第4章 汽車(chē)振動(dòng)噪聲控制技術(shù).ppt

1、第四第四章章 汽車(chē)振動(dòng)噪聲控制技術(shù)汽車(chē)振動(dòng)噪聲控制技術(shù) 目錄 4.1 汽車(chē)振動(dòng)噪聲控制技術(shù)的新進(jìn)展 4.1.1、汽車(chē)振動(dòng)噪聲概述 4.1.2、汽車(chē)振動(dòng)噪聲技術(shù)的分析方法 4.1.3、汽車(chē)振動(dòng)噪聲的測(cè)試技術(shù) 4.2 汽車(chē)振動(dòng)噪聲的主動(dòng)控制技術(shù) 4.2.1、汽車(chē)振動(dòng)主動(dòng)控制技術(shù) 4.2.2、汽車(chē)噪聲主動(dòng)控制技術(shù) 4.3 汽車(chē)車(chē)內(nèi)外噪聲控制 4.3.1、車(chē)內(nèi)噪聲控制 4.3.2、車(chē)外噪聲 汽車(chē)的振動(dòng)噪聲特性是表征 汽車(chē)品質(zhì)的重要指標(biāo)當(dāng)今世界 汽車(chē)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈，在每個(gè)市 場(chǎng)層次上都充斥著各生產(chǎn)商推 出的功能上大同小異的類(lèi)似車(chē) 型。消費(fèi)者挑選汽車(chē)時(shí)往往首 先感受的是駕駛或乘坐汽車(chē)時(shí) 的振動(dòng)和噪聲狀態(tài)，或

2、者講是 在有意無(wú)意地比較其振動(dòng)和噪 聲控制水平。同時(shí)，汽車(chē)產(chǎn)品 也必須滿足日益嚴(yán)格的噪聲法 規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)的要求。因此汽車(chē)的 振動(dòng)噪聲控制作為汽車(chē)設(shè)計(jì)、 制造方面的一個(gè)重要課題，受 到廣泛重視。 4.1 汽車(chē)汽車(chē)振動(dòng)噪聲控制技術(shù)的新進(jìn)展振動(dòng)噪聲控制技術(shù)的新進(jìn)展 4.1.1 汽車(chē)振動(dòng)噪聲概述 1、汽車(chē)振動(dòng)噪聲產(chǎn)生機(jī)理 汽車(chē)振動(dòng) 噪聲源 車(chē)身振動(dòng)與噪 聲 車(chē)身振動(dòng)、空氣與車(chē) 身的沖擊和摩擦 傳動(dòng)系統(tǒng)振動(dòng) 與噪聲 變速器、傳動(dòng)軸、減 速器、差速器等噪聲 發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)與 噪聲 空氣動(dòng)力噪聲、發(fā)動(dòng) 機(jī)表面輻射噪聲 輪胎振動(dòng)與 噪聲 空氣擾動(dòng)噪聲、道 路噪聲、輪胎結(jié)構(gòu) 振動(dòng)噪聲、旋轉(zhuǎn)時(shí) 引起的風(fēng)噪聲 風(fēng)激勵(lì)噪聲車(chē)

3、速影響 成因 2.國(guó)外汽車(chē)振動(dòng)噪聲技術(shù)發(fā)展概況 n國(guó)外投入大，各大公司有近1/5的開(kāi)發(fā)費(fèi)用耗費(fèi)在解決 車(chē)輛振動(dòng)噪聲問(wèn)題上； n在低噪聲汽車(chē)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程中嚴(yán)格控制： 1）設(shè)計(jì)階段充分考慮， 2)生產(chǎn)工藝中嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)， 3)聲源識(shí)別及測(cè)試分析方法先進(jìn)。 n主要研究的趨勢(shì)表現(xiàn)在三個(gè)方面： 1）聲品質(zhì)的改善， 2）有源噪聲控制（ active noise control，anc）技術(shù)， 3）智能材料用于噪聲控制。 3.國(guó)內(nèi)汽車(chē)振動(dòng)噪聲技術(shù)發(fā)展概況 與國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家的同類(lèi)車(chē)型相比，在噪聲性能方 面的差距較大，大部分汽車(chē)車(chē)內(nèi)噪聲偏高，乘座舒適 性較差，和國(guó)外同類(lèi)產(chǎn)品相比差距很大。導(dǎo)致這一結(jié) 果的原因有很多，

