CN118158602A - 一种车载中置高音单元散射体 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种车载中置高音单元散射体，包括散射器与连接法兰，散射器包括散射片、散射环一、散射环二、散射环三和连接杆一，散射片与散射环一、散射环二、散射环三同心分布并通过连接杆一相连；散射环三与连接法兰相连，散射器与连接法兰在中置高音单元轴线方向上的透声率为0.3~0.5。散射器与高音单元在轴线方向上的距离为5~20mm。本发明散射体用于新能源汽车车载中置高音单元，解决了现有车载中置高音单元很难覆盖主副驾驶区域的问题，散射体的高频作用频带较宽，散射体在高音频段内的指向性较均匀，大大提高了驾驶室舱内声场的均匀性，有效地改善了主（副）驾驶员的听音感受；结构新颖，星环状结构，紧凑质量轻。
Description
技术领域
本发明涉及散射体，具体为一种车载中置高音单元散射体。
背景技术
新能源汽车与传统燃油汽车相比，由于驱动方式与传动方式的差异，传统燃油汽车舱内噪声问题在新能源汽车上得到了较好的改善。较传统燃油汽车，新能源汽车更加关注舱内声场分布的均匀性以及驾乘人员的舒适性。通常，新能源汽车车载扬声器数量较多，扬声器间的耦合作用频繁，及其调控逻辑复杂。因此，发展新型声场调控材料或结构大势所趋。
目前，由于新能源汽车自身结构的特性，取消了原有车身A柱高音单元的布置方式，采用中置高音单元方案。由于高音单元的指向性较强，辐射角较小，中置高音单元很难覆盖主副驾驶区域，因此，中置高音单元方案影响舱内声场分布的均匀性，消弱了主（副）驾驶员的听音感受，降低了整车的声音质。
发明内容
发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明目的是提供一种质量轻、高频指向均匀性良好、高频作用频带较宽的车载中置高音单元散射体。
技术方案：本发明所述的一种车载中置高音单元散射体，包括散射器与连接法兰，散射器包括散射片、散射环一、散射环二、散射环三和连接杆一，散射片与散射环一、散射环二、散射环三同心分布并通过连接杆一相连；散射环三与连接法兰相连，散射器与连接法兰在中置高音单元轴线方向上的透声率为0.3~0.5。透声率优选为0.42。
透声率，是指材料或结构对声波的透射能力；通常情况下，透声率的数值越大表示材料或结构对声音的传输能力越强。
进一步地，散射器与高音单元在轴线方向上的距离为5~20mm。
进一步地，散射环一、散射环二、散射环三之间的间距为1~2mm。
进一步地，散射器的半径为8~14mm，厚度为5~15mm，孔隙率为25%~40%。优选地，半径为12mm，厚度为10mm，孔隙率为30.5%。孔隙率，是指材料或结构中孔隙体积与材料或结构在自然状态下总体积的百分比。
进一步地，散射片的半径为2~5mm，厚度为1~3mm。散射片为圆柱体薄片，半径优选为4mm，厚度优选为2mm。
进一步地，散射环一、散射环二、散射环三均为环形薄片，其衍射频率的下限值为6~8.5 kHz。
进一步地，散射环一的半径为4~10mm，厚度为1~2mm。厚度优选为1mm。
进一步地，散射环二的半径为6~12mm，厚度为1~2mm。厚度优选为1mm。
进一步地，散射环三的半径为8~14mm，厚度为1~2mm。厚度优选为2mm。
进一步地，散射器的一端（散射片11）朝向驾驶室舱内，另一端朝向中置高音单元并于高音单元轴线平行。散射器为星环状结构。
进一步地，连接杆一为长方体或圆柱形杆件，其截面为正四边形或圆形，结构尺寸为0.5~1.5mm，优选为1mm。同时，每层连接杆一的数量由总层数确定，其具体数值为3。
进一步地，连接法兰包括连接圆环、连接杆二和安装卡口，连接圆环通过连接杆二与散射环三相连，连接圆环内设置用于与中置高音单元壳体相连的安装卡口。
进一步，连接法兰的半径为18~24mm，优选为21mm；厚度为5~10mm，优选为5mm。
进一步，连接法兰与散射器在高音单元轴线方向上的距离为1~5mm，优选为3mm。
进一步，连接杆二为长方体或圆柱形杆件，其截面为正四边形或圆形，结构尺寸为0.5~1.5mm，优选为1mm。同时，连接杆二的数量为3。
工作原理：当高音单元发声时，一部分声波通过散射器与连接法兰间的空气间隙垂直透射至驾驶室的后排空间；通过调节散射器与连接法兰在高音单元轴线方向上的透声率可以改变声波的透射强度。另一部分声波垂直入射到散射器，在散射片的作用下发生散射现象，散射声波的频率及其强度由散射片的半径与厚度决定。经散射片散射后的高频声波，逐级通过三个散射环；当声波的波长远小于散射环的半径时，在散射环处发生衍射现象，衍射声波的频率及其强度由散射环的半径与厚度决定。同时，散射环间发生干涉现象，干涉声波的频率及其强度由散射环间的间隙决定。散射器的声波衍射与干涉现象进一步增强了其散射作用，大大提高了中置高音单元方案舱内声场分布的均匀性，改善了主（副）驾驶员的听音感受，提升了整车的声音质。
有益效果：本发明和现有技术相比，具有如下显著性特点：
