汽車噪聲污染論文

1、摘 要噪聲是現(xiàn)代城市的主要污染之一，也是評(píng)價(jià)汽車環(huán)保性能的重要指標(biāo)。至2011年2月底，我國(guó)機(jī)動(dòng)車保有量達(dá)到2.11億輛，去年全國(guó)新增機(jī)動(dòng)車2048萬輛、駕駛?cè)?317萬人，有20個(gè)城市的機(jī)動(dòng)車保有量超過100萬輛。，這些車輛主要集中在經(jīng)濟(jì)、文化較為發(fā)達(dá)，人口較為集中的城鎮(zhèn)。據(jù)中國(guó)城市公共交通年鑒資料，我國(guó)城市數(shù)已達(dá)668個(gè)，今后10年，我國(guó)城市化進(jìn)程將進(jìn)一步加快，2005年城鎮(zhèn)化水平將由2000年36%提高到38%，到2010年再提高到45%，我國(guó)城鎮(zhèn)人口將由2000年4.4億人增加到6.28億人，10年內(nèi)將有1.52億農(nóng)村人口轉(zhuǎn)移到城市,新增城市人口40%。因此車輛噪聲已對(duì)城市人民的身體健

2、康和生活構(gòu)成危害，控制車輛噪聲水平是勢(shì)在必行。所以隨著汽車工業(yè)的迅速發(fā)展，汽車每年增長(zhǎng)率越來越高，人們對(duì)于汽車的舒適性和振動(dòng)噪聲控制的要求也越來越關(guān)注。據(jù)有關(guān)資料表明，城市70的噪聲來源于交通噪聲，而交通噪聲主要來源于汽車噪聲。汽車噪聲干擾人們的正常生活和休息，嚴(yán)重時(shí)甚至影響人們的身體健康。如引起心血管疾病、內(nèi)分泌疾病等。汽車噪聲可使學(xué)習(xí)工作效率降低、產(chǎn)品質(zhì)量下降，在特定條件下甚至成為社會(huì)不穩(wěn)定的因素之一。所以汽車噪聲的控制，不僅關(guān)系到乘坐舒適性，而且還關(guān)系到環(huán)境保護(hù)。然而一切噪聲又源于振動(dòng)。振動(dòng)能夠引起某些部件的早期疲勞損壞，從而降低汽車的使用壽命；過高的噪聲既能損害駕駛員的聽力，還會(huì)使駕駛

3、員迅速疲勞。從而對(duì)汽車行駛安全性構(gòu)成了極大的威脅。所以汽車噪聲的控制，也關(guān)系到汽車的耐久性和安全性。因此振動(dòng)、噪聲和舒適性這三者是密切相關(guān)的，既要減小振動(dòng)，降低噪聲，又要提高乘坐舒適性，保證產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)性，使汽車噪聲控制在標(biāo)準(zhǔn)范圍之內(nèi)。關(guān)鍵詞：噪聲法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)，噪聲源，空氣動(dòng)力噪聲，減噪方法，噪聲源的識(shí)別1、引言：噪聲在20世紀(jì)50年代已被國(guó)際上主要發(fā)達(dá)國(guó)家列為主要環(huán)境污染源之一，20世紀(jì)60年代，各汽車主要生產(chǎn)國(guó)相繼制訂汽車噪聲法規(guī)和其測(cè)量方法。國(guó)外規(guī)定新車型如達(dá)不到本國(guó)規(guī)定的噪聲指標(biāo)就不許銷售。在噪聲法規(guī)的驅(qū)動(dòng)下，各階段汽車噪聲控制技術(shù)也取得不斷的進(jìn)步。并且隨著法規(guī)的日益嚴(yán)格，汽車降噪技術(shù)的研究

4、更加廣泛和深入。歐洲的法規(guī)規(guī)定，從1996年10月起，客車的外部噪聲必須從77 dBA降到74 dBA，減少了一半噪聲能量，到本世紀(jì)末進(jìn)一步降低到71 dBA。日本的法規(guī)規(guī)定。小型汽車在今后十年內(nèi)噪聲標(biāo)準(zhǔn)控制在76 dBA以下。國(guó)內(nèi)的一些大城市也計(jì)劃在2010年交通干線的噪聲平均值控制在70 dBA以內(nèi)。而據(jù)國(guó)內(nèi)目前有關(guān)資料表明。國(guó)內(nèi)的大客車的噪聲許可值則不得超過82 dBA，輕型載貨車為835 dBA。由此可見，我國(guó)在車輛噪聲控制方面還得狠下工夫。雖然相對(duì)于國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家，我國(guó)的汽車噪聲法規(guī)起步相對(duì)較晚，發(fā)展較緩慢。但是，隨著近幾年國(guó)內(nèi)汽車工業(yè)的快速發(fā)展，相應(yīng)的汽車噪聲法規(guī)變化較快，在某些方面

5、已接近國(guó)際水平。不過總體看來，無論是汽車汽車噪聲法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)，還是噪聲控制技術(shù)的研究都同國(guó)外有一定的差距。本文主要是分析了汽車運(yùn)行時(shí)的噪聲源以及其對(duì)應(yīng)的減噪方法，期望有助于我國(guó)汽車降噪技術(shù)的發(fā)展。2 國(guó)外內(nèi)噪聲法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)及研究現(xiàn)狀2.1噪聲的概念與識(shí)別2.1.1噪聲的概念噪聲的定義主要是從主觀需要的角度認(rèn)為一切不希望存在的聲就是噪聲。眾所周知，噪聲對(duì)人的心理和生理都有嚴(yán)重的危害，它和大氣污染、水污染并稱為現(xiàn)代社會(huì)的“三大公害”。各國(guó)都制定了噪聲允許標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)于噪聲的評(píng)價(jià)量很多，這里主要介紹二種。1) 響度級(jí)、等響曲線和響度人耳能接收聲波的頻率大約在20Hz到20kHz，低于20Hz的聲波稱為次聲波，

6、高于20kHz的聲波稱為超聲波。人們通常用“響”與“不響”來描述對(duì)聲音的感受，這種感覺同聲波的強(qiáng)度和頻率密切相關(guān)也就是說相同聲壓級(jí)單頻率不同的聲波，人耳聽起來會(huì)不一樣。為了定量描述聲音的這種特性，通常采用1000Hz純音為標(biāo)準(zhǔn)，定義其聲壓為響度來確定。對(duì)各頻率的聲音作同樣的試聽比較得到同樣響度級(jí)時(shí)頻率與聲壓級(jí)的關(guān)系曲線，稱為等響曲線。由于響度級(jí)仍然是一種對(duì)數(shù)表度單位，不能線性表述響度級(jí)與人的主觀聽覺的輕響程度，因此提出了一個(gè)“響度”參量來表述主觀聽覺與輕響程度的線性關(guān)系。2) 計(jì)權(quán)聲級(jí)對(duì)聲或噪聲的客觀度量通常采用聲壓級(jí)、聲強(qiáng)級(jí)或聲功率級(jí)。由于人的感覺受到頻率的影響，為了使聲音的量度和人的聽覺一