4、如法規(guī)的執(zhí)行力度不夠，時(shí)緊時(shí)松， 使得許多汽車(chē)廠不愿意在噪聲控制方面投入人力、物 力、精力等，同時(shí)這與我國(guó)對(duì)于汽車(chē)噪聲的研究不夠， 噪聲控制水平低，技術(shù)滯后是分不開(kāi)的。到目前為止， 只有少數(shù)研究單位和高校作過(guò)一些零星的汽車(chē)噪聲控 制方面研究工作，對(duì)一些方法進(jìn)行過(guò)一些探討，許多 方法的應(yīng)用還缺乏足夠的經(jīng)驗(yàn)積累，難以有效地指導(dǎo) 產(chǎn)品開(kāi)發(fā)。 4.1.2 汽車(chē)振動(dòng)噪聲技術(shù)的分析方法 有限元法 邊界元法 統(tǒng)計(jì)能量分析法 模態(tài)分析法 傳遞路徑分析法 1.有限元法 u 在汽車(chē)噪聲問(wèn)題中，結(jié)構(gòu)有限元可以分析結(jié)構(gòu) 振動(dòng)問(wèn)題，聲學(xué)有限元法主要用于分析汽車(chē)結(jié) 構(gòu)引起的車(chē)內(nèi)噪聲問(wèn)題。 u 有限元法非常適合低頻結(jié)構(gòu)振動(dòng)

5、模擬和分析， 也可模擬和分析振動(dòng)和聲的耦合問(wèn)題，但對(duì)聲 空間的模擬和分析基本沿用對(duì)結(jié)構(gòu)振動(dòng)的處理 方法，常常限于封閉空間。 u 商用軟件：hyperworks、nastran、 ls.dana等 2.邊界元法 u邊界元法需要結(jié)構(gòu)表面的復(fù)聲壓或復(fù)振動(dòng)速度兩 個(gè)物理量作為輸入，然后根據(jù)邊界條件計(jì)算出結(jié) 構(gòu)表面另一物理量。 u邊界元法對(duì)處理結(jié)構(gòu)聲輻射、聲散射和結(jié)構(gòu)聲腔 問(wèn)題有獨(dú)特的優(yōu)越性，因而在實(shí)際中得到應(yīng)用， 如分析輪胎結(jié)構(gòu)振動(dòng)后的聲輻射問(wèn)題和車(chē)身壁板 振動(dòng)和聲輻射造成的車(chē)內(nèi)噪聲問(wèn)題。 u商業(yè)軟件：sysnois、comet/acoustics等 3.統(tǒng)計(jì)能量分析法 u統(tǒng)計(jì)能量分析的基本方程是功率

6、流平衡，即對(duì)于 每一個(gè)子系統(tǒng)輸出功率等于輸入功率加上這個(gè)系 統(tǒng)的功率損耗。 u統(tǒng)計(jì)能量分析法在預(yù)測(cè)和分析車(chē)內(nèi)空氣噪聲的應(yīng) 用較普遍，其更重要作用在于列出主要噪聲貢獻(xiàn)， 以及預(yù)測(cè)不同設(shè)計(jì)對(duì)車(chē)內(nèi)噪聲的相對(duì)影響，是分 析汽車(chē)車(chē)內(nèi)高頻噪聲的有效方法。 u商業(yè)軟件：autosea、seams等。 4.模態(tài)分析法 n模態(tài)分析法主要有理論模態(tài)分析、實(shí)驗(yàn)?zāi)B(tài)分析與參數(shù)識(shí)別 以及模態(tài)綜合。 n理論模態(tài)分析將給出系統(tǒng)物理參數(shù)、模態(tài)參數(shù)和頻響函數(shù)的 關(guān)系。 n模態(tài)測(cè)試是同時(shí)測(cè)量結(jié)構(gòu)的輸入與輸出信號(hào)而得到結(jié)構(gòu)的頻 響函數(shù)，將其作為橋梁可進(jìn)一步識(shí)別模態(tài)參數(shù)和系統(tǒng)參數(shù)。 n模態(tài)綜合方法則可減少大型結(jié)構(gòu)或整車(chē)結(jié)構(gòu)分析時(shí)工作

