刍议如何优化结构来改善汽车顶棚的吸音性能

刘晓莉　徐丹丽

摘 要：不同产品结构的差异性导致不同汽车顶棚的吸音性能各有差异。文章将重点研究如何通过结构上的优化，来改善汽车顶棚的吸音性能。

关键词：汽车顶棚；吸音性能；优化

即使是相同的材料，不同汽车顶棚的吸音性能截然不同，其主要原因来自不同产品的结构差异，因此通过结构上的优化也可提升汽车顶棚的吸音性能。

1 顶棚骨架的厚度及厚度地图

“为准确吸收某一频率的1/4波长和频率的对照表”，理论上推断只有顶棚骨架的厚度大于等于8mm，顶棚产品才会拥有较好的吸音性。

但是基于顶棚的一般结构，车顶骨架厚度并不均匀（干法PP+玻纤工艺除外），因此在结构设计时尽可能的增大骨架最大厚度占顶棚总面积的百分比是必要的。

图1是相同材料不同厚度比例下的吸音曲线，100%厚度为8～9mm的样本吸音性最好，100%厚度为3～4mm的样本吸音性最好，而厚度包含了8～9mm/5～6mm/3～4mm的样板由于厚度百分比的不同也有所差异，但是都比100%厚度为3～4mm的样板吸音性略好。

基于这一原理，我们可以利用顶棚厚度地图来分析及预测产品吸音性通过厚度地图可以很清楚的了解顶棚厚度的分配。

理论上顶棚除了周边，手柄区域，顶灯区域和一些装配点，其他区域都可以设计成最大厚度（这里认为顶棚与白车身的匹配是合理的且车内头部空间足够），所以75%的最大厚度百分比成为可能，从图1可以看出，从100%厚度8～9mm到75%厚度8～9mm吸音性并没有损失太多。

2 产品背部空间（Air Gap）

除了顶棚自身的厚度，顶棚背面到车身板金之间的间隙（空气层），也很重要。利用空气层气波撞击的原理同样能起到一定吸音的作用。

图3用背面使用无透气性的带胶无纺布来模拟顶棚背面无空气间隙，另一个则使用具有良好透气性的无纺织布，两个顶棚同时放置到地板上，顶棚背部与地板之间有少量空气间隙。使用带胶无纺布的顶棚由于失去了顶棚背面的空气层吸引性能有所下降。

当材料厚度与顶棚背部空间冲突时，应优先考虑产品厚度（增加产品厚度减小背部空间）。

作者简介：刘晓莉（1980，2-），女，硕士，讲师，上海开放大学，研究方向：机电一体化。

徐丹丽（1973，7-），女，博士，副教授，上海开放大学，研究方向：机电一体化。