7、致，在測(cè)試過程中對(duì)信號(hào)進(jìn)行了模擬人耳的濾波，該濾波稱為計(jì)權(quán)，根據(jù)頻響特性的不同，計(jì)權(quán)分為A、B、C和D計(jì)權(quán)等。其中A計(jì)權(quán)的頻率響應(yīng)與人耳對(duì)寬頻帶的聲音靈敏相當(dāng)，目前被廣泛應(yīng)用為評(píng)價(jià)參量。2.1.2 噪聲源的識(shí)別根據(jù)噪聲源發(fā)聲機(jī)理通常將噪聲分成三類：機(jī)械噪聲、空氣動(dòng)力噪聲和電磁噪聲。機(jī)械噪聲往往由于機(jī)械部件的振動(dòng)、撞擊、摩擦、不平衡等造成?？諝鈩?dòng)力噪聲是由于氣體流動(dòng)中的相互作用或與固體間的作用而產(chǎn)生的。電磁噪聲則是由于電磁場(chǎng)的交變?cè)斐蓹C(jī)械部件或空間容積的振動(dòng)而產(chǎn)生的。噪聲源識(shí)別就是針對(duì)分析對(duì)象中存在的各種聲源，采用各種方法了解其產(chǎn)生噪聲的機(jī)理，為采取有效的降噪措施提供依據(jù)。聲源識(shí)別的方法很多，實(shí)

8、際應(yīng)用時(shí)應(yīng)根據(jù)條件合理采用一種適當(dāng)?shù)姆椒?，或幾種方法相互補(bǔ)充驗(yàn)證，以保證有效地識(shí)別聲源。下面簡(jiǎn)要介紹幾種常用的聲源識(shí)別方法。1) 主觀評(píng)價(jià)法對(duì)于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的系統(tǒng)，或熟知的設(shè)備，直接利用人的聽覺系統(tǒng)對(duì)噪聲進(jìn)行鑒別，以判斷聲源的位置和特性。這種方法簡(jiǎn)便易行，取決于人的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，無法對(duì)噪聲源作定量描述。2) 分別運(yùn)行法對(duì)于復(fù)雜機(jī)器存在多個(gè)發(fā)聲的組件或部件，若能依次脫開運(yùn)行，在聲學(xué)環(huán)境不變的條件下，首先測(cè)得整個(gè)機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的噪聲，然后脫開某個(gè)部件或組件，使之不產(chǎn)生噪聲，再運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)器、測(cè)量噪聲，識(shí)別出所脫開部件的噪聲。從而達(dá)到識(shí)別聲源的目的。實(shí)際上部件間的影響總是存在的，這就是影響該方法的識(shí)別精度。3) 覆蓋

9、法通常用鉛板做成一個(gè)與機(jī)器各部分表面相接近的密封隔聲罩，罩的內(nèi)壁襯有吸聲材料，以消除罩內(nèi)的混響。罩表面設(shè)計(jì)出可打開的小窗口，則相應(yīng)的機(jī)器表面暴露出來形成直接向罩外輻射噪聲，這是可測(cè)得機(jī)器暴露部分表面輻射的聲壓級(jí)。依次移動(dòng)窗口，則可確定機(jī)器噪聲的主要輻射面和該面上的主要輻射區(qū)域，從而達(dá)到聲源識(shí)別的目的。4) 表面振速測(cè)量法聲的輻射和法向振動(dòng)速度密切相關(guān)的?？梢詼y(cè)得振動(dòng)結(jié)構(gòu)表面的速度從而得到表面輻射的分布情況，識(shí)別出聲源。此方法一般適用在高頻段，因?yàn)榇藭r(shí)結(jié)構(gòu)的聲輻射效率約等于1。而在低頻段小于1時(shí)使用時(shí)，有較大誤差。5) 信號(hào)分析法根據(jù)測(cè)試的振動(dòng)信號(hào)、噪聲信號(hào)等采用頻譜分析、倒頻譜分析、相關(guān)分析和

10、相干分析等技術(shù)來確定噪聲信號(hào)的頻率特性、各信號(hào)間的相互關(guān)系，從而達(dá)到識(shí)別聲源的目的。6) 聲強(qiáng)測(cè)量法聲強(qiáng)測(cè)量法是目前噪聲源識(shí)別中較為先進(jìn)的技術(shù)，由于聲強(qiáng)是矢量因此測(cè)試時(shí)不受聲源類型和現(xiàn)場(chǎng)的限制?？梢灾苯幼R(shí)別出聲源。7) 聲全息法聲全息技術(shù)隨著信號(hào)分析技術(shù)的發(fā)展，愈來愈得到發(fā)展和應(yīng)用。它通過對(duì)聲源在聲場(chǎng)中一個(gè)面或一個(gè)包絡(luò)面的聲壓或聲強(qiáng)測(cè)量，利用聲學(xué)理論逆向推導(dǎo)，識(shí)別出聲源。2.2噪聲的概念與識(shí)別2.2.1國(guó)外內(nèi)汽車噪音法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)歐盟最早頒布的汽車噪聲法規(guī)是在70年代初，即70/157/EEC歐共體型式認(rèn)證指令汽車噪聲，各階段的限值變化和實(shí)施日期基本同步于聯(lián)合國(guó)歐洲經(jīng)濟(jì)委員會(huì)法規(guī)ECE Reg.No

11、.51關(guān)于噪聲方面汽車(至少有4個(gè)車輪)型式認(rèn)證的統(tǒng)一規(guī)定。至今，該法規(guī)已修訂3次,目前的修訂版本號(hào)為92/97/EEC( 等效于ECE Reg.No.51/02) ,開始實(shí)施于1995-10-01。歐盟汽車噪聲法規(guī)對(duì)新型車型式認(rèn)證中所包含的車型有載客汽車和載貨汽車兩大類別。又按照汽車總質(zhì)量和包括駕駛員座位的座位數(shù)，載客汽車細(xì)分為M1、M2和M3類； 載貨汽車細(xì)分為N1、N2和N3類。在上述車型分類的基礎(chǔ)上，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)最大額定功率和發(fā)動(dòng)機(jī)類型的不同，規(guī)定不同的噪聲級(jí)水平。圖2-1和圖2-2分別表示了2種最感興趣的車型(M1和N3類) 的噪聲限值在過去30年中的變化情況。從圖2-1中可以看出,

12、歐盟自1970年引入噪聲法規(guī)以來, 轎車噪聲限值已降低了8dB(A)，重型貨車限值降低了11dB(A)。另外，由于1985年在噪聲測(cè)量方法上進(jìn)行了一些修改, 對(duì)于重型貨車而言,實(shí)際限值要更嚴(yán)格24dB(A)；對(duì)于轎車, 實(shí)際限值要放寬大約2dBA。1996年, 歐盟又實(shí)施了生產(chǎn)一致性(COP) 條例, 雖然沒有改變?cè)肼曄拗?，但是，事?shí)上對(duì)汽車生產(chǎn)廠家來說, 卻增加1dB(A)的限值壓力。不過, 在1995 年以后的新型車型式認(rèn)證測(cè)試中, 規(guī)定允許使用已磨損的輪胎，這會(huì)使得汽車噪聲級(jí)降低12dB(A)。因此, 綜合考慮歐盟汽車噪聲法規(guī), 在過去的30年中, 轎車的限值降低了7dB(A);重型貨車

