在整车风噪开发前期阶段，计算机辅助工程（Computer Aided Engineering, CAE）分析以及油泥模型风洞试验主要识别汽车模型的整体风噪水平，这些手段还无法完全、准确识别出高频风噪口哨声。
因此，研究口哨声的产生机理和规避措施，避免在物理样车阶段出现此类问题，成为当前风噪控制的主要研究课题之一。

本文以某运动型多用途汽车（Sport Utility Vehicle, SUV）车型引擎盖尖端口哨声问题解决为例，分析引擎盖尖端口哨声的发声机理，同时研究不同的解决方案，总结经验教训及制定规避口哨声问题的设计标准，指导后续车型的风噪开发。

1 问题现象及机理分析1.1 问题现象

某SUV在验证样车（Verification Prototype, VP）阶段进行风噪驾评时，发现部分试验车辆在速度为60～100 km/h时，车内可以听到明显的口哨声，不能接受，经测试分析口哨声频率为1 800～ 2 200 Hz的窄带频率，如图1所示。

主观判断口哨声来自车辆前端区域，通过“开窗法”，使用胶带密封的方式对前端各缝隙进行逐个排查，最终锁定口哨声产生于引擎盖与前保缝隙处，密封该缝隙后口哨声消除，问题得以解决，如图2所示。

图1 主驾外耳噪声频谱

图2 引擎盖与前保缝隙密封

1.2 口哨声机理分析

当引擎盖与前保面差较小时，高速气流沿着前保向上流动，直接冲击引擎盖尖端（棱边），气流在棱边两侧形成持续的周期性分离涡，进而产生口哨声[6]。

根据该机理可以确定高速定向气流、棱边（引擎盖尖端）是产生口哨声的两个关键因素，如图3、图4所示。

图3 引擎盖尖端口哨声机理

此款SUV 车型引擎盖与前保面差设计值为1.62 mm，公差为±2 mm，即（1.62±2）mm，属于面差设计较小的情况，与上述口哨声的产生机理正好吻合（见图5）。

为进一步验证该理论，实车调试引擎盖与前保面差，发现面差在1 mm以内时容易出现口哨声，面差2 mm以上无口哨声问题，如表1所示。

图4 CAE模拟棱边噪声

图5 某SUV Y0断面图

表1 面差与口哨声的对应关系

注：引擎盖相对前保靠前，面差为正；否则，面差为负。

2 优化方案及实施情况

根据引擎盖尖端口哨声产生机理，从高速定向气流和引擎盖尖端两个影响因素出发进行方案研究：前保造型优化；引擎盖尖端增加密封条；增大引擎盖与前保面差等。

2.1 前保造型优化方案

通过前保格栅外饰条上增加凸起特征（使用直径1.8 mm的铁丝模拟），使高速气流远离引擎盖尖端（见图6），经实车验证，问题可解决。

图6 前保造型扰流方案

2.2 引擎盖尖端位置增加密封条方案

通过在靠近引擎盖尖端位置增加密封条，保护引擎盖尖端免受气流的冲击（见图7），经实车验证，问题可解决。

图7 密封条方案

2.3 增大引擎盖与前保面差方案

调整前保定位孔位置（见图8），将引擎盖与前保面差设计值调整至4.5 mm，结合公差±2 mm，实际面差范围为（4.5±2）mm，使高速气流远离引擎盖尖端（见图9和图10），经实车验证，问题可解决。

图8 前保位置调整方式

图9 Base状态

图10 调整前保位置

2.4 优化方案实施情况

前保造型优化方案：在前保格栅外饰条上增加凸起特征，修模费用少，成本不变，同时修模周期短；但涉及汽车初步造型面（Concept A Surface, CAS）变更，影响造型意图，为保证造型风格不变，方案未实施。

引擎盖尖端位置增加密封条方案：根据密封条装配位置的不同，该方案分为两种情况。
第一，密封条安装在引擎盖上，引擎盖内板需修模，存在修模周期长的问题，影响项目进度，方案未实施；第二，密封条安装在前保机舱盖板上，机舱盖板修模费用低，修模周期短。
但由于受周边零件累计公差的影响，引擎盖与密封条相对位置不稳定（浮动较大），导致在某些情况下，密封条无法保护引擎盖尖端免受气流的影响，或者出现密封条露出不均匀的精致工艺问题，方案未实施。

增大引擎盖与前保面差方案：调整前保定位孔位置，将引擎盖与前保面差设计值由1.6 mm调整至4.5 mm，实际面差控制在2.5 mm以上，无修模费用及新增成本，修模周期为5天。
经批量验证，方案稳健，最终得以实施。

3 结论

本文为了解决汽车引擎盖尖端口哨声问题，分析了口哨声产生的机理，研究了可以规避引擎盖尖端口哨声问题的三种方案。
在新车型设计开发阶段，应对风噪电子样机进行检查，提前识别引擎盖尖端口哨声风险。
具体按以下标准执行：引擎盖与前保面差设计值至少要4.5 mm，如果造型需要小面差设计，满足不了这一要求，则需要在早期就考虑扰流方案、引擎盖尖端位置增加密封条等方案，以期在物理样车阶段避免出现引擎盖尖端口哨声问题。
此研究对规避汽车引擎盖尖端口哨声问题具有指导意义，并为后续类似棱边风噪问题快速解决，提供了思路及方案。