7、量巨 大的難度。模態(tài)綜合方法將一個(gè)復(fù)雜結(jié)構(gòu)分為若干個(gè)子結(jié)構(gòu)， 先對(duì)每個(gè)子結(jié)構(gòu)進(jìn)行模態(tài)分析，然后根據(jù)子結(jié)構(gòu)之間的連接 條件，將已經(jīng)獲得的子結(jié)構(gòu)的模態(tài)特性進(jìn)行綜合分析，從而 得到整體結(jié)構(gòu)的模態(tài)特性。 5.傳遞路徑分析法 n復(fù)雜系統(tǒng)受多種振動(dòng)噪聲源的激勵(lì)，每種激勵(lì)都 可通過(guò)不同的路徑，經(jīng)過(guò)衰減，傳遞到多個(gè)相應(yīng) 點(diǎn)。為有效降低振動(dòng)噪聲，就需要對(duì)各種傳遞路 徑進(jìn)行預(yù)測(cè)和分析，通常采用矢量疊加法，所以 傳遞路徑分析方法（tpa-transfer path analysis) 也被稱(chēng)為矢量疊加法。 n傳遞路徑分析可以基于實(shí)驗(yàn)測(cè)量，也可以完全基 于有限元分析，但更多點(diǎn)是基于實(shí)驗(yàn)有限元混 合方法。 n商用軟件：

8、lms公司開(kāi)發(fā)的tpa軟件。 4.1.3 汽車(chē)振動(dòng)噪聲的測(cè)試技術(shù) 1.振動(dòng)測(cè)試技術(shù) 2.噪聲測(cè)試技術(shù) ngb 1495-79機(jī)動(dòng)車(chē)輛允許噪聲 ngb/t 1496-79機(jī)動(dòng)車(chē)輛噪聲測(cè)量方法 n汽車(chē)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)qc/t 57-93汽車(chē)勻速行駛車(chē)內(nèi)噪聲測(cè) 量方法 nqc/t 58-93汽車(chē)加速行駛車(chē)外噪聲測(cè)量方法 ngb/t 14365-93機(jī)動(dòng)車(chē)輛定置噪聲測(cè)量方法gb 16170-1996汽車(chē)定置噪聲限值。 ngb 1495-2002汽車(chē)加速行駛車(chē)外噪聲限值及測(cè)量方 法。 我國(guó)頒布的汽車(chē)噪聲法規(guī)和試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn) 汽車(chē)噪聲測(cè)試常用的儀器 4.2 汽車(chē)振動(dòng)噪聲的主動(dòng)控制技術(shù) n 現(xiàn)在主動(dòng)噪聲與振動(dòng)控制在汽

9、車(chē)上的應(yīng)用越來(lái)越多，而且 這種趨勢(shì)還在繼續(xù)。隨著電子控制系統(tǒng)成本的大幅度下降，主 動(dòng)控制不僅在豪華車(chē)上應(yīng)用，而且開(kāi)始在普通汽車(chē)上應(yīng)用。主 動(dòng)控制的好處在于：它能在一定寬的頻率范圍內(nèi)控制振動(dòng)與噪 聲。被動(dòng)控制一旦設(shè)計(jì)好了，其作用效果的頻率范圍也就確定 了，但有多個(gè)頻率需要控制時(shí)，就需要多個(gè)被動(dòng)控制系統(tǒng)?？?是，一套主動(dòng)控制系統(tǒng)可以隨著頻率變化而調(diào)節(jié)。這樣主動(dòng)控 制可以減輕設(shè)備重量和體積，還可以進(jìn)行聲品質(zhì)的調(diào)節(jié)和設(shè)計(jì)。 振動(dòng)主動(dòng)控制多數(shù)采用閉環(huán)控制，它的基本思想是通過(guò)適當(dāng)?shù)南到y(tǒng)狀 態(tài)或輸出反饋，產(chǎn)生一定的控制作用來(lái)主動(dòng)改變被控制結(jié)構(gòu)的閉環(huán)零、 極點(diǎn)配置或參數(shù)，從而使系統(tǒng)滿足預(yù)定的動(dòng)態(tài)特性要求。 4