13、降低了1316dB(A)。 圖2-1 汽車加速行駛車外噪聲限值變化(M1 類) 圖2-2 汽車加速行駛車外噪聲限值變化(N3 類) 日本自1952 年開始對(duì)汽車噪聲進(jìn)行控制，規(guī)定了車輛等速行駛噪聲和排氣噪聲。不過，早期的日本汽車噪聲法規(guī)并沒有包含汽車加速行駛噪聲，只是籠統(tǒng)地限制噪聲級(jí)在85 dB(A)以下，直到1971年，日本才實(shí)施了等效于國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)代汽車噪聲法規(guī)體系。目前，日本正在實(shí)施的汽車噪聲法規(guī)修訂于1992年。由圖2-1和圖2-2可知，日本汽車加速噪聲限值經(jīng)歷了4個(gè)階段。轎車已由原來的84dB(A)降低了8dB(A)；同時(shí)重型貨車降低了11dB(A)。對(duì)比各階段日本和歐盟法規(guī)的噪聲限

14、值，歐盟法規(guī)看起來要比日本更加嚴(yán)格。但事實(shí)上，如果考慮各自法規(guī)所規(guī)定的稍許不同的測(cè)試條件和數(shù)據(jù)處理方式，二者幾乎是一致的。例如，在重型貨車的型式認(rèn)證測(cè)試中，日本的重型貨車是加滿載的，而基于ISO 362噪聲測(cè)量方法的歐盟測(cè)試條件卻不加任何載荷。因此, 比較而言，日本的測(cè)試條件更加符合車輛實(shí)際行駛狀況, 這也是日本法規(guī)在實(shí)際道路交通噪聲控制中取得明顯效果的原因之一。日本汽車噪聲法規(guī)對(duì)車輛等速行駛噪聲和定置噪聲的控制有很長(zhǎng)的歷史。目前, 日本車輛等速行駛噪聲限值依然維持在1952年的85dB(A)水平。而針對(duì)于在用車輛的定置噪聲測(cè)量方法, 在19861989年被新的更加適合于路邊檢測(cè)的“近似定置噪

15、聲測(cè)量方法”所取代；同時(shí), 定置噪聲限值也有所變化,規(guī)定了摩托車為94dB(A)；轎車為96dB(A)；重型貨車為99dB(A)。 美國(guó)1967年頒布了第1部汽車噪聲法規(guī)SAE J986小客車和輕型載貨車噪聲級(jí)。隨后, 1969年又批準(zhǔn)了SAE J366重型載貨車和客車的車外噪聲級(jí)。早期的SAE標(biāo)準(zhǔn)中既包括了加速噪聲測(cè)量方法和限值，但后來這些標(biāo)準(zhǔn)中取消了限值的規(guī)定, 而改在有關(guān)機(jī)動(dòng)車輛的聯(lián)邦法規(guī)(CFR)中規(guī)定。如圖1-2和圖1-3所示，美國(guó)的汽車噪聲法規(guī)同歐盟和日本相比，有較大的差異。尤其是美國(guó)聯(lián)邦法規(guī)只規(guī)定了中、重型載貨車和大客車的噪聲限值，而從未對(duì)輕型車的噪聲進(jìn)行限制。但是，一些州或市的

16、地方性法規(guī)對(duì)此有規(guī)定，按照SAE J986 的測(cè)量方法，把輕型車的噪聲級(jí)限制在80dB(A) 或84dB(A) 。另外，SAE J986 規(guī)定傳聲器的測(cè)量距離是15m，而北美以外的大多數(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求是7.5m。因此，相應(yīng)于ISO 362的測(cè)量方法, 美國(guó)輕型車的噪聲限值應(yīng)該為86dB(A) 和90dB(A)。不過，和ISO 362標(biāo)準(zhǔn)有所不同, SAE標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了輕型車噪聲測(cè)量的檔位為最低檔。這將使SAE標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量的汽車噪聲級(jí)要增加6dB(A)。也就是說, 美國(guó)法規(guī)規(guī)定的限值80dB(A)大體上等同于其它基于ISO 362標(biāo)準(zhǔn)的法規(guī)所規(guī)定的80dB(A) 。 與國(guó)外相比，我國(guó)汽車噪聲控制起步較晚。19

17、79年我國(guó)首次頒布了2項(xiàng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 1495-79機(jī)動(dòng)車輛允許噪聲表2-1和GB1496-79機(jī)動(dòng)車輛噪聲測(cè)量方法，主要適用于新型車型式認(rèn)證，規(guī)定了各類車輛加速行駛噪聲的限值和測(cè)量方法。1996年，由于我國(guó)城市交通噪聲污染日益嚴(yán)重，國(guó)家環(huán)境保護(hù)局和國(guó)家技術(shù)監(jiān)督局聯(lián)合發(fā)布了國(guó)標(biāo)GB16170-1996汽車定置噪聲限值，對(duì)在用車輛處于定置工況下的噪聲輻射實(shí)行控制。該標(biāo)準(zhǔn)至今仍有效，對(duì)轎車和重型貨車的定置噪聲分別規(guī)定了85dB(A)和103dB(A)的限值。2002年, 為了適應(yīng)現(xiàn)代車型的噪聲測(cè)量以及與國(guó)際慣例保持一致, 國(guó)家環(huán)境保護(hù)總局和國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局又聯(lián)合發(fā)布了GB1495-2002

18、汽車加速行駛車外噪聲限值及測(cè)量方法。GB1495-2002主要參考了聯(lián)合國(guó)歐洲經(jīng)濟(jì)委員會(huì)法規(guī)ECE Reg. No.51和ISO362噪聲測(cè)量標(biāo)準(zhǔn),取代了原有2項(xiàng)國(guó)標(biāo)GB1495- 79和GB1496-79,自2002-10-01起分2個(gè)階段實(shí)施?？梢钥闯鑫覈?guó)汽車噪聲法規(guī)修訂速度較慢，一段時(shí)間內(nèi)沒有跟上國(guó)際法規(guī)的變化，從而阻礙了我國(guó)汽車噪聲控制技術(shù)和測(cè)量技術(shù)的發(fā)展。不過，近幾年由于我國(guó)汽車工業(yè)的快速發(fā)展，汽車噪聲問題逐漸引起了國(guó)家有關(guān)部門和汽車行業(yè)的再次重視，相應(yīng)的噪聲法規(guī)發(fā)展步伐變快。在新車型式認(rèn)證中，轎車的限值已經(jīng)和國(guó)際接軌，但是由于汽車降噪技術(shù)的落后，致使重型貨車的限值相比較于國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)

19、家還有一定的差距，需要進(jìn)一步進(jìn)行研究和投入。表2-1 GB 1495- 79機(jī)動(dòng)車輛允許噪聲車輛種類車外最大允許噪聲級(jí)不大于1985年1月1日以前1985年1月1日后載重汽車8噸載重量<15噸92893.5噸載重量<8噸9086載重量<3.5噸8984輕型越野車8984公共汽車4噸<總重量<11噸8986總重量4噸8883轎車8482摩托車9084輪式拖拉機(jī)(60馬力以下)91862.2.2 國(guó)外內(nèi)汽車運(yùn)行減噪方法研究現(xiàn)狀過去30年來，國(guó)外和國(guó)內(nèi)針對(duì)各自內(nèi)部不同階段的噪聲法規(guī)限值，各汽車廠家采用了不同的汽車降噪技術(shù)，由上節(jié)可知國(guó)外汽車噪音標(biāo)準(zhǔn),其要求要嚴(yán)于國(guó)內(nèi)，可