1、散射体用于新能源汽车车载中置高音单元，解决了现有车载中置高音单元很难覆盖主副驾驶区域的问题，散射体的高频作用频带较宽，散射体在高音频段内的指向性较好，大大提高了驾驶室舱内声场的均匀性，有效地改善了主（副）驾驶员的听音感受；
2、结构新颖，星环状结构兼具设计美感，结构紧凑，质量轻；
3、本发明的高频指向性与结构参数相关，通过调整结构的设计参数可以改变其作用频段与强度，并优化散射片与散射环间的耦合增强作用，拓宽指向性作用频率范围，优化高音单元指向性的均匀性，可广泛用于车载中置高音单元。
附图说明
图1是本发明的使用示意图；
图2是本发明的结构示意图；
图3是本发明的正视图；
图4是本发明的侧视图；
图5是本发明中散射器1的结构示意图；
图6是本发明中连接法兰2的结构示意图；
图7是本发明与高音单元3壳体的连接示意图；
图8是本发明在10kHz处的极点（Polar）图；
图9是本发明的声压级曲线图。
具体实施方式
如图1所示，新能源汽车的中控台的中心处布置有车载中置高音单元散射体。
如图2~7所示，散射体1由散射器11、散射环一12、散射环二13、散射环三14在时间与空间上顺序排布，并通过连接杆二15固定连接而成，其外形尺寸为12mm（R）×10mm（H），整体孔隙率为30.5%。
散射器11为圆柱体薄片，其外形尺寸为4mm（R）×2mm（H），R表示散射器11的半径，H表示散射器11的厚度。散射频率的下限值为10kHz。散射环一12、散射环二13、散射环三14为环形薄片，其外形尺寸为6.5mm（R）×1mm（H）、8.5mm（R）×1mm（H）、12mm（R）×2mm（H），R为半径，H为厚度。衍射频率的下限值分别为8.5kHz、7kHz、6kHz。散射环的衍射频率，是指散射环结构产生衍射效应时的最低频率。连接杆一15为长方体杆件，其截面为正四边形，正四边形的边长a为1mm，每层的数量为3。
连接法兰2包括连接圆环21、连接杆二22和安装卡口23。连接法兰2为环形壳体结构，其外形尺寸为21mm（R）×5mm（H）。连接杆二22为长方体杆件，其截面为正四边形，外形尺寸为1mm（a），数量为3。连接法兰2通过安装卡口23连接固定在中置高音单元3壳体上。连接法兰2与散射体1在高音单元轴线方向上的距离为3mm。
如图8~9所示，对上述车载中置高音单元散射体进行实验测试，得到其频率响应的声压级曲线图和特定频率下的极点图。在结构总体厚度为18mm的情况下，高音单元散射体高频指向性的均匀性较好，在频率范围6kHz~10kHz内，0°与90°声压级差值绝对值的平均值下降了4.2dB，大大提高了设计频段内指向性的均匀性；同时，在频率点10kHz时，0°与90°声压级差值的绝对值下降了6.15dB。
Claims (10)
1.一种车载中置高音单元散射体，其特征在于：包括散射器（1）与连接法兰（2），散射器（1）包括散射片（11）、散射环一（12）、散射环二（13）、散射环三（14）和连接杆一（15），所述散射片（11）与散射环一（12）、散射环二（13）、散射环三（14）同心分布并通过连接杆一（15）相连；所述散射环三（14）与连接法兰（2）相连，所述散射器（1）与连接法兰（2）在中置高音单元（3）轴线方向上的透声率为0.3~0.5。
2.根据权利要求1所述的一种车载中置高音单元散射体，其特征在于：所述散射器（1）与高音单元在轴线方向上的距离为5~20mm。
3.根据权利要求1所述的一种车载中置高音单元散射体，其特征在于：所述散射环一（12）、散射环二（13）、散射环三（14）之间的间距为1~2mm。
4.根据权利要求1所述的一种车载中置高音单元散射体，其特征在于：所述散射器（1）的半径为8~14mm，厚度为5~15mm，孔隙率为25%~40%。
5.根据权利要求1所述的一种车载中置高音单元散射体，其特征在于：所述散射片（11）的半径为2~5mm，厚度为1~3mm。
6. 根据权利要求1所述的一种车载中置高音单元散射体，其特征在于：所述散射环一（12）、散射环二（13）、散射环三（14）均为环形薄片，其衍射频率的下限值为6~8.5 kHz。
7.根据权利要求1所述的一种车载中置高音单元散射体，其特征在于：所述散射环一（12）的半径为4~10mm，厚度为1~2mm。
8.根据权利要求1所述的一种车载中置高音单元散射体，其特征在于：所述散射环二（13）的半径为6~12mm，厚度为1~2mm。
9.根据权利要求1所述的一种车载中置高音单元散射体，其特征在于：所述散射环三（14）的半径为8~14mm，厚度为1~2mm。
10.根据权利要求1所述的一种车载中置高音单元散射体，其特征在于：所述连接法兰（2）包括连接圆环（21）、连接杆二（22）和安装卡口（23），所述连接圆环（21）通过连接杆二（22）与散射环三（14）相连，所述连接圆环（21）内设置用于与中置高音单元（3）壳体相连的安装卡口（23）。
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