10、.2.1 汽車(chē)振動(dòng)的主動(dòng)控制技術(shù) 1、振動(dòng)主動(dòng)控制技術(shù)的概述 2、汽車(chē)振動(dòng)主動(dòng)與半主動(dòng)控制技術(shù) n主動(dòng)控制的好處是可以有效地控制振動(dòng)與 噪聲，但是其缺點(diǎn)是成本高、需要額外的 能源供應(yīng)系統(tǒng)、增加重量、系統(tǒng)的可靠性 降低和維修困難等。 n半主動(dòng)控制的成本低，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，沒(méi)有額 外的能源供應(yīng)系統(tǒng)，但是其應(yīng)用受到限制， 低頻控制效果好，對(duì)高頻噪聲振動(dòng)很難控 制。 3. 主動(dòng)振動(dòng)隔振 主動(dòng)隔振器由下面幾部分組成： 被動(dòng)隔振器，一般采用液壓隔振器 作為基礎(chǔ)，也有少量橡膠隔振器； 激振器，可以是電磁式的，也有的 是伺服液壓式的；傳感器一般用加 速度傳感器。被動(dòng)隔振器主要是支 撐動(dòng)力裝置系統(tǒng)并具備一定的隔振 和

11、防沖性能。安裝在車(chē)架上的傳感 器將振動(dòng)信號(hào)傳遞到控制器上，控 制器經(jīng)過(guò)運(yùn)算，對(duì)激振器發(fā)出指令。 外界能源系統(tǒng)給激振器提供的能量， 產(chǎn)生一個(gè)與框架振動(dòng)幅值相等但相 位相差180的力作用在框架上， 這個(gè)力與振動(dòng)力相互抵消，從而達(dá) 到減小振動(dòng)的目的。 懸架系統(tǒng)也有采用主動(dòng)減振控制器，如圖4.14所示。減振器液壓油缸的上 腔室通過(guò)一根管道與另一個(gè)輔助液壓裝置連起來(lái)。傳感器將信號(hào)輸入到控制器， 控制器控制能量供應(yīng)系統(tǒng)來(lái)推動(dòng)輔助液壓裝置，使液體流入或者流出液壓油缸 的上腔室，從而達(dá)到減小振動(dòng)的目的。圖4-15所示為裝有控制系統(tǒng)和沒(méi)有裝控 制系統(tǒng)車(chē)體上的振動(dòng)曲線。裝有控制系統(tǒng)時(shí)，車(chē)體的振動(dòng)大大降低。 4、半

12、主動(dòng)控制 n半主動(dòng)振動(dòng)控制有兩種形式。第 一種是改變結(jié)構(gòu)的特征，這主要 是通過(guò)液壓油缸來(lái)實(shí)現(xiàn)第二種是 改變物質(zhì)的性能，比如在隔振器 中，通過(guò)對(duì)材料加電或者加磁來(lái) 改變結(jié)構(gòu)的阻尼和剛度特征。 圖4.16所示為閉環(huán)的半主動(dòng)控制懸架系統(tǒng)。它與圖4.14的主動(dòng)懸架系 統(tǒng)的根本不同是沒(méi)有額外的能量供應(yīng)系統(tǒng)。圖4.16中的半主動(dòng)激勵(lì)器 中的壓油缸有兩個(gè)腔室，這兩個(gè)腔之間是用一根管道相連。管道中間 有一個(gè)控制閥，來(lái)調(diào)節(jié)兩個(gè)腔室的壓力?？刂葡到y(tǒng)將一部分振動(dòng)能量 儲(chǔ)存起來(lái)，到一定的時(shí)候，這部分能量被釋放出來(lái)并抵消將要來(lái)臨的 振動(dòng)。由于采用了反饋控制系統(tǒng)，因此這是一個(gè)閉環(huán)的控制系統(tǒng)。 電流變液隔振器 n 它與普通

