声学包轻量化实现的技术路径

1、,陈宏 2014.3.28,声学包轻量化实现的技术路径,目录： 1、声学包轻量化设计的基本理念 2、声学包轻量化设计与质量定律的冲突 3、封闭空间的结构隔声量的理论计算 4、双层墙结构与车身隔声量改善 5、密封性与车身NVH性能改善 6、声学包轻量化设计实现的技术路径 7、发动机舱零部件轻量化设计 8、内前围（inner dash）轻量化设计 9、地毯轻量化设计 10、轮罩的轻量化设计 11、声学包轻量化设计案例 12、声学包轻量化设计开发流程/步骤,一、声学包轻量化设计的基本理念 1、NVH性能 2、重量 3、成本 4、可回收性,二、声学包轻量化设计与质量定律的冲突 1、质量定律：TL=20

2、logm +20logf + R（m构件的面密度） 2、根据质量定律，面密度越大，隔声量也越大，面密度增加1倍，结构隔声量提高6dB；而质量减少必将导致结构隔声量的降低； 3、整车NVH轻量化的目标是最大限度地降低整车重量，而同时NVH性能保持不变甚至还有所提高； 4、要确保NVH轻量化的实现，必须有其它的技术途径能增加结构的隔声量，从而弥补因减重而导致的结构隔声量的降低，使整车NVH轻量化的目标得以实现。 5、接下来将跟大家一起讨论实现轻量化设计的三个技术路径： （1）声源处使用吸声结构和提高内饰材料表面的吸声性能 （2）车身空腔内部使用轻质、高吸声特性的吸声材料以提高车身的隔声量 （3）车

3、身密封性改善、恢复和发挥结构本身的隔声能力,5,1、吸声性能对结构隔声量的影响： （1）噪声源在无限大空间中传播时，假定噪声源噪声值为SPL1，噪声接收处 的噪声值为SPL2，则结构的固有声传递损失STL可以计算为 STL=SPL1- SPL2 （2）通常，我们所见到的声学环境，无论是声源与接收处的空间都不是无限 大，而是有限的区域，比如汽车发动机舱与乘客舱。此时，结构的真实 声传递损失可以表示为：,三、封闭空间的结构隔声量的理论计算,6,三、封闭空间的结构隔声量的理论计算,（3）基于以上分析，通过改善乘客舱内饰材料表面的吸声能力和在噪声源处使用 吸声结构有助于提高结构的隔声量、降低车内噪声，

4、这就提供了一种可行的 整车NVH轻量化的方法加强吸 声性能来补偿因减重而导致的隔声量的降低。 （4）整车NVH轻量化的基础就是采用轻质、但吸声性能优异的内饰材料来确保“最 大限度地降低整车重量，而同时NVH性能保持不变甚至还有所提高”的目标的 实现。 （5）声源处采用吸声结构通常比较有利；发动机舱的几个声学包部件如发动机盖隔 音垫、外前围、发动机导流罩以及轮罩、地板导流罩等采用吸声结构对改善 NVH性能比较有利； （6）乘客舱内饰件表面的吸声性能越好，对车内NVH性能改善越有利，在轻量化设 计过程中，改善地毯、顶棚、行李箱地板、行李箱侧地毯等内饰件表面吸声性 能比较有利； （7）布座椅由于吸声

5、性能要优于真皮座椅，在真皮座椅的表面开孔可以改善座椅的 吸声性能,四、双层墙结构与车身隔声量改善,1、吸声材料与双层墙结构隔声性能,四、双层墙结构与车身隔声量改善,2、3M 新雪丽在汽车上的应用部位,四、双层墙结构与车身隔声量改善（续）,2、3M 新雪丽在汽车上的应用部位,10,四、双层墙结构与车身隔声量改善,2、3M 新雪丽在汽车上的应用部位,局部密封性目标值： Leakage20dB,说明： 密封良好是声学包发挥作用的前提保障， 开发声学包时应同时调查整车密封状态,五、密封性与车身NVH性能改善,12,1、强化吸声性能； 2、密封性能改善； 3、传递路径的声传递损失 4、其它：如CIM 技

6、术、HMP3技术,六、声学包轻量化设计实现的技术路径,13,七、发动机舱零部件轻量化设计,1、发动机舱的声学部件,14,七、发动机舱零部件轻量化设计（续）,2、发动机舱部件轻量化设计,(1)发动机舱声学包的作用 *降低来自发动机舱到车内的噪声 *车外Pass-by (2)发动机舱的零部件采用强吸声材料 (3)发动机舱常用的强吸声材料主要有： Pelzer的Levecell 玻璃纤维 聚氨酯,七、发动机舱零部件轻量化设计（续）,3、发动机舱常用的强吸声材料： （1）玻璃纤维 （2）树脂毡 （3）LWF 4、翼子板空腔内饰材料,七、发动机舱零部件轻量化设计（续）,5、发动机底部吸声导流罩,八、内前

7、围（Dashinner）轻量化设计,1、传统重层+发泡内前围结构的轻量化设计,18,八、内前围轻量化设计,1、传统内前围结构中发泡层的的轻量化设计(SAE 951268简介),八、内前围（Dashinner）轻量化设计,1、3M的EVA + SMXXL前围结构,八、内前围（Dashinner）轻量化设计（续）,2、传动内前围结构中重层的轻量化设计技术CIM技术 该技术主要应用于传统结构EVA的轻量化设计,21,双阻抗是由具有不同流阻的软硬层结构，常见结构形式为Felt/felt 以及Felt/Foam结构 双阻抗结构具有吸、隔声均衡的优异的声学特性,3、Dual impedance结构,八、内

8、前围轻量化设计(续),22,Absorption,Isolation,Resonanz- einbruch,Baseline: 0.8 mm steel panel,Baseline: 0.8 mm steel panel,0 % Leakage,Isolation,Isolation,1.0 % Leakage,5.0 % Leakage,0.0,0.5,1.0,100,1000,10000,Frequency Hz,Absorption,0,50,100,100,1000,10000,Frequency Hz,STL in dB,五、内前围（Dashinner）轻量化设计（续）,3、Dua

9、l impedance结构与传统结构的声学性能对比,基于平板结构,17/05/2005,23,23,Acoustical Results with Dual Impedance Comparison Insulation Mass-spring-system versus Dual Impedance,Mass-Spring-System,Dual-Impedance-System,Insulation dash with I-panel in horizontal architectural test bench,3.9 kg,6.9 kg,Weight-reduction ca. 3 kg (43.5 %),八、内前围（Dashinner）轻量化设计（续）,4、内前围轻量化方案MONO FELT（单层棉毡） 该部件主要应用在日系汽车中，1400gsm; 欧美车系及国内基本上没有这样的结构的,九、地毯轻量化设计,1、地毯常见的两种结构组成,（1）毯面 + EVA + PU Foam （2）毯面