20、以看出國(guó)外在減噪方面的研究要優(yōu)先與國(guó)內(nèi)。總的來看，汽車噪聲主要來自于兩大噪聲源：輪胎與路面噪聲和動(dòng)力單元噪聲。輪胎與路面噪聲是指，在輪胎與路面的接觸過程中輪胎和路面之間形成的空氣間隙不斷被壓縮，從而輻射出噪聲；動(dòng)力單元噪聲則指由一系列與動(dòng)力相關(guān)的汽車噪聲源產(chǎn)生的噪聲，包括發(fā)動(dòng)機(jī)、進(jìn)氣系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)和傳動(dòng)系統(tǒng)( 變速箱等) 。為滿足噪聲法規(guī)的要求，汽車降噪技術(shù)一直以來主要圍繞動(dòng)力單元噪聲。針對(duì)不同的汽車噪聲限值，各個(gè)階段采用了不同的降噪技術(shù)，由圖1-4所示可知。自70年代至80年代初，重點(diǎn)改善排氣系統(tǒng)的噪聲。國(guó)內(nèi)外在最近20年中，有相當(dāng)多的努力也投入到了發(fā)動(dòng)機(jī)低噪聲結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)中，同時(shí)不斷改進(jìn)

21、燃燒系統(tǒng)，以提高功率和燃油經(jīng)濟(jì)性，并滿足日益嚴(yán)格的氣體排放法規(guī)的要求。隨著噪聲法規(guī)的不斷加強(qiáng)，在過去30年中，汽車噪聲級(jí)有了大幅度的降低；同時(shí)也使得汽車噪聲源的分布產(chǎn)生了根本性的改變。當(dāng)轎車噪聲限值為84 dB(A) 時(shí), 幾個(gè)主要的噪聲源對(duì)整車噪聲的貢獻(xiàn)由高到低依次為：排氣、進(jìn)氣、發(fā)動(dòng)機(jī)及輪胎。但是，隨著法規(guī)限值進(jìn)一步降低到74dB(A)，主要噪聲源的排列次序產(chǎn)生了變化，輪胎噪聲逐漸凸現(xiàn)出來，成為最主要的噪聲源，排氣、進(jìn)氣及發(fā)動(dòng)機(jī)的噪聲已降低到同一水平, 但是對(duì)這些系統(tǒng)噪聲源的控制則更加細(xì)化。并且，為了達(dá)到74dB(A)的限值要求必須考慮傳動(dòng)系統(tǒng)對(duì)噪聲的貢獻(xiàn)?，F(xiàn)階段國(guó)外對(duì)比國(guó)內(nèi)減噪技術(shù),先進(jìn)

22、技術(shù)體現(xiàn)在新的能源運(yùn)用,主動(dòng)多級(jí)消聲器研究以及汽車新材料的運(yùn)用等方面。3 汽車噪聲源的分析汽車是一個(gè)具有不同性質(zhì)噪聲的綜合噪聲源。但其主要噪聲源主要分成發(fā)動(dòng)機(jī)及動(dòng)力總成噪聲、底盤系統(tǒng)噪聲、車身及整車噪聲。3.1 發(fā)動(dòng)機(jī)及動(dòng)力總成噪聲3.1.1 發(fā)動(dòng)機(jī)及動(dòng)力總成噪聲發(fā)動(dòng)機(jī)及動(dòng)力總成噪聲是汽車的主要噪聲源之一。尤其是在怠速、低速行駛和車輛啟動(dòng)加速過程中，發(fā)動(dòng)機(jī)及動(dòng)及總成噪聲愈發(fā)明顯。為了降低汽車噪聲，首先應(yīng)控制發(fā)動(dòng)機(jī)及動(dòng)力總成噪聲。通常發(fā)動(dòng)機(jī)及動(dòng)力總成噪聲可以分為兩大類：空氣動(dòng)力噪聲和表面振動(dòng)結(jié)構(gòu)噪聲。圖3-1 發(fā)動(dòng)機(jī)噪音的產(chǎn)生空氣動(dòng)力噪聲直接向空間輻射，引起空氣動(dòng)力噪聲的噪聲源主要有進(jìn)、排氣噪聲

23、和風(fēng)扇噪聲。圖3-2 空氣動(dòng)力噪聲發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒噪聲和機(jī)械噪聲指內(nèi)部的燃燒過程和結(jié)構(gòu)振動(dòng)所產(chǎn)生的噪聲，是通過發(fā)動(dòng)機(jī)外表面以及與發(fā)動(dòng)機(jī)外表面連接的零件的振動(dòng)向外輻射的，因此將這兩類稱為發(fā)動(dòng)機(jī)表面振動(dòng)的結(jié)構(gòu)噪聲。燃燒噪聲的發(fā)生機(jī)理相當(dāng)復(fù)雜，主要是由于氣缸內(nèi)周期性變化的壓力作用而產(chǎn)生的，與發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒的方式和燃燒速度密切相關(guān)。降低燃燒噪聲在汽車內(nèi)燃機(jī)總噪聲中占有很大比例。故研究如何降低其燃燒噪聲具有特別重要的意義。目前所研究出的降噪措施主要有：1) 采用隔熱活塞以提高燃燒室壁溫度，縮短滯燃期，降低空間霧化燃燒系統(tǒng)的直噴式柴油機(jī)的燃燒噪聲。如尼莫尼克鎳基合金是一種導(dǎo)熱系數(shù)較低的材料，用它制成活塞可使頂部凹

24、坑燃燒室溫度升高。在1500rmin時(shí)溫度可升高1002o0 ，噪聲降低24dB。2) 排氣再循環(huán)。即是將發(fā)動(dòng)機(jī)排出的廢氣部分通過進(jìn)氣管送回氣缸，其初衷是降低NOx排放，但客觀上，這樣做提高了進(jìn)氣溫度和燃燒室壁溫度，有降低噪聲的作用。3) 采用雙彈簧噴油閥實(shí)現(xiàn)預(yù)噴。即將原本打算一個(gè)循環(huán)一次噴完的燃油分兩次噴。第一次先噴人其中的小部分，提前在主噴之前就開始進(jìn)行點(diǎn)燃的預(yù)反應(yīng)，如此可減少滯燃期內(nèi)積聚的可點(diǎn)燃燃油量。這是降低直噴式柴油機(jī)燃燒噪聲的最有效措施。4) 采用增壓。柴油機(jī)增壓后，進(jìn)入氣缸的空氣充量密度、溫度和壓力增加，從而改善了混合氣的著火條件，使著火延遲期縮短。試驗(yàn)結(jié)果表明在61 25Q型柴

25、油機(jī)(n=2600rmin，全負(fù)荷)上進(jìn)行增壓的，增壓后低頻部分氣缸壓力雖然有所提高，但在中、高頻部分氣缸壓力級(jí)明顯降低，因此在0503kHz的重要聲頻范圍內(nèi)，增壓可明顯降低噪聲。5) 共軌噴油系統(tǒng)是一種很有前途的直噴式轎車柴油機(jī)電子控制高壓燃油噴射系統(tǒng)，它能減少滯燃期內(nèi)噴入的燃油量，特別有利于降低燃燒噪聲。6) 燃燒室的選擇和設(shè)計(jì)。一般說，在其他條件相同的情況下，半開式的直噴式燃燒室，如球形燃燒室及斜置圓筒形燃燒室的燃燒噪聲最低；分隔室式燃燒室，如渦流室及預(yù)燃室的燃燒噪聲也較低，在高轉(zhuǎn)速(3000rmin以上)甚至低于半分開的直噴式燃燒室；不分開的直噴式燃燒室，如淺盆形和形燃燒室的燃燒噪聲最

