Page 177 - 《应用声学》2022年第4期

第 41 卷 第 4 期 张军等： 混合动力车型燃油箱晃荡声的时变响度评价方法与降噪应用 675

化应用研究较少。本文以某混合动力 SUV 车型为
0 引言
研究对象，分析了燃油箱晃荡现象的潜在机理，提出
随着市场用户对汽车行驶舒适性的要求越来 了时变响度声品质指标的整车评价方法，并通过油
越高，在车辆的起步、制动停车或者转弯过程中，燃 箱表面隔振垫的改进，显著地降低了车内的燃油箱
油箱内油液晃动引起的车内噪声振动问题，在国内 晃荡声。
外主机厂的车型开发过程中被广泛重视。尤其是对
于混合动力的乘用车型，如油电混合、插电式和增 1 燃油箱晃荡声问题识别与测试分析
程式混合动力车型，由于低转速下电驱动系统力矩
某 搭 载 皮 带 驱 动 起 动 发 电 机 (Belt-driven
响应快速，并且车内的背景噪声小，因此在车内人员
starter generator, BSG) 轻混动力系统的紧凑型
就更容易抱怨燃油箱晃荡声问题。
SUV，具备怠速启停功能，在起步前进或倒退过程
王长山等 [1] 考虑关门过程的瞬态冲击特点，建
中，急踩制动踏板到车辆静止状态，车内后排人员能
立了瞬时响度指标的车门声品质评价方法；Frank
够明显感知到燃油箱内的“咚咚”异常噪声。由于在
等 [2] 基于油箱台架测试装置，通过主/客观的相关
性分析，提出了晃荡声的测试数据后处理方法；屠 车辆停止时自动切断缸内的燃油喷射，发动机处于
翔宇等 [3] 基于整车工况传递路径分析(Operational 熄火关闭状态，车内的背景噪声低，因此车内没有发
transfer path analysis, OTPA)方法，分析了晃荡声 动机怠速噪声的掩蔽，这种间歇性的瞬态撞击晃荡
传递过程的频谱特征；Kim 等 [4] 考虑声品质等指 声就容易被驾乘人员所察觉感知，导致产生不安全
标，提出了一种燃油箱晃荡声问题的正交优化设计 感和抱怨。燃油箱油液晃动是自由液面液体在有限
方法；Chitkara 等 [5] 通过流体体积模型 (Volume of 空间内进行复杂的流固耦合运动，其机理较复杂；整
fluid, VOF) 方法建立了不同内部结构的汽车燃油 车传递路径的影响因素也较多，所以这增加了晃荡
箱晃动数值仿真模型，对比研究了不同充液率和加 声测试分析评价和工程改进优化的难度。
速度下的燃油晃动特性。虽然国内外学者在汽车声 该车型燃油箱采用塑料材质，通过左/右两条
品质评价的理论基础、评价流程方法、心理声学参 绑带横向布置在地板中部，绑带与车身采用螺栓连
数及量化模型等方面取得了一定的进展，但其研究 接，油箱表面与地板之间采用橡胶垫进行隔振限位，
领域主要集中在动力总成、车身闭合件和电器附件 油箱内部无防浪板。燃油箱的安装结构与整车测试
等系统，而对燃油箱晃荡声的客观定量分析与工程 的坐标系设置如图1所示。

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(a) ྇෴ኸܱॎˁ߷ᜉፇ౞ (b) ෴ኸЯᦊᇨਓڏ
图 1 塑料燃油箱结构简图
Fig. 1 Plastic fuel tank schematic diagram

1.1 整车晃荡声测试的传感器布置 速度等信息。噪声振动信道的采样分析时间分辨
为了分析车内晃荡声特征与传递路径，在燃油 率为 0.125 s，实车测试的各传感器布置如图 2 所示。
箱壳体的左/右侧布置加速度振动传感器，在车内 整车测试方法是在油箱加注 3/4 油量之后，在平直
后排布置传声器，通过整车车载自诊断系统 (On- 路面上，车辆静置情况下，松开制动踏板完成车辆起
board diagnostics, OBD)接口同步采集控制器局域 步，再急踩制动踏板到停车，多次循环进行重复操
网络 (Controller area network, CAN) 总线中车辆 作，同步采集各通道的声音振动等信号。