
从图13、14 我们也可以看出驾驶员耳旁处通过中排地毯、后轮罩及后侧围装饰板传出的噪声主要集中在中高频，低频噪音则主要是通过前排地毯传入的。后排座椅乘员耳旁通过后排、中排地毯传入的主要是中高频的噪音、中低频噪音则主要是通过后侧围装饰板、前排地毯及后尾门传入。
3.2 怠速工况
由于怠速工况下时，只有发动机在转动时产生声音，变速箱和后桥都没有转动，同时也没有路面激励，因此噪音通过后地毯、后轮罩、后侧围装饰板及后尾门对车内产生的影响很小，这时可以忽略，只考虑噪音通过前地毯、座椅框地毯及中排地毯对车内噪音产生的影响，运用Front/back 图对比baseline 和without everything 及上述三种工况下在怠速时的情况。
图15 怠速时驾驶员耳旁噪声 去掉全部与全包裹、去掉前地毯、去掉座椅框地毯、去掉中排地毯状态的Front/back 对比图
从图15 可以看出怠速情况下，去掉全部后，驾驶员耳旁噪声为最高，达到48.7dB(A)，全包裹状态与去掉前地毯、去掉座椅框地毯效果差别不大，为44.7dB(A)左右，但是去掉中排地毯后驾驶员耳旁噪声有明显升高，达到了46.5 dB(A)左右。可见在怠速情况下，声音通过中排地毯对驾驶员耳旁噪声增加最为明显。
图16 怠速时后排乘员耳旁噪声 去掉全部与全包裹、去掉前地毯、去掉座椅框地毯、去掉中排地毯状态的Front/back 对比图
从图16 可以看出怠速情况下，去掉全部后，后排乘员耳旁噪声为最高，达到48.7dB(A)，全包裹状态与去掉前地毯、去掉座椅框地毯效果差别不大，为44.1dB(A)左右，但是去掉中排地毯后驾驶员耳旁噪声有明显升高，达到了45.8 dB(A)左右。可见在怠速情况下，声音通过中排地毯对后排乘员耳旁噪声增加最为明显。
4 分析结果
由上分析我们可以看到通过“full window”测试方法找到了每个单独区域的吸音材料效果，可以认定待测车辆需要采用附加的隔音材料以获得更好的隔音、吸音效果，主要作用范围为中排地毯以及后排地毯。
通过以上测试我们还可以确定待测车辆吸音材料降噪效果的排序：中排地毯 > 后排地毯 > 前地毯 > 轮罩 > 后侧围装饰板 > 尾门装饰板>座椅框地毯同时，从分析中我们还可以确定中排地毯对于行驶状态下的高频噪声、怠速状态下的较低频噪声非常重要，后排地毯对于后桥的噪音辐射也是有着十分重要的作用。而对后侧围装饰板与尾门，在设计上我们则可以更多地运用进行一些密封性的内饰材料，以增强对中、低频噪音的隔声效果。
5 结论
运用full window方法，使用LMS 公司Test. Lab 中的Advanced signature testing 软件通过整车内饰件的对比试验可以较为方便和准确地评价整车的内饰件隔吸声性能，找出其声学包装的薄弱点，并进行改进。
同时通过这种方法可以方便地确定隔吸音材料降噪效果的排序，这样在设计车辆内饰材料时，汽车制造商可以有选择性地加强容易传声的地方，例如中排地毯、后排地毯等。对于其他传声弱的地方我们可以适当弱化内饰隔吸声材料，这样有利于汽车制造商在设计汽车内饰件方面平衡成本预算，减少过多的设计和制造开支。(end)
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