26、大。7) 減小供油提前角。供油提前角不同，導(dǎo)致在著火延遲期內(nèi)噴人的燃料量不同，從而對(duì)燃燒過程產(chǎn)生影響，使發(fā)動(dòng)機(jī)功率， 油耗和排放物，噪聲發(fā)生變化。較為合理的供油提前角應(yīng)通過樣機(jī)試驗(yàn)和調(diào)整獲得。機(jī)械噪聲是發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)各運(yùn)動(dòng)件之間及運(yùn)動(dòng)件之間作用的周期性變化莫測(cè)的力所引起的，它與激發(fā)力的大小和發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)特性等因素有關(guān)。燃燒噪聲與機(jī)械噪聲在實(shí)際上是難于嚴(yán)格區(qū)分的。機(jī)械噪聲也是發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸內(nèi)燃料燃燒間接激發(fā)的噪聲。為了研究方便，把氣缸內(nèi)燃燒所形成的壓力振動(dòng)并通過缸蓋、活塞、連桿、曲軸到機(jī)體的途徑向外輻射的噪聲叫燃燒噪聲；把活塞對(duì)缸套的敲擊，齒輪、配氣機(jī)構(gòu)、噴油系統(tǒng)等運(yùn)動(dòng)件之間機(jī)械撞擊所產(chǎn)生的振動(dòng)激發(fā)

27、的聲輻射稱為機(jī)械噪聲。3.1.2 傳動(dòng)系噪聲汽車傳動(dòng)系是發(fā)動(dòng)機(jī)及其動(dòng)力總成的一部分，其中的變速器、分動(dòng)器、傳動(dòng)軸、差速器和輪邊減速器等都產(chǎn)生噪聲。這些分總成有大量的齒輪嚙合、支承和傳遞軸和軸承以及箱體。傳動(dòng)系的主要噪聲源是其內(nèi)部齒輪和軸承，同時(shí)也有其他機(jī)構(gòu)傳遞而來的固體聲。降低正時(shí)齒輪噪聲的措施有：1) 螺旋角。斜齒輪傳動(dòng)比較平穩(wěn)，所以在相同的使用條件下其噪聲比直齒約低1 0d B，隨著螺旋角增大，噪聲降低。但螺旋角超過4 0。，則噪聲不再因螺旋角增大而降低。2) 嚙合系數(shù)。 嚙合系數(shù)在1119之間時(shí)，噪聲差別不大。但當(dāng)嚙合系數(shù)達(dá)到2左右時(shí)，齒輪噪聲可降低24dB，一般可選嚙合系數(shù)約大于2。3

28、) 齒側(cè)間隙。齒側(cè)間隙控制在02ram以下時(shí)，齒輪噪聲變化不大，超過02mm時(shí)，噪聲劇增。4) 齒輪直徑。噪聲隨齒輪直徑增大增大。故應(yīng)盡可能降低齒輪直徑。5) 輪體形狀 以幅板形輪體與整體形輪體相比，整體形輪體剛性好，振動(dòng)小，噪聲也小。6) 齒輪材料和結(jié)構(gòu)。若能提高齒輪材料內(nèi)部的阻力，如采用尼龍、酚醛夾布層壓塑料等材料制作正時(shí)齒輪，則其噪聲比金屬齒輪大為降低，但這主要用于對(duì)強(qiáng)度要求不高的汽油車上。國(guó)外有的小型車用內(nèi)燃機(jī)上采用彈性隔振齒輪，這種齒輪分成輪體和齒圈兩部分，中間采用橡膠隔振。盡管采取以上種種措施，但轎車發(fā)動(dòng)機(jī)由于轉(zhuǎn)速已高達(dá)7000rmin，所以正時(shí)齒輪噪聲還是很高。3.1.3 發(fā)動(dòng)機(jī)

29、的空氣動(dòng)力噪聲汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣動(dòng)力噪聲主要有進(jìn)氣噪聲和排氣噪聲。進(jìn)氣噪聲從成因來分析主要有兩種：一個(gè)是管內(nèi)的脈動(dòng)噪聲，另一種是渦流噪聲。排氣噪聲的產(chǎn)生原因和進(jìn)氣噪聲類似，其中也可分為兩類：一是管內(nèi)的具有基頻的脈動(dòng)噪聲，另一種是渦流噪聲。圖3-3 排氣系統(tǒng)噪音的產(chǎn)生進(jìn)氣噪聲是發(fā)動(dòng)機(jī)的主要噪聲源之一。系發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣動(dòng)力噪聲，隨發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的提高而增強(qiáng)。非增壓式發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣噪聲主要成分包括周期性壓力脈動(dòng)噪聲、渦流噪聲、汽缸的亥姆霍茲共振噪聲等。增壓式柴油機(jī)的進(jìn)氣噪聲主要來自增壓器的壓氣機(jī)。對(duì)此。最有效的方法是采用進(jìn)氣消聲器。類型有阻性消聲器(吸聲型)、抗性消聲器(膨脹型、共振型、干涉型和多孔分散型)和

30、復(fù)合型消聲器。將其與空氣濾清器結(jié)合起來(即在空濾器上增設(shè)共振腔和吸聲材料，例R3238型)就成為最有效的進(jìn)氣消聲器，消聲量可超過20 dBA。降低排氣噪聲是發(fā)動(dòng)機(jī)空氣動(dòng)力噪聲的主要部分，要優(yōu)先給予降低。降低排氣噪聲主要是通過研制開發(fā)高效消聲器來實(shí)現(xiàn)的。近年有報(bào)道說，英國(guó)采用杜邦公司的氯丁橡膠以及玻璃纖維、鋁箔等材料制成的新型消聲器材，與傳統(tǒng)消聲器相比，可使普通轎車的噪聲聲壓級(jí)下降20 25。意大利佩魯賈大學(xué)以“噪聲抵消噪聲” 的理論為依據(jù)，在消聲器內(nèi)裝上4只喇叭，它們能發(fā)出一種和發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲反向的聲音，并可隨著汽車行駛速度的變化，不斷調(diào)整反向聲響的強(qiáng)度，有效地抵消噪聲，取得了很好的效果，甚至能將

31、85dB降為70dB。此外，也有一些其他的空氣動(dòng)力噪聲，如風(fēng)扇噪聲。風(fēng)扇噪聲主要由葉片的旋轉(zhuǎn)噪聲和渦流噪聲組成。圖3-4 風(fēng)扇噪音的產(chǎn)生降低鳳扇噪聲的措施有：1) 適當(dāng)控制風(fēng)扇轉(zhuǎn)速：風(fēng)扇噪聲隨轉(zhuǎn)速的增長(zhǎng)率遠(yuǎn)比其他噪聲大，可能在保證冷卻風(fēng)量和風(fēng)壓的前提下降低轉(zhuǎn)速。2) 采用葉片不均勻分布的風(fēng)扇：葉片均勻分布的風(fēng)扇往往會(huì)產(chǎn)生一些聲壓級(jí)很高的有調(diào)節(jié)器成分。當(dāng)葉片不均勻布置后，一般可降低風(fēng)扇中那些突出的線狀頻譜成分，使噪聲頻譜較為平滑。3) 用塑料風(fēng)扇代替鋼板風(fēng)扇：能達(dá)到降低噪聲和減少風(fēng)扇消耗功率的效果，但目前成本還稍高于鋼板風(fēng)扇。4) 在車用內(nèi)燃機(jī)上采用風(fēng)扇自動(dòng)離合器：試驗(yàn)表明，在汽車行駛中，需要風(fēng)

