车辆谐振系统和车辆的制作方法

1.本公开涉及车辆降噪技术领域，具体地，涉及一种车辆谐振系统和车辆。


背景技术：

2.当车内声腔模态(由封闭空气而形成的模态称为声腔模态)被钣金激励起来时，会产生车内轰鸣及压耳感问题，造成车内乘员主观感受明显变差，影响驾驶及乘坐体验。车内声腔模态与车身尺寸有直接关系，当车身尺寸确定后声腔模态不易改变。相关技术中，通过设计一个车用声腔，可通过改变腔体内共振腔体积实现共振频率可调节，适用范围广，可重复使用，但该车用声腔需安装于汽车顶部，会影响汽车内部空间及造型，且需单独制作，成本高，结构复杂。


技术实现要素：

3.本公开的目的是提供一种车辆谐振系统和车辆，以至少部分地解决现有技术中存在的相关问题。
4.为了实现上述目的，本公开提供一种车辆谐振系统，包括车辆的乘员舱和谐振腔，其中，所述谐振腔为设置在所述乘员舱内的封闭性腔体，并通过开口与所述乘员舱相连通，以使得所述乘员舱形成的第一声腔和所述谐振腔形成的第二声腔耦合谐振。
5.可选地，所述谐振腔为设置在所述乘员舱内的行李舱，所述行李舱和所述乘员舱共用同一底壁和两侧的车身侧围板，并通过行李箱搁物板和与所述行李箱搁物板相对接的立板分隔设置，所述立板和/或所述行李箱搁物板上形成有所述开口。
6.可选地，所述乘员舱内设置有至少一排座椅，所述行李箱搁物板位于最后排座椅下方并与所述立板、两侧的车身侧围板、以及车辆的后车门共同围成所述行李舱。
7.可选地，所述开口形成于所述立板上且沿车辆宽度方向延伸，所述开口位于所述立板的与所述行李箱搁物板相对接的上边缘或与所述底壁相对接的下边缘。
8.可选地，所述开口形成于所述行李箱搁物板上且沿车辆宽度方向延伸。
9.可选地，所述开口形成为沿车辆宽度方向延伸的长条形结构，且在车辆高度方向上的尺寸为90mm-95mm。
10.可选地，所述第二声腔和所述第一声腔的体积比为1：(9-10)。
11.可选地，所述第一声腔的声腔频率的波峰范围在45hz-70hz之间，声腔幅值小于110db。
12.可选地，所述谐振腔是由刚性外壁围成的封闭性腔体，所述谐振腔为前仪表板与车身钣金围成的内腔。
13.根据本公开的再一个方面，还提供一种车辆，该车辆包括上述的车辆谐振系统。
14.通过上述技术方案，在乘员舱内部增加谐振腔来调节谐振腔与乘员舱的共振频率，降低车内声腔声压幅值。同时，通过设计开口使得谐振腔与乘员舱连通，利用谐振腔空间与乘员舱之间的耦合关系，从而可以达到有效调整谐振腔吸振频率的目的，仅利用车辆
现有的结构设计，降低车内噪声，提升整车的驾乘体验和舒适度，操作简单且成本低。
15.本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
16.附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：
17.图1是根据本公开的一种实施方式的车辆谐振系统中乘员舱与行李舱示意图。
18.图2是根据本公开的一种实施方式的车辆谐振系统中开口位置的示意图。
19.图3是根据本公开的一种实施方式的实验声压响应结果及对标结果示意图。
20.附图标记说明
21.1-乘员舱；2-谐振腔；21-立板；22-行李箱搁物板；23-开口。
具体实施方式
22.以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。
23.在本公开中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“内”、“外”是针对相应零部件的本身轮廓所定义的。“前”、“后”是针对车辆的行驶方向而言的，图2中图面方向的左侧为“前”，图面方向的右侧为“后”。使用的术语“第一”、“第二”等词的使用目的在于区分不同的部件，并不具有顺序性和重要性。此外，在下面的描述中，当涉及到附图时，除非另有解释，不同的附图中相同的附图标记表示相同或相似的要素。
24.根据本公开的一种实施方式，提供一种车辆谐振系统，如图1和图2所示，可以包括车辆的乘员舱1和谐振腔2，其中，谐振腔2为设置在乘员舱1内的封闭性腔体，并通过开口23与乘员舱1相连通，以使得乘员舱1形成的第一声腔和谐振腔2形成的第二声腔耦合谐振。这里，需要说明的是，谐振腔2可以为车辆现有的位于乘员舱1内的封闭性腔体，可以为下文中提到的行李舱、前仪表板与车身钣金围成的内腔、或者其他由刚性外壁围成的封闭性腔体，均属于本公开的保护范围，具体下文中将以谐振腔2设计为行李舱的实施方式为例进行详细介绍。此外，需要说明的是，谐振腔2类似于一个动力吸振器，可以将它看成一个弹簧质量系统，谐振腔2的频率可以由以下公式推导得出：谐振腔的频率：其中，c为声速，a为开口面积，t为开口深度，v为谐振腔空腔容积，d为开口直径。