13、液壓隔振器的區(qū)別是液體中懸浮著 很多細(xì)小的電解顆粒，在兩個(gè)液壓腔之間裝有電 極。當(dāng)電極通電的時(shí)候，液體的黏性迅速增加， 而且電流越大，黏性越大。圖4-18電流變液壓隔 振器中液體黏性與電流的關(guān)系。圖4-19(a、b)所 示為電流變液壓隔振器的剛度、阻尼曲線。低頻 時(shí)，增加電流，剛度和阻尼都增加，這有理利于 抗沖。頻率增高時(shí)上加電流或者電流值較低，這 樣剛度低，有利于隔振，但阻尼大，卻不利于隔 振?？傮w說(shuō)來(lái)，通過(guò)調(diào)節(jié)電流的大小改變隔振系 統(tǒng)的剛度與阻尼，其隔振防沖效果比純液壓隔振 器好。圖4-19(c)所示為使用電流變液隔振器系統(tǒng) 的傳遞率曲線?？梢愿鶕?jù)這條曲線來(lái)調(diào)節(jié)所需的 電壓，以達(dá)到最佳傳遞

14、率。 磁流變液壓隔振器 n 與電流變液體類(lèi)似，還有一種叫“磁流變” 的液體，加上磁場(chǎng)之后，這種液體的特性會(huì) 發(fā)生改變。圖4.20所示為磁流變液壓減振器， 兩個(gè)磁體安裝在減振器中間。 在沒(méi)有磁場(chǎng)的情況下，流體 中的顆粒是處在自由懸浮狀態(tài)， 如圖4.21(a)所示。加入磁場(chǎng)后， 流體中的顆粒就變成有規(guī)則地沿 著東西磁場(chǎng)線排列，如圖4.21(b) 所示。這樣顆粒形成了鏈狀結(jié)構(gòu)， 增加了上下運(yùn)動(dòng)的阻尼，從而改 變了結(jié)構(gòu)的動(dòng)力性能。這種從自 由狀態(tài)到排序狀態(tài)的變化在非常 短的時(shí)間內(nèi)完成。 鑲嵌有記憶合金的液壓隔振器 n將記憶合金應(yīng)用到隔振器上，如圖4.22 所示。記憶合金被鑲嵌在液壓隔振器的 橡膠里面：

15、記憶合金有個(gè)特點(diǎn)，它發(fā)生 塑性變形后，只要加溫，又可以恢復(fù)到 原來(lái)的形狀。在低溫的時(shí)候，合金處于 馬氏體狀況，楊氏模量低；在高溫的時(shí) 候，合金處于奧氏體狀況，楊氏模量高。 這樣只要簡(jiǎn)單地在記憶合金上通電或者 斷電，就可以改變隔振器的動(dòng)力特征。 在設(shè)計(jì)與選用隔振器時(shí)，要注意確定振動(dòng)激勵(lì)的性質(zhì)，規(guī)定振動(dòng) 隔離的性能指標(biāo)，選擇合適的振動(dòng)控制方法、分析計(jì)算振動(dòng)隔離系統(tǒng)， 并依據(jù)載荷的性質(zhì)、安裝空間等條件選擇合適的隔振器及安裝方式。 4.2.2 汽車(chē)噪聲主動(dòng)控制技術(shù) n傳統(tǒng)的噪聲控制技術(shù)主要以研究噪聲的聲學(xué)控制方法 為主，主要技術(shù)途徑包括吸聲、隔聲、使用消聲器、 振動(dòng)的隔離、阻尼減振等。這些噪聲控制方法