32、扇工作的時(shí)間一般不到1 0 。因此，裝用風(fēng)扇離合器不僅可使內(nèi)燃機(jī)經(jīng)常處在適宜溫度下工作和減少功率消耗，同時(shí)還能達(dá)到降噪的效果。5) 風(fēng)扇和散熱器系統(tǒng)的合理設(shè)計(jì)：諸如發(fā)動(dòng)機(jī)和風(fēng)扇的距離、風(fēng)扇與散熱器的距離、風(fēng)扇和風(fēng)扇護(hù)罩的位置及護(hù)罩的形狀、空氣通過散熱器的阻力等都會(huì)對(duì)冷卻風(fēng)量的充分利用產(chǎn)生影響。合理布置和設(shè)計(jì)都有可能達(dá)到降低風(fēng)扇轉(zhuǎn)速的目的。3.2底盤系統(tǒng)噪聲3.2.1輪胎噪聲輪胎的噪聲可以分為兩種：一種是輪胎直接放射出來的噪聲，稱為直接噪聲或車外噪聲；另一種是輪胎直接或間接地成為激振源，振動(dòng)通過懸架和車架傳至車身，成為車廂內(nèi)的噪聲，稱為間接噪聲或車內(nèi)噪聲。對(duì)于大、中型載重車的輪胎，直接噪聲占據(jù)汽

33、車總體噪聲的分量很大，因此成為噪聲公害，故對(duì)輪胎噪聲來說，一般指的就是直接噪聲。間接噪聲又可分為兩類：一是以輪胎的均勻性不良為主要原因，使輪胎本身成為激振源，而發(fā)生的噪聲；二是由于路面凹凸不平，使得路面激勵(lì)成為主要原因，引起輪胎彈性振動(dòng)，并以車身為媒介發(fā)生車內(nèi)噪聲。直接噪聲可作如下分類：1）輪胎花紋噪聲由于輪胎滾動(dòng)，在接地時(shí)胎面花紋溝部的容積減小，溝內(nèi)包含的空氣被擠出；而當(dāng)胎面離地時(shí)溝部的容積恢復(fù)，外部空氣被吸入。這樣空氣流入、流出產(chǎn)生的噪聲也叫排氣噪聲。另外，胎面花紋接地時(shí)還產(chǎn)生連續(xù)擊打路面的噪聲，這種噪聲也屬于輪胎花紋噪聲。2）道路凹凸噪聲輪胎在道路上滾動(dòng)時(shí)，由于路面小的凹凸內(nèi)空氣被壓縮，

34、因而產(chǎn)生排氣噪聲。一般來說，瀝青和水泥路面凹凸小，由此產(chǎn)生的噪聲也小。3）輪胎彈性振動(dòng)噪聲由于路面的凹凸不平和輪胎的不均勻性，引起胎面和胎側(cè)的彈性振動(dòng)噪聲。4）輪胎自激振動(dòng)噪聲當(dāng)汽車急速起動(dòng)和急制動(dòng)、急轉(zhuǎn)向時(shí)，輪胎胎面元素相對(duì)于道路表面發(fā)生的局部自激振動(dòng)，由此產(chǎn)生刺耳的噪聲，稱為尖叫噪聲。5）輪胎空氣紊流噪聲由于輪胎滾動(dòng)，在輪胎周圍產(chǎn)生空氣的紊流誘發(fā)出的噪聲。輪胎間接噪聲主要有兩類：1）以輪胎不均勻?yàn)橹饕?，使得輪胎本身成為激振源，發(fā)生噪聲；2）路面凹凸不平，引起輪胎彈性振動(dòng)并以車身為媒介發(fā)生車內(nèi)噪聲。3.2.2制動(dòng)噪聲汽車制動(dòng)而產(chǎn)生的噪聲主要有制動(dòng)器的鳴叫聲、輪胎與地面的摩擦聲及車身鈑金件

35、的顫振聲，但制動(dòng)噪聲一般均指抽動(dòng)器工作時(shí)產(chǎn)生的鳴叫聲。一個(gè)設(shè)計(jì)合理、保養(yǎng)良好的制動(dòng)器是沒有噪聲或噪聲很小，但在某些條件下，制動(dòng)器噪聲可能相當(dāng)嚴(yán)重。有些車型90%以上都存在制動(dòng)噪聲，城市客車30%以上存在制動(dòng)噪聲。因此，降低制動(dòng)噪聲是控制汽車噪聲的一項(xiàng)重要內(nèi)容。圖3-5 制動(dòng)噪音的產(chǎn)生制動(dòng)噪聲源于制動(dòng)器的振動(dòng)。對(duì)于盤式制動(dòng)器，制動(dòng)噪聲主要是由于襯塊的振動(dòng)激勵(lì)盤體作軸向振動(dòng)而產(chǎn)生。在某些情況下，夾鉗振動(dòng)對(duì)制動(dòng)噪聲也有相當(dāng)大的貢獻(xiàn)。對(duì)于鼓式制動(dòng)器，制動(dòng)噪聲主要是由于制動(dòng)蹄片與制動(dòng)鼓的接觸惡化，其摩擦系數(shù)隨滑動(dòng)速度變化，從而激發(fā)出振動(dòng)并輻射出噪聲。同時(shí)，這種變化的摩擦力還有可能激發(fā)出制動(dòng)器某些構(gòu)件共振

36、，產(chǎn)生較強(qiáng)烈的噪聲。制動(dòng)噪聲及其頻率特性與制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)、制動(dòng)壓力、溫度、制動(dòng)初速度、減速度以及制動(dòng)器使用狀況等因素有關(guān)。3.3車身及整車噪聲3.3.1車身結(jié)構(gòu)噪聲車身結(jié)構(gòu)噪聲主要來自兩個(gè)方面：一是車身結(jié)構(gòu)振動(dòng)輻射的噪聲；二是汽車運(yùn)行中空氣與車身之間的沖擊和摩擦，即空氣動(dòng)力學(xué)噪聲。前者受車身結(jié)構(gòu)、發(fā)動(dòng)機(jī)安裝方式、各激勵(lì)源特性等多種因素的影響；而后者只受車身外形結(jié)構(gòu)和車速的影響。兩種噪聲對(duì)汽車車外噪聲和車內(nèi)噪聲均有貢獻(xiàn)，在一般情況下，車身結(jié)構(gòu)振動(dòng)噪聲貢獻(xiàn)較大。3.3.2車內(nèi)噪聲控制車內(nèi)噪聲一直是車輛設(shè)計(jì)、制造工程師的努力方向。汽車內(nèi)部噪聲不但增加駕乘人員的疲勞，而且影響車輛行駛安全。車內(nèi)噪聲水平的