25.关于在乘员舱1内增设谐振腔2后车内声腔模态的变化可参考图3，如图3中实线所示，为未设置行李舱的乘员舱内封闭空气的声腔模态，第一阶声压响应峰值为出现在50hz左右的纵向一阶模态，而此模态是声腔能量最大的一阶模态，最容易出现噪声问题；在增设行李舱后，如图3中虚线所示，第一声腔的声腔频率的波峰范围可以在45hz-70hz之间，且声腔幅值小于115db-pa/m3/s2，即，行李舱的声腔会使乘员舱1内的第一个声压响应峰值分解为两个峰值，但分解出来的两个波峰的幅值均比原来的幅值低，且分解出的两个频率在原峰值频率的两侧，综合来看乘员舱声腔在与行李舱声腔耦合后，降低了乘员舱1整体噪声水平。通过对开口23的大小及位置进行合理设计可以有效实现降低乘员舱1的噪声，对实际车身开发具有重要指导意义。同时，为了排除结构件对声腔的影响，侧板21和行李箱搁物板22
以及乘员舱1的侧壁及底壁可以为非吸声材质，以使测试结果更准确。
26.通过上述技术方案，在乘员舱1内部增加谐振腔2来调节谐振腔2与乘员舱1的共振频率，降低车内声腔声压幅值。同时，通过设计开口23使得谐振腔2与乘员舱1连通，利用谐振腔2空间与乘员舱1之间的耦合关系，从而可以达到有效调整谐振腔吸振频率的目的，仅利用车辆现有的结构设计，降低车内噪声，提升整车的驾乘体验和舒适度，操作简单且成本低。
27.针对谐振腔2设计为行李舱的实施例，如图1和图2所示，谐振腔2可以是由刚性外壁围成的封闭性腔体，行李舱和乘员舱1共用同一底壁和两侧的车身侧围板，并通过行李箱搁物板22和与行李箱搁物板22相对接的立板21分隔设置，立板21或者行李箱搁物板22上形成上述开口23，也可以同时形成于立板21和行李箱搁物板22上。谐振腔2利用了现有行李舱空间进行设计，不会占用车内空间，实现了对空间的充分利用，同时，由于谐振腔2为行李舱，体积足够大，能量损失大，能够有效降低声压响应。
28.进一步地，乘员舱1内可以设置至少一排座椅，行李箱搁物板22位于最后排座椅下方并与立板21、乘员舱1两侧的车身侧围板、以及车辆的后车门共同围成行李舱。谐振腔2替代行李舱作用，位于后方，开关方便，不占据其他空间，同时与车内共用车门与车身侧围板，节省材料。此外，行李舱舱门开在其他方向，如侧方时，均在本公开的保护范围内。
29.为了确定开口23的位置及尺寸不同对声压的影响，得到的结果与实际情况更加接近，进行有限元仿真分析，在乘员舱1前方使用声源进行激励，得到乘员舱1内部共63个均布位置处的声压响应，可以充分的反映了整个乘员舱1内的噪声情况，下面将分别对开口23的位置、开口23的尺寸和形状进行说明。
30.根据本公开的一种实施方式，开口23可以形成为沿车辆宽度方向延伸的长条形开口，且在车辆高度方向上的尺寸对乘员舱1内的声压响应的影响也有所不同，开口23高度尺寸分别在40mm-160mm内进行了多次测试，在通过有限元仿真分析发现，随着尺寸的增加，第一个峰值的幅值逐渐变大，而第二个峰值的幅值逐渐变小，根据实验数据表明，当开口23的尺寸范围为90mm-95mm时整体的峰值减小，更优选地，为90mm时整体最小。
31.根据本公开的一种实施方式，如图2所示，开口23可以形成于立板21上且沿车辆宽度方向延伸，开口23可以位于立板21的与行李箱搁物板22相对接的上边缘或与底壁相对接的下边缘，开口23也可以形成于行李箱搁物板22上且沿车辆的宽度方向延伸。开口23的位置可以为以上三处位置中的任意一处，也可以同时存在其中两处或三处位置，本公开对此不做任何限定，在通过前期有限元仿真针对开口23的位置进行的对比分析，当开口23处于立板21的与底壁相对接的下边缘位置时，分解出来的两个波峰的幅值最接近于原峰值频率的两侧，同时两个峰值的幅值接近，当第一个波峰与第二个波峰的幅值基本相等时乘员舱内的声压响应最小，根据实验情况表明，开口23处于立板21的与底壁相对接的下边缘位置为最好位置。
32.根据本公开的一种实施方式，第二声腔和第一声腔的体积比范围可以在1：(9-10)之间，本公开对此不做限定。在进行仿真模拟实验时所设计的乘员舱1尺寸为3270mm
×
1360mm
×
1178mm，体积为4.14
×
109mm3；谐振腔2尺寸为800mm
×
1260mm
×
439mm，体积为4.4
×
108mm3，行李箱搁物板22厚度可以为30mm。此种尺寸的乘员舱1及谐振腔2尺寸均与实车接近，更能反映实车的真实情况。
33.根据本公开的另一种实施方式，谐振腔2的位置也可以为前仪表板与车身钣金围成的内腔，同时由刚性外壁围成的封闭性腔体，通过对连通两者的开口的位置和尺寸进行限定，调节谐振腔2的吸振频率，降低车内噪声，提升整车的驾乘体验和舒适度。
34.在上述方案的基础上，本公开还提供一种车辆，该车辆包括上述车辆谐振系统，且该车辆具有上述车辆谐振系统所有有益效果，这里不再赘述。
35.以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。
36.另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。
37.此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。