一种针对汽车高频啸叫的内前围隔音垫制造技术

本发明专利技术公开了一种针对汽车高频啸叫的内前围隔音垫，提升汽车尤其是电动车中高频噪声的隔声效果，在兼顾成本质量的前提下，提升汽车尤其是电动车的隔声水平。其技术方案为：本发明专利技术利用吸声材料轻质的特点来确保轻量化产品，同时加入一层不透气的隔声膜来克服吸音材料透气的缺点，并合理设计和匹配多层材料之间阻抗的变化来提高声压在材料表面的放射率，最终确保隔声量优于传统产品。

A Sound-proof Pad for Automobile High Frequency Screaming

The invention discloses an interior and front sound insulation pad for high frequency roaring of automobiles, which improves the sound insulation effect of medium and high frequency noise of automobiles, especially electric vehicles, and improves the sound insulation level of automobiles, especially electric vehicles, taking into account the cost and quality. The technical scheme is as follows: the invention utilizes the lightweight characteristics of sound-absorbing materials to ensure lightweight products, adds an impermeable sound-insulation film to overcome the shortcomings of air permeability of sound-absorbing materials, and reasonably designs and matches the changes of impedance between multi-layer materials to improve the emissivity of sound pressure on the surface of materials, and finally ensures that the sound-insulation quantity is better than that of traditional products.