37、高低在很大程度上反映了車輛制造廠家的設(shè)計(jì)和工藝水平。近年來，車內(nèi)噪聲已成為確定車輛品質(zhì)的重要因素，車內(nèi)低噪聲設(shè)計(jì)已成為產(chǎn)品開發(fā)中的重要任務(wù)之一。車內(nèi)噪聲級(jí)與乘坐室振動(dòng)級(jí)一樣，已成為判斷汽車舒適性的主要指標(biāo)。車內(nèi)噪聲主要取決于乘坐室的減振隔聲性能。重量輕的承載式車身結(jié)構(gòu)和類似的減輕車身重量的措施被認(rèn)為可能增大車內(nèi)噪聲，尤其是低頻噪聲。實(shí)車測(cè)試標(biāo)明，這種低頻噪聲主要集中在20200Hz。車身壁板的振動(dòng)和噪聲有緊密關(guān)系，且乘坐室空腔的共振會(huì)放大噪聲。這個(gè)問題的解決方法是在車輛設(shè)計(jì)階段，利用現(xiàn)代振動(dòng)力學(xué)與聲學(xué)分析方法，預(yù)測(cè)車內(nèi)噪聲特性，實(shí)現(xiàn)優(yōu)化設(shè)計(jì)；并通過實(shí)車測(cè)試，改進(jìn)設(shè)計(jì)及工藝，最后使得車內(nèi)噪聲特性

38、，實(shí)現(xiàn)優(yōu)化設(shè)計(jì)；并通過實(shí)車測(cè)試，改進(jìn)設(shè)計(jì)及工藝，最后使得車內(nèi)噪聲處于最優(yōu)水平，最大限度地改善車輛乘坐舒適性，減輕駕乘人員的疲勞。3.3.3車外噪聲車外噪聲包括受法規(guī)限制的車外行駛通過噪聲及早晚間車輛的啟動(dòng)或怠速噪聲。應(yīng)控制的車外噪聲有：發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲、傳動(dòng)系噪聲、排氣噪聲、輪胎噪聲以及鳴笛噪聲。3.4其它噪聲3.4.1路面不平度激勵(lì)引起的噪聲路面激勵(lì)通過懸架等引起車身振動(dòng)造成車內(nèi)低頻噪聲。3.4.2車輪噪聲由于車輪不平衡引起的震動(dòng)傳至車身引起的振動(dòng)，產(chǎn)生車內(nèi)低頻噪聲；輪胎與地面的摩擦聲（路噪）通過車底板傳到車內(nèi)。3.4.3空氣擾動(dòng)噪聲高速行駛時(shí)，汽車沖破空氣幕產(chǎn)生的碰撞及摩擦對(duì)車身的激勵(lì)造成車身高

39、頻振動(dòng)，在車內(nèi)產(chǎn)生高頻噪聲。此外，還有駕駛艙內(nèi)飾板等部件發(fā)生震動(dòng)產(chǎn)生的內(nèi)部噪聲；空調(diào)系統(tǒng)產(chǎn)生的噪聲；制動(dòng)系統(tǒng)產(chǎn)生的高頻噪聲。4 汽車噪聲的減噪方法4.1 汽車噪聲的主動(dòng)控制技術(shù)4.1.1 變速箱箱體的降噪技術(shù) 1) 提高剛度對(duì)變速箱的箱體進(jìn)行加固，尤其是提高關(guān)鍵點(diǎn)處的剛度，降低變速箱箱體的輻射噪聲是降低該變速箱箱體噪聲的主要措施主要采用增加加強(qiáng)筋的方法，提高整體剛度，達(dá)到減振降噪的目的。2) 提高箱體內(nèi)齒輪嚙合質(zhì)量齒輪嚙合動(dòng)態(tài)激勵(lì)是汽車變速器產(chǎn)生振動(dòng)的基本原因，提高箱體內(nèi)常嚙合齒輪的嚙合質(zhì)量，減小振動(dòng)激勵(lì)源，達(dá)到降低噪聲的目的。4.1.2 噪聲的有源控制原始聲源產(chǎn)生噪聲以后，置于聲場(chǎng)中的多個(gè)傳

40、聲器迅速檢測(cè)到聲源信號(hào)，并通過信號(hào)放大及相位調(diào)節(jié)送入相應(yīng)的附加聲源中，使該附加聲源產(chǎn)生的聲能量與原始聲源產(chǎn)生的噪聲相互抵消，從而達(dá)到噪聲控制的目的。因此，有源消聲適應(yīng)的環(huán)境是以聲場(chǎng)中的聲能量減小為目的的場(chǎng)合，所需要的設(shè)備是多個(gè)傳聲器及具有運(yùn)算、信號(hào)放大等功能的計(jì)算元件，此外還需要多個(gè)執(zhí)行器件(如揚(yáng)聲器等)。4.1.3 智能結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的噪聲主動(dòng)控制實(shí)現(xiàn)智能結(jié)構(gòu)的基本邏輯構(gòu)思就是：將驅(qū)動(dòng)元件和傳感元件緊密結(jié)合在結(jié)構(gòu)中，同時(shí)也將邏輯控制電路、信號(hào)處理器、功率放大器、信息處理和人工智能環(huán)節(jié)以及數(shù)據(jù)傳輸總線等集成在結(jié)構(gòu)中，通過機(jī)械、熱、電、磁等激勵(lì)和控制，使智能結(jié)構(gòu)不僅具有承受載荷的能力，還具有識(shí)別、分析

41、、處理及控制等多種功能。1) 電磁流變減振器控制電磁流變減振器屬于主動(dòng)減振器，其阻尼力是通過孔道的節(jié)流阻力來實(shí)現(xiàn)的。不加電磁場(chǎng)時(shí)，減振器的阻尼力較小；在外加電磁場(chǎng)后，作為減振器工作液的電磁流變流體的粘性流動(dòng)阻力增大，其孔道節(jié)流阻尼力也增大，減振器的性能隨之改變。由于電磁流變流體的響應(yīng)速度很快，故可根據(jù)汽車的行駛狀態(tài)通過外加的電磁場(chǎng)控制減振器的性能參數(shù)，從而達(dá)到主動(dòng)減振的目的。目前電子技術(shù)及集成電路技術(shù)的發(fā)展水平可以滿足電磁流變減振器的響應(yīng)能力的控制要求。汽車半主動(dòng)懸架系統(tǒng)減振器的減振液常選用磁流變液體。目前，一些工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)磁流變技術(shù)進(jìn)行了大量的研究工作，已有一些產(chǎn)品問世。如Lord公司開發(fā)

42、的商業(yè)磁流變液MRx一126PD，采用單出桿活塞缸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的磁流變減振器已用于大型載重汽車司機(jī)座椅半主動(dòng)懸架減振系統(tǒng)。發(fā)動(dòng)機(jī)電流變隔振懸置可有效地減小發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的振動(dòng)，起到隔振降噪的作用。2) 壓電材料智能結(jié)構(gòu)控制用壓電智能材料制成的元件即壓電元件。應(yīng)用壓電智能材料降低車內(nèi)噪聲，是通過對(duì)車身振動(dòng)的主動(dòng)控制來實(shí)現(xiàn)的。其基本原理是把分別作為傳感器和驅(qū)動(dòng)器的壓電元件粘貼或嵌入車身結(jié)(如板、殼、梁)中，傳感器感受到車身結(jié)構(gòu)振動(dòng)，車聲相映的振動(dòng)信號(hào)，并反饋到電子控制單元(ECU)，經(jīng)相應(yīng)的控制算法進(jìn)行處理后，產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號(hào)，控制信號(hào)經(jīng)功率放大后，驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)器，使車身結(jié)構(gòu)產(chǎn)生應(yīng)變以改變結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)阻尼，來