16、的機(jī)理 在于，通過(guò)噪聲聲波與聲學(xué)材料或聲學(xué)結(jié)構(gòu)的相互作 用消耗聲能，從而達(dá)到降低噪聲的目的，屬于無(wú)源或 被動(dòng)式的控制方法，可稱(chēng)為“無(wú)源”噪聲控制(passive noise control)。一般說(shuō)來(lái)，無(wú)源噪聲控制方法對(duì)控制 中高頻噪聲較為有效，而對(duì)低頻噪聲的控制效果不大。 為此，需要采用一項(xiàng)新技術(shù)主動(dòng)噪聲控制技術(shù)， 也稱(chēng)有源噪聲控制(active noise control)技術(shù) 1、噪聲主動(dòng)控制技術(shù)發(fā)展概況 n有源噪聲控制是在指定區(qū)域內(nèi)人為地、有目的地產(chǎn)生 一個(gè)次級(jí)聲信號(hào)去控制初級(jí)聲信號(hào),以達(dá)到降噪目的的 技術(shù)，依據(jù)的原理是兩列聲波干涉相消原理。若次級(jí) 聲源產(chǎn)生與初級(jí)聲源的聲波幅值相等、相

17、位相反的聲 波，則與該區(qū)域內(nèi)的原始聲場(chǎng)相互抵消就達(dá)到了降噪 的目的。 n與傳統(tǒng)的降噪技術(shù)相比，它突出的優(yōu)勢(shì)在于對(duì)低頻噪 聲控制效果好及對(duì)原系統(tǒng)的附加質(zhì)量小，因此近年來(lái) 有源噪聲控制在降低低頻噪聲中得到了廣泛應(yīng)用。 2、進(jìn)氣系統(tǒng)的主動(dòng)噪聲控制 n圖4.23所示為體積可調(diào)節(jié)的赫姆霍 茲消聲器。在這個(gè)消聲器中，保 持管道長(zhǎng)度和直徑不變，而調(diào)節(jié) 它的體積。消聲器的底部是可以 滑動(dòng)的，通過(guò)一個(gè)控制機(jī)構(gòu)來(lái)控 制。這樣消聲器底部的聲學(xué)阻抗 隨著轉(zhuǎn)速而變化，也就是隨著頻 率而變。在低頻的時(shí)候，體積大， 頻率高時(shí)，體積相應(yīng)減小。這樣 只用一個(gè)可調(diào)節(jié)的赫姆霍茲消聲 器，就可以降低許多頻率的噪聲。 3、進(jìn)氣系統(tǒng)主動(dòng)

18、噪聲控制 n有源消聲器用于 重型卡車(chē)排氣噪 聲的主動(dòng)控制。 該有源消聲器與 一個(gè)簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)的 “無(wú)源消聲器” 串聯(lián)使用，簡(jiǎn)化 結(jié)構(gòu)無(wú)源消聲器 裝在發(fā)動(dòng)機(jī)排氣 管一側(cè)，用于消 除高頻噪聲；有 源消聲器裝在排 氣管尾部，用于 消除低頻噪聲。 4、車(chē)內(nèi)噪聲的主動(dòng)控制 六缸發(fā)動(dòng)機(jī)當(dāng)只有三個(gè)缸工作時(shí)， 發(fā)動(dòng)機(jī)本身的動(dòng)態(tài)平衡不好，而 且發(fā)火階次轉(zhuǎn)變?yōu)?.5階。也就 是說(shuō)它的振動(dòng)與聲學(xué)特性與六缸 全工作時(shí)完全不同，三缸工作時(shí) 產(chǎn)生的噪聲就是一種異常噪聲。 為了減少車(chē)內(nèi)的這種噪聲，現(xiàn)在 一些汽車(chē)上使用了車(chē)內(nèi)主動(dòng)噪聲 控制技術(shù)。 n圖4.27所示為車(chē)內(nèi)主動(dòng)噪聲控制系統(tǒng)。這 個(gè)系統(tǒng)包括：主動(dòng)控制裝置、音響系統(tǒng)和 傳

