关于新XC60怠速共振问题既严谨又不严谨的理论思考

显示全部楼层 · 2019-7-1 22:06:30

首先声明一下，我的车并不是XC60，而是进口的2017款V60CC，根据论坛上网友反映的情况，T5动力的怠速共振问题比较突出，我也就关注了一下我的车，发现事实上我的车也有这种现象，只不过在可接受范围内而已。但既然发现了，于是本人的好奇心上头，就研究了一下这个现象的物理成因，发现完全符合物理规律，思路是严谨的，然而引用或推测的一些具体数据并不一定完全准确，所以又不能说严谨。先看几个数字：一、T5发动机是4缸的，据说怠速转速是875转/分左右，四个缸工作一个完整流程曲轴要转2圈，曲轴每转1圈，会有2个缸进行排气，用秒来计算的话，每秒排气的次数就是875*2/60=29.17，即排气频率约为29.17赫兹；二、XC60的车体在窗户全部关闭的情况下，形成了一个空腔，我量了一下我的车，这个空腔从后备箱盖板开始到中控屏幕距离大概为2.7米，若是到前车窗的最前沿，距离是大概3.1米，那么取个中间值就是2.9米；三、29.17赫兹的声音对应的波长是340/29.17=11.656米，再除以4，得到11.656/4=2.91米。好了，发现没？这个排气噪音的波长除以4正好等于车体空腔的长度，换句话说，车体空腔长度正好是排气噪音波长的四分之一，这就是一个典型的四分之一波长空腔共振现象。说明振友所描述的情况完全符合物理定律，四分之三波长也会引起共振，不过哪个长度太大了，要八九米了，车子不可能那么长。对于车内人员来说，这是一个驻波现象，前车窗是封闭端，后备箱区域相当于空腔的开放端，当空腔长度为声波波长四分之一时，从后面传过来的声音经前车窗反射再往后传播，这个过程中由于相位吻合，正好与后面继续传过来的同频率声音干涉叠加形成一个固定的的更高强度的声波，称为波节，波节出现在封闭端即前车窗及中控附近，后排则没有叠加效应，称为波腹。这就完美地解释了为什么前排才能感觉到共振，而后排没事。理论完美地与实际相吻合了，那么我们可以做出一些推测：S90是三厢为什么也会有共振，因为S90内部空间大的缘故，虽然后备箱占了几十公分，但形成的空腔仍然与共振点吻合；奥迪Q5、CRV、高尔夫旅行版为什么也有共振，也是因为怠速噪音波长与内部空间有这个四分之一的关系；未加长的A级及以下小车由于长度小，不容易出现29赫兹的低频共振，其共振点更高，会在转速稍微提高后出现，比如车内空腔长度为2.7米的话，我们可以反推，其共振频率是340/（2.7*4）=31.5赫兹，如果同样是4缸发动机，则对应的转速是944转，可能会在冷车启动或者开空调后出现共振；比较长的大车，如果车内空腔长度为3.5米，则可以反推出其共振频率为340/（3.5*4）=24.28赫兹，这个频率很难出现共振了，出现了也极难听到；某些空间差不多的车为什么没有共振，可能是因为怠速转速比比较低的缘故，如果怠速转速是750，那么对应的排气频率是25赫兹，即使发生了共振，能听到的人也会更少一些；任何车都是一个共振体，区别在于声源，比如奔驰GLC，虽然其发动机噪音没有让人感到不适的共振，但大灯的散热装置却会引起车体共振；T5动力的车，由于双排气的缘故，排气噪音加上驻波效应就比单排气的车更明显；共振在所难免，但只要低于一定的值就不会引起不适，比如从70分贝降至60分贝，人的感觉会改善很多；为什么共振条件一样具备，而上一代沃尔沃没人反映共振问题呢？原因可能是多方面的，一来新款车可能排气噪音确实更大了，二来可能老款的车主年龄偏大，耳朵不敏感。我没有对比过，只是揣测；如果厂家把怠速转速调到750转或更低一点，反映共振的人就会少很多了，不过厂家应该不会随便调转速的；在通风口位置或附近做隔音应该有一定效果。或者干脆彻底堵住一边的通风口，相当于切断了排气噪音进入车内的一个通道，应该有效果；开车窗，相当于改变空腔结构，共振应该会减弱；开空调，等于调节怠速转速，偏离29赫兹一点，共振也会减弱；在排气管那里加管子或加金属块，可能会降低排气噪音强度，所以有一定效果；最有效的还是网友们提出的加装阀门，虽然共振仍然存在，但声强一下降低百分之几十，可能就低于阈值了；如果在后备箱与后排座椅的位置加装一个从上到下把后备箱与前面完全隔离的档板，相当于把原厂内空腔变成了两个相对比较小的空腔，那么车体共振频率会提高，从而避开29赫兹这个点，应该是有效的，只是车内后视镜就不好使了；前车窗的玻璃是斜的，一部分声音应该是在玻璃与仪表台之间反射后再回来与后面的声波叠加的，所以如果在仪表台上铺一层吸音材料可能会有降低噪音强度的效果。PS：今天去4S做保养，在S90旁边听了下，好像排气的声音是比我的车大一些。再补充一下：很多车都有这种现象，比如卡罗拉也有很多人反映低音共振导致脑袋发胀，并非新XC60、S90独有。本人是正经沃尔沃车主而且很喜欢自己的车，很享受开沃尔沃的感觉，写这个贴只是出于好奇心，因为之前有几个疑问没解开，一是为什么共振发生在前排，二是发动机转速与排气噪音的频率到底是什么关系，通过查阅资料得到了与实际情况完全相符的答案，这种感觉很爽。7月16日补充：通过对宝来、雷凌的测试对比，发现虽然它们的低频噪音值分贝数与沃尔沃的相当甚至还高不少，但并没有明显压耳感，说明压耳感可能是双排气造成的，因为每个排气管都是一个噪音源，它们的噪音进入车内的位置差异，与人耳之间的距离也有所差异，在前排区别形成驻波后，由于这两个驻波与原始噪音的相位均略有差异，这种相位差造成了压耳感，单排气即使有比较强的驻波，但压耳感却不一定强。期待其他兄弟验证这一点。当然，这个结论对各种解决措施并没有影响。

千问 · 2019-7-1 22:06:30

厂家啥时候有你这么用功早就一线了!

千问 · 2019-7-1 22:06:30

分析得好，貌似很有道理

千问 · 2019-7-1 22:06:30

牛我看懂了

千问 · 2019-7-1 22:06:30

专业!

千问 · 2019-7-1 22:06:30

可以给厂家工程师支个招了，厂家必须要给你发奖金，以资鼓励!

千问 · 2019-7-1 22:06:30

改款加长是不是就解决了!

千问 · 2019-7-1 22:06:30

此贴必火!

千问 · 2019-7-1 22:06:30

技术贴，必须顶

千问 · 2019-7-1 22:06:30

逻辑很清晰!应该就是这个感觉!