43、實(shí)現(xiàn)對(duì)車身的主動(dòng)控制，從而抑制車內(nèi)噪聲。噪聲主動(dòng)控制技術(shù)的最突出優(yōu)點(diǎn)有2個(gè)：一是主動(dòng)性，可根據(jù)所控制噪聲的特性，相應(yīng)地設(shè)計(jì)和改變控制系統(tǒng)的各種特性，使控制具有針對(duì)性和目標(biāo)性；二是低頻噪聲控制效果好，彌補(bǔ)了噪聲被動(dòng)控制技術(shù)的不足，此外，噪聲主動(dòng)控制系統(tǒng)體積小自質(zhì)量輕，并且對(duì)汽車的結(jié)構(gòu)及工作特性幾乎沒有影響噪聲主動(dòng)控制技術(shù)是一種能夠有效地控制車內(nèi)低頻噪聲的方法，已逐漸成為汽車車內(nèi)噪聲控制的發(fā)展趨勢(shì)。4.2汽車噪聲的被動(dòng)控制技術(shù)被動(dòng)控制降噪技術(shù)多從以下3方面著手：1) 消除或減弱聲源噪聲；2) 控制噪聲傳播途徑，阻斷固體傳播；3) 保護(hù)噪聲接受者4.2.1 消除、減弱噪聲源首先，在開發(fā)過程中，必須對(duì)

44、汽車進(jìn)行減振降噪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)目前國(guó)外已有用于研究汽車噪聲與振動(dòng)的軟件工具，幫助設(shè)計(jì)者識(shí)別、隔離和排除可能的噪聲源，例如使用ANSYS有限元分析軟件進(jìn)行汽車的空腔聲學(xué)模態(tài)分析，得到聲學(xué)模態(tài)頻率和振型，并結(jié)合聲學(xué)實(shí)驗(yàn)分析和轎車頂棚、前擋風(fēng)玻璃有限元模態(tài)分析，進(jìn)行針對(duì)降低車內(nèi)噪聲結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)另外，零部件生產(chǎn)企業(yè)也會(huì)遇到振動(dòng)、噪聲問題，設(shè)計(jì)者考慮的問題也不是單純零部件本身，而是零部件與零部件之間，零部件與整車之間的關(guān)系其次，在降噪處理時(shí)，減弱聲源的途徑主要有：對(duì)發(fā)聲部件采用消聲器，對(duì)振動(dòng)部件采用減振器；采用或改進(jìn)密封元件來消除泄漏氣流的間隙，增加密封壓力4.2.2 控制噪聲傳播途徑通過阻尼隔振、隔聲、吸聲等

45、措施處理來改善振源和車身的傳遞關(guān)系，從而達(dá)到降噪的目的。1)振動(dòng)與噪聲的阻尼控制有三種方式.一是通過表面阻尼處理來提高結(jié)構(gòu)阻尼，抑制共振，改善結(jié)構(gòu)抗振降噪性能目前在汽車上使用的阻尼材料有:瀝青類阻尼材料；橡膠類阻尼材料(均已廣泛用于汽車)；車用阻尼涂料，它是減少振幅、降低噪聲和隔熱吸音的功能性涂料，已在汽車上得到了廣泛應(yīng)用；采用新技術(shù)的寬溫域阻尼材料，此材料在各種復(fù)雜的條件下都能起到減振、降噪、隔音、隔熱的作用，目前已試用于國(guó)產(chǎn)客車上二是采用高阻材料制作汽車零部件，目前高阻尼m zn系合金已用于制作汽車發(fā)動(dòng)機(jī)蓋的材料三是通過阻尼隔振技術(shù)來防止振動(dòng)傳人車內(nèi)。2)隔聲車內(nèi)隔聲結(jié)構(gòu)一般根據(jù)阻尼減振、

46、隔聲和吸聲等多項(xiàng)要求，在不同部位適當(dāng)組合吸聲防振材料而構(gòu)成應(yīng)根據(jù)所隔噪聲的特點(diǎn)、隔聲材料、結(jié)構(gòu)性能和成本來選擇隔聲結(jié)構(gòu)。3)吸聲在聲空間的界面上附加吸聲材料，從而空氣波入射到這些界面時(shí)，聲能量由吸聲材料的內(nèi)損耗而轉(zhuǎn)變成為熱能，避免反射而出現(xiàn)的混響作用，從而減小聲空間的聲壓級(jí)，達(dá)到控制車內(nèi)噪聲的目的。車內(nèi)頂棚、底板和側(cè)壁內(nèi)飾襯墊應(yīng)盡量使用本身具有吸聲性能的材料，同時(shí)隔聲與吸聲應(yīng)綜合考慮，以實(shí)現(xiàn)用最少的材料，用最簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)來控制車內(nèi)噪聲目前在汽車上使用的吸聲材料主要有： 多孔性吸聲材料，這類材料主要有玻璃棉、毛氈等； 開孔壁吸聲材料，車身頂部?jī)?nèi)飾面即采用這種吸聲材料。通常情況下，綜合應(yīng)用上述三種降

47、噪方法來進(jìn)行減振、隔振和吸聲降噪。如： 地板采用地毯、麻氈、毛氈、鋼板、內(nèi)涂層； 頂蓋采用鋼板、再生棉氈、乙烯、人造革； 行李箱板采用纖維板、毛氈、鋼板； 后輪罩采用乙烯、人造革、毛氈、鋼板、內(nèi)涂層； 座椅靠板采用麻氈、乙烯、鋼板； 前位板采用聚乙烯、玻璃纖維、鋼板； 駕駛員腳踏板采用鋼板、麻氈、玻璃纖維等。4.2.3 保護(hù)噪聲接受者這主要是對(duì)保護(hù)車內(nèi)駕駛員和乘客而言，常用的方法有使用防聲耳塞、耳罩和防聲帽盔等。上述被動(dòng)控制技術(shù)大多能對(duì)車內(nèi)中、高頻噪聲進(jìn)行有效控制，但對(duì)低頻噪聲控制效果基本上都不明顯。5 結(jié)論本文首先對(duì)汽車噪聲源進(jìn)行了全面分析，引出了汽車減噪的重要性；接著在查閱相關(guān)文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上

48、，對(duì)各個(gè)噪聲源進(jìn)行了詳細(xì)的具體的闡述；然后以噪聲的消除方法為研究?jī)?nèi)容，對(duì)噪聲的控制方法進(jìn)行了分析；最后在現(xiàn)有研究基礎(chǔ)上，通過從主動(dòng)控制和被動(dòng)控制技術(shù)二個(gè)方面來說明了汽車噪聲控制的具體措施。通過本文研究，得出結(jié)論如下：（1）通過噪聲的概念的理解，得出可以通過主觀評(píng)價(jià)法、分別運(yùn)行法、覆蓋法、表面振速測(cè)量法、信號(hào)分析法、聲強(qiáng)測(cè)量法、聲全息法等方法來識(shí)別噪聲的來源。（2）通過對(duì)汽車整體噪聲的分析，得出汽車主要噪聲源主要分成發(fā)動(dòng)機(jī)及動(dòng)力總成噪聲、底盤系統(tǒng)噪聲和車身及整車噪聲以及其它外界條件所導(dǎo)致產(chǎn)生的噪聲。（3）汽車噪聲的主動(dòng)控制技術(shù)主要包括變速箱箱體的降噪技術(shù)、噪聲的有源控制以及智能結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的噪聲主動(dòng)控制。（4）汽車噪聲的被動(dòng)控制技術(shù)主要包括消除或減弱噪聲源、控制噪聲傳播途徑、保護(hù)噪聲接受者?？傊S著汽車工業(yè)的發(fā)展，人們對(duì)