19、聲器。主動(dòng)控制裝置安裝在汽車(chē)前圍板 里面，包括電子控制元件和傳聲器等。產(chǎn) 生次級(jí)聲源的揚(yáng)聲器使用汽車(chē)本身的音響。 如果要降低后排座位的噪聲，則需要在乘 客附近安放一個(gè)獨(dú)立的傳聲器。發(fā)動(dòng)機(jī)的 轉(zhuǎn)速信號(hào)與傳聲器的信號(hào)一起輸入到控制 裝置內(nèi)?？刂蒲b置發(fā)出一個(gè)與車(chē)內(nèi)聲場(chǎng)幅 值相等但是相位相反的聲波來(lái)抵消車(chē)內(nèi)噪 聲。這個(gè)系統(tǒng)采用了自適應(yīng)前饋控制。 圖4.28所示為安裝控制系統(tǒng)與沒(méi)有安裝控制系統(tǒng)的車(chē)內(nèi)前排座位噪聲 (1.5階)比較。加上控制后，噪聲大大降低。加控制之前，在1800r/min 時(shí)，有一個(gè)非常明顯的鼓鳴聲，而且這條噪聲曲線的線性度不好。可是 加了控制之后，這個(gè)鼓鳴噪聲降低約10db，而且線性度

20、明顯改善。 5、聲品質(zhì)主動(dòng)控制 n聲音的線性度是聲品質(zhì)一個(gè)很重要的 評(píng)價(jià)指標(biāo)，也就是說(shuō)車(chē)內(nèi)的聲音聽(tīng)起 來(lái)是隨著轉(zhuǎn)速的增加而漸進(jìn)增加的。 這種聲音聽(tīng)起來(lái)比較平穩(wěn)。圖4-29中， 噪聲在5000r/min時(shí)，聲音突然下降， 這種聲音聽(tīng)起來(lái)給人兩種感覺(jué)，一種 是發(fā)動(dòng)機(jī)馬力上足，另一種是好像某 一個(gè)氣缸突然上工作了。對(duì)這種情況， 我們的目的上是減小噪聲，反而是要 加入聲音來(lái)彌補(bǔ)這個(gè)聲音的“空洞”。 n加入噪聲可以用被動(dòng)的辦法，也可 以用主動(dòng)辦法。用主動(dòng)辦法能準(zhǔn)確 地通過(guò)揚(yáng)聲器發(fā)出所需要頻率的聲 音。當(dāng)有幾個(gè)上同頻率的聲音“空洞” 時(shí)，主動(dòng)控制就可以上斷地調(diào)節(jié)來(lái) 滿足上同頻率的要求，而被動(dòng)控制 很難做到

21、這一點(diǎn)的。圖4-30所示為 加入所需頻率的聲音后，這個(gè)聲音 空洞得到填補(bǔ)，從而車(chē)內(nèi)噪聲的線 性度提高，聲品質(zhì)就提高。 4.3 汽車(chē)車(chē)內(nèi)外噪聲控制 n根據(jù)噪聲對(duì)環(huán)境的影響，可將汽車(chē)噪聲分為車(chē)內(nèi)噪聲 和車(chē)外噪聲。車(chē)內(nèi)噪聲是指乘坐室外汽車(chē)各部分噪聲 通過(guò)各種聲學(xué)途徑傳入乘坐室內(nèi)的那一部分噪聲，以 及汽車(chē)各部分振動(dòng)通過(guò)汽車(chē)各種振動(dòng)傳遞途徑激發(fā)車(chē) 身板件振動(dòng)向乘坐室內(nèi)輻射的噪聲。這些噪聲在乘坐 室內(nèi)聲學(xué)特性的制約下，形成復(fù)雜的混響聲場(chǎng)，從而 形成車(chē)內(nèi)噪聲。車(chē)外噪聲是指汽車(chē)各部分噪聲輻射到 車(chē)外空間的那一部分，主要有：發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲、排氣噪 聲、輪胎噪聲、制動(dòng)噪聲和傳動(dòng)系噪聲以及鳴笛聲等。 車(chē)內(nèi)噪聲主要影響車(chē)