【技术实现步骤摘要】
一种针对汽车高频啸叫的内前围隔音垫
本专利技术涉及汽车配件中的声学零件，具体涉及用于隔绝动力总成噪声的汽车内前围隔音垫。
技术介绍
汽车内前围隔音垫属于车辆重要的声学零件，用于隔绝动力总成噪声。汽车内前围隔音垫1的安装位置如图1所示，即安装在发动机舱和乘客舱之间，其作用是隔绝动力总成的空气辐射噪声向乘客舱的传递，从而确保车辆整体的声学性能。一般来说，传统的汽车内前围隔音垫通常由多层材料构成类似三明治结构，如图2A至2C所示，隔音垫中的第一层为海绵层11，第二层为重层12。因为动力来源机理不同，电动车与内燃机车的动力总成噪声频谱特性差异很大。对于内燃机车，加速过程中存在燃烧特性、活塞回转惯性力、扭矩波动等剧烈的低频激励，从而导致发动机舱内的噪声频谱特性存在低频能量高，中高频能量低的特点。对于电动车，加速过程中不存在剧烈的低频激励，但是存在电机高阶次激励、逆变器高频电磁力激励。由于背景噪声不同，导致电动车高频掩蔽效应较弱。高频电机阶次噪声和逆变器电磁调制噪声容易被顾客感知并引起烦恼。此外，因为电池续航里程的局限，电动车一方面在开发提升电池储能的开发，另一方面更加重视轻量化工作。内前围隔音垫是一个较重的零件，在满足声学要求的前提下，轻量化的潜力比较大。传统内前围隔音垫采用的吸声材料由多孔材料构成，材料重量轻，但是隔声效果不好，典型材料为毛毡和海绵；采用的隔声材料由致密的材料构成，微观结构为闭孔材料，典型材料为EPDM、EVA、钢板等高密度材料。一般根据车型定位和发动机特性的不同选用不同的材料组分，列表如下：目前业界产品的开发理念有两种，第一种为吸声概念，即采用单纯的吸声材料，通过多孔材料的吸声特性来隔绝发动机噪声，该产品隔声性能较差，但是质量很轻，例如前面介绍的No.1、NO.2、NO.3、No.4这几种材料规格的产品。其材料层的构成如图3A所示，为两层多孔吸声材料层，图3B显示了声波经过各层材料时的反射情况，在上层的多孔吸声材料中阻抗变化率大，在下层的多孔吸声材料中阻抗变化率小。第二种为隔声概念，即采用在吸音材料中添加重层材料构成产品，常见的重层材料有EPDM和EVA。其设计思路是通过提高重层的质量来提高隔声量，产品往往很重，但是隔声效果较好，例如前面介绍的No.5材料规格产品。其材料层的构成如图4A所示，为一层隔声材料和一层多孔吸声材料共同构成，图4B显示了声波经过各层材料时的反射情况，两层中的阻抗变化率大。
技术实现思路
以下给出一个或多个方面的简要概述以提供对这些方面的基本理解。此概述不是所有构想到的方面的详尽综览，并且既非旨在指认出所有方面的关键性或决定性要素亦非试图界定任何或所有方面的范围。其唯一的目的是要以简化形式给出一个或多个方面的一些概念以为稍后给出的更加详细的描述之序。本专利技术的目的在于解决上述问题，提供了一种针对汽车高频啸叫的内前围隔音垫，提升汽车尤其是电动车中高频噪声的隔声效果，在兼顾成本质量的前提下，提升汽车尤其是电动车的隔声水平。本专利技术的技术方案为：本专利技术揭示了一种针对汽车高频啸叫的内前围隔音垫，包括：硬质毛毡层；海绵层；隔声膜层，夹在硬质毛毡层和海绵层之间。根据本专利技术的针对汽车高频啸叫的内前围隔音垫的一实施例，隔声膜层为非通气薄膜，硬质毛毡层为热压成型高密度毛毡。根据本专利技术的针对汽车高频啸叫的内前围隔音垫的一实施例，硬质毛毡层的材料组分为棉、聚苯烯和聚对苯二甲酸乙二醇酯共同构成，技术要求为面密度1500g/m2±50g/m2。根据本专利技术的针对汽车高频啸叫的内前围隔音垫的一实施例，隔声膜层的材料组分为聚酰胺和聚乙烯共同构成，技术要求为面密度为130g/m2±15g/m2，具备闭孔特性以使空气无法穿透。根据本专利技术的针对汽车高频啸叫的内前围隔音垫的一实施例，海绵层的材料组分为聚氨酯，技术要求为体密度为65Kg/m3±20g/m3，杨氏模量<50kN/m2，阻尼系数>0.2。根据本专利技术的针对汽车高频啸叫的内前围隔音垫的一实施例，硬质毛毡层和海绵层的厚度比为1:3至1:4的范围内。本专利技术对比现有技术有如下的有益效果：本专利技术与传统的吸声概念和隔声概念的设计理念不同，利用吸声材料轻质的特点来确保轻量化产品，同时加入一层不透气的隔声膜来克服吸音材料透气的缺点，并合理设计和匹配多层材料之间阻抗的变化来提高声压在材料表面的放射率，最终确保隔声量优于传统产品。附图说明在结合以下附图阅读本公开的实施例的详细描述之后，能够更好地理解本专利技术的上述特征和优点。在附图中，各组件不一定是按比例绘制，并且具有类似的相关特性或特征的组件可能具有相同或相近的附图标记。图1示出了内前围隔音垫在汽车上的安装位置的示意图。图2A至2C示出了传统的内前围隔音垫的零件构成的示意图。图3A、3B、4A和4B分别示出了传统的内前围隔音垫的材料层构成的示意图。图5A和5B示出了本专利技术的内前围隔音垫的一实施例的材料层构成的示意图。图6示出了材料声学试验中的插入损失测试的原理图。图7示出了插入损失测试的试验结果的示意图。图8示出了材料声学试验中的隔声量测试的试验结果的示意图。图9示出了材料声学试验中的整车测试的试验结果的示意图。具体实施方式以下结合附图和具体实施例对本专利技术作详细描述。注意，以下结合附图和具体实施例描述的诸方面仅是示例性的，而不应被理解为对本专利技术的保护范围进行任何限制。图5A示出了本专利技术的针对汽车高频啸叫的内前围隔音垫的一实施例的结构，如图5A所示，本实施例的内前围隔音垫由三层材料层构成。第一材料层为硬质毛毡层21(也可称为热压成型高密度毛毡)，是一种多孔吸声材料，其材料组分为CO(即Cotton，棉)、PP(即Polypropylene，聚苯烯，可用于化工纤维的原料)、PET(即Polyethyleneterephthalate，聚对苯二甲酸乙二醇酯，可用于化工纤维的原料)共同构成，技术要求为面密度1500g/m2±50g/m2。第二材料层为隔声膜22(也可称为非通气薄膜)，其材料组分为PA(即Polyamide，聚酰胺)和PE(即Polyethylene，聚乙烯)共同构成，技术要求为面密度为130g/m2±15g/m2，具备闭孔特性，空气无法穿过该层薄膜。第三材料层为海绵层23，也是一种多孔吸声材料，其材料组分为PUR(即Polyurethane，聚氨酯)，技术要求为体密度为65Kg/m3±20g/m3，杨氏模量<50kN/m2，阻尼系数>0.2。其中第一材料层(硬质毛毡层)和第三材料层(海绵层)的厚度比为1:3至1:4的范围内。对于本实施例来说，隔声膜22的闭孔特性是非常重要的。其原理是声波经过不同阻抗的介质表面时会发生反射现象。声波反射率的大小与相邻介质的阻抗差异相关。公式如下：其中，Z2：声波透射介质的阻抗，单位Ns/m3。Z1：声波入射介质的阻抗，单位Ns/m3。r：声波反射率。本实施例能够大大提高的不同材料之间的声传递阻抗变化率，从而提高声波经过各层材料时的反射率，其声波经过材料表面反射现象如图5B所示，在硬质毛毡层21中的阻抗变化率大，在海绵层23中的阻抗变化率也大。由于考虑了阻抗变化的影响，因此本实施例的多层材料结构的次序是隔声膜22被夹在硬质毛毡层21和海绵层23之中。以下用本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种针对汽车高频啸叫的内前围隔音垫，其特征在于，包括：硬质毛毡层；海绵层；隔声膜层，夹在硬质毛毡层和海绵层之间。

【技术特征摘要】
1.一种针对汽车高频啸叫的内前围隔音垫，其特征在于，包括：硬质毛毡层；海绵层；隔声膜层，夹在硬质毛毡层和海绵层之间。2.根据权利要求1所述的针对汽车高频啸叫的内前围隔音垫，其特征在于，隔声膜层为非通气薄膜，硬质毛毡层为热压成型高密度毛毡。3.根据权利要求2所述的针对汽车高频啸叫的内前围隔音垫，其特征在于，硬质毛毡层的材料组分为棉、聚苯烯和聚对苯二甲酸乙二醇酯共同构成，技术要求为面密度1500g/m2±50g/m2。4.根据权利要求3所述的针对汽车高频啸叫的内...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨飞，曹诚，刘先锋，马扎根，
申请(专利权)人：上汽大众汽车有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31