91中国
设备
工程Engineer ing hina C P l ant
中国设备工程 2020.04 (下)随着汽车NVH 性能的不断提高,汽车行驶的振动噪声得
到了很大程度的减轻和抑制;行驶路面条件的改善降低了路
面不平度,在一定程度上降低了汽车行驶时的轮胎噪声;同
时,得益于现代汽车良好的乘员舱密封性,可进一步将噪声
隔绝在车外。但是,气动噪声与其他种类的噪声源存在较大
差异,使其越来越得到汽车设计工作者和普通消费者的重视。
1 汽车气动噪声的重要性
气动噪声有以下几点特征:(1)空气流场充斥着整个汽车的外部空间,汽车上任何一个气动造型不合理的部位皆
有可能产生强劲的气动噪声。(2)气动噪声的来源是空气中的湍流,气流在流经引擎盖、A 柱、后视镜区域时,因为
形状突变和明显的棱角,会发生较强的气流分离,从而产生
较强湍流,而他们的气流分离作用区域都非常靠近车窗,即
气动噪声源离车窗很近或直接作用于车窗上,降低了车窗的
隔音效果。(3)汽车的气动噪声源主要为二极子声源与四
极子声源,它们的声功率的表达形式分别为:、,可看出他们的声功率大小与车速的六次方、八次方成正比,现代汽车的车速较高,但车速越快,气动噪声增加越明显。(4)汽车高速行驶时,一旦打开车窗造成开口,乘员舱则形成一个有较小开口的空腔,高速气流经过车窗锋利的边缘进入乘员舱,会
产生强烈的风振噪声。车内乘员若是长时间处于强噪声环境下,会极大地影响乘客乘坐的舒适性,降低主观舒适度,同时,强噪声也会对安静、协调的环境工程造成不利影响,长时间的噪声环境还会降低驾驶员的驾驶警觉性,增强驾驶员的驾驶疲劳感,对行车安全造成较大影响。在汽车气动造型的优化过程中,对整体造型的优化是一个复杂且冗长的系统流程,因此,对单一部位细部优化则成了工程开发中一个不错的选择。在气动噪声中,后视镜由于其凸出车身的造型特点,容易对汽车整体流场造成破坏,加上其不规则的形状特征,导致后视镜成为一个不容忽视的强气动噪声源,而且后视镜离前侧窗的距离最近,高速行驶时,其产生的压力脉动会直接作用于前侧窗,使车舱内乘员对后视镜的气动噪声更为敏感,有较大优化空间。加上后视镜独立于车身之外,对后视镜的造型优化不会对车身整体风格造
汽车后视镜气动噪声产生原因分析及优化方法
张一召,凌志伟,贾浩
(重庆理工大学车辆工程学院,重庆 400054 )汽车隔音
摘要:随着生活水平的提高,人们对汽车的乘坐舒适性提出了更高的要求,高速行驶时气动噪声是影响乘坐舒适性的重要因素之一,而后视镜处产生的气动噪声又是整车气动噪声的重要组成部分,同时,由于后视镜独特的造型、位置因素成为气动噪声源中不容忽视的部分。本文总结了后视镜气动噪
声的产生原因,并在此基础上得出了后视镜气动噪声优化的基本方法,以求提高汽车的乘坐舒适性。
关键词:汽车;后视镜;气动噪声;舒适性
中图分类号:U463.856 文献标识码:A 文章编号:1671-0711(2020)04(下)-0091-02
成太大影响,因此,对后视镜的优化会更加方便和高效。2 汽车后视镜产生气动噪声的原因后视镜的体积虽小,但是,外形相对车身其他部位却更加复杂和多样,因此,后视镜产生强气动噪声的原因也较多,主要归纳为以下几点:(1)后视镜正迎风面与来流方向夹角呈垂直或接近垂直:此种情况下,后视镜的正迎风面会对气流形成阻滞,导致正迎风面的压力增大,同时,气流无法平稳过渡至后视镜后方,从而形成紊乱的流场,在后视镜后方会出现较强的湍流,不仅会造成较强的气动噪声,还会消耗整车动能,形成较大的阻力。(2)后视镜的迎风面积太大:一定程度上,后视镜产生气动噪声的大小与正迎风面积呈正相关,汽车高速行驶时,会在后视镜的边缘形成气流分离,迎风面积越大,气流分离的程度也越大,则后视镜后方的压力脉动越强烈,而压力脉动是产生气动噪声的主要原因。(3)后视镜外形过渡突兀:后视镜造型过于方正硬朗,也不利于气流的引导和过渡,不顺畅
的气流流动必然会产生湍流。(4)不规则的细部形状:后
视镜上的一些细小的棱角和细小的突兀会对流场造成较大的
影响。若是在迎风面,则会造成气流的提前分离,若是在后
视镜的边缘处,则会破坏流场的一体性,容易在后方形成细
小的湍流微团,增加噪声。(5)后视镜与车身间距不合理:
在后视镜与车身之间的夹缝处,气流会无障碍经过,因此,
此处的气流流速较快,若后视镜与车身的距离较近,容易导
致夹缝处气流进一步被加速,从而导致动压增大静压减小,
在横向上与后视镜正后方的气流形成较大的速度差、压力差,
形成强湍流和强噪声。因为气动噪声往往与气动阻力相互关
联,因此,后视镜不合理的造型因素不只是产生气动噪声,
还会形成额外的阻力,在高速时尤其明显,同时,其对流场
的影响会从汽车侧面蔓延至汽车尾部,从而破坏整车的气动
性能。
3 汽车后视镜气动噪声的优化方法
针对后视镜容易产生气动噪声的造型因素,结合一定的
工程开发经验,可以得出关于后视镜气动噪声的优化方法。(1)
在不影响驾驶员后部视野的情况下,后视镜尽量向后倾斜:
此举可避免正迎风面垂直来流,使气流过渡更加平稳,降低
后视镜正面对气流的阻滞,从而减小正面压力。(2)尽量减
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