22、內(nèi)的聲學(xué)環(huán)境；車(chē)外噪聲主要影 響車(chē)外道路旁的聲學(xué)環(huán)境。 4.3.1 車(chē)內(nèi)噪聲的控制 n從車(chē)內(nèi)噪聲和車(chē)外噪聲的來(lái)源來(lái)看，它們具有相同的聲源：發(fā)動(dòng)機(jī) 噪聲、進(jìn)排氣噪聲、冷卻風(fēng)扇噪聲及底盤(pán)噪聲等。這些噪聲源所輻 射的噪聲，在車(chē)身周?chē)臻g形成一個(gè)不均勻聲場(chǎng)。車(chē)外噪聲要向車(chē) 內(nèi)傳播，有兩個(gè)途徑：一是通過(guò)車(chē)身壁板上的孔、縫直接傳人車(chē)內(nèi)； 二是車(chē)外噪聲聲波作用于車(chē)身壁板，激發(fā)壁板振動(dòng)，形成振動(dòng)噪聲。 車(chē)內(nèi)噪聲的發(fā)生機(jī)理如圖4.31所示。 1.車(chē)內(nèi)噪聲產(chǎn)生機(jī)理、特性及傳播途徑 2.封閉車(chē)廂空腔共鳴現(xiàn)象 n汽車(chē)車(chē)身形成一定形狀的封 閉空腔，所以會(huì)發(fā)生與封閉 管道類(lèi)似的共振現(xiàn)象，稱(chēng)為 空腔共鳴。它具有增強(qiáng)車(chē)內(nèi) 噪

23、聲的效果。車(chē)內(nèi)空腔共鳴 的特征由空腔的聲學(xué)模態(tài)決 定。當(dāng)外界振動(dòng)激振頻率或 聲激勵(lì)頻率等于車(chē)廂聲空腔 固有頻率時(shí)，車(chē)廂將產(chǎn)生空 腔共鳴，使得車(chē)內(nèi)噪聲增強(qiáng)。 3.車(chē)室內(nèi)的風(fēng)振現(xiàn)象 n當(dāng)高速行駛時(shí)打開(kāi)一車(chē)窗，車(chē)室相當(dāng)于一個(gè)亥姆霍茲共振腔。該共振腔 共振頻率(hz)可用下式計(jì)算： 式中， 為窗框厚度(m)； 為窗開(kāi)啟面積(m2)； 為車(chē)室容積(m3)； 為空 氣中的聲速(m/s)。 n當(dāng)汽車(chē)行駛所產(chǎn)生的渦流與窗框相沖擊所產(chǎn)生的壓力波動(dòng)頻率與 相等 時(shí)，車(chē)室內(nèi)就會(huì)產(chǎn)生空氣共振，稱(chēng)為風(fēng)振。風(fēng)振的產(chǎn)生與汽車(chē)的外形尺 寸、車(chē)窗大小、車(chē)窗開(kāi)啟面積、車(chē)速有關(guān)。風(fēng)振幅度取決于車(chē)身特性和 渦流與窗框沖擊的強(qiáng)度。當(dāng)車(chē)

24、速增加時(shí)，這種沖擊強(qiáng)度及頻率上升。由 公式知，增加開(kāi)窗數(shù)量(開(kāi)啟面積)，則共振頻率上升。在個(gè)車(chē)窗開(kāi)啟 條件下，小客車(chē)風(fēng)振車(chē)速約為80100km/h，風(fēng)振頻率在1520hz， 這是令駕乘人員感到不舒適的聲音。 4.車(chē)內(nèi)轟鳴聲產(chǎn)生機(jī)理 n汽車(chē)以某些特定的速度行駛時(shí)，或其發(fā)動(dòng)機(jī)以某些特定的轉(zhuǎn)速工作 時(shí)，在乘坐室產(chǎn)生的很大峰值的噪聲車(chē)內(nèi)轟鳴聲(booming noise)。 車(chē)內(nèi)轟鳴聲是車(chē)內(nèi)噪聲的主要表現(xiàn)之一。它使乘坐人員感到壓抑、 煩躁、易于疲勞，嚴(yán)重影響汽車(chē)乘坐舒適性。因此這是汽車(chē)乘坐室 聲學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)，首先需要控制的聲音。 n車(chē)輛低速轟鳴聲，是由于在低速區(qū)域由發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩的變化而成為扭 轉(zhuǎn)振動(dòng)的激勵(lì)源，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)、后懸架的扭曲振動(dòng)通過(guò)車(chē) 架傳遞，引起車(chē)身整體彎曲振動(dòng)，最后在車(chē)內(nèi)形成低速轟鳴聲。車(chē) 輛中速轟鳴聲，是由于在中速區(qū)域作為激振力的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩的變化， 回轉(zhuǎn)體的