汽車噪聲控制學(xué)習(xí)筆記

1、學(xué)習(xí)筆記1 汽車噪聲控制參 考 文 獻(xiàn)1 何渝生主編。汽車噪聲控制。北京：機(jī)械工業(yè)出版社，19992 馬大猷主編。噪聲控制學(xué)。北京：科學(xué)出版社，1987發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲及其控制發(fā)動(dòng)機(jī)是汽車的主要噪聲源，在我國(guó)，發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲約占汽車總噪聲的55%以上，因此為降低汽車噪聲總水平，應(yīng)以控制發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲為主要目標(biāo)。§1發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲的分類及評(píng)價(jià)方法一. 分類：按噪聲輻射的方式分：發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲源分為直接大氣輻射和發(fā)動(dòng)機(jī)表面向外輻射的兩大類。直接向大氣輻射的噪聲源有進(jìn)、排氣噪聲和風(fēng)扇噪聲。發(fā)動(dòng)機(jī)表面噪聲是發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部的燃燒過(guò)程和結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的噪聲，是通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)外表面以及與發(fā)動(dòng)機(jī)外表面剛性連接的零件的振動(dòng)向大氣輻射的。

2、按發(fā)動(dòng)機(jī)表面噪聲產(chǎn)生的機(jī)理，又分為燃燒噪聲和機(jī)械噪聲。燃燒噪聲：為研究方便，把氣缸內(nèi)燃燒所形成的壓力振動(dòng)并通過(guò)缸蓋和活塞連桿曲軸機(jī)體的途徑向外輻射的噪聲。（是由于氣缸周期性變化的壓力作用而產(chǎn)生的，與發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒方式和燃燒速度有關(guān)）機(jī)械噪聲：把活塞對(duì)缸套的敲擊，正時(shí)齒輪、配氣機(jī)構(gòu)、噴油系統(tǒng)等運(yùn)動(dòng)件之間機(jī)構(gòu)撞擊所產(chǎn)生的振動(dòng)激發(fā)的噪聲。（是發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)各運(yùn)動(dòng)件之及運(yùn)動(dòng)件與固定件之間作用的周期性變化的力所引起的,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)）二. 評(píng)價(jià)方法除考慮其輻射噪聲能量總水平外，應(yīng)考察以下噪聲特性：噪聲級(jí)及其發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀態(tài)的變化關(guān)系發(fā)動(dòng)機(jī)周圍空間各點(diǎn)噪聲級(jí)數(shù)值的分布狀態(tài)空間各點(diǎn)

3、的噪聲頻譜以及發(fā)動(dòng)機(jī)工作過(guò)程階段的瞬時(shí)聲壓級(jí)§2發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒噪聲及其控制一. 燃燒噪聲的特性僅討論柴油機(jī)的燃燒噪聲。燃燒噪聲與燃燒過(guò)程有關(guān)，所以從柴油機(jī)燃燒過(guò)程的四個(gè)階段滯燃期、速燃期、緩燃期和補(bǔ)燃期來(lái)分別研究它。滯燃期 燃料未燃燒，尚在進(jìn)行燃燒前必要的物理和化學(xué)準(zhǔn)備，氣缸中的壓力和溫度變化都很小，因此對(duì)噪聲的直接影響甚微，但間接影響重大。速燃期 燃料迅速燃燒，氣缸內(nèi)壓力迅速增加，直接影響發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)和噪聲。 影響壓力增長(zhǎng)率的主要因素是著火延遲期的長(zhǎng)短和供油規(guī)律。延遲期越長(zhǎng)，噴入氣缸的燃料越多，壓力增長(zhǎng)率越高，則柴油機(jī)的沖擊載荷大，柴油機(jī)內(nèi)零件敲擊嚴(yán)重，增加了柴油機(jī)的結(jié)構(gòu)頻率和所輻射的

4、噪聲。緩燃期 氣缸內(nèi)壓力有所增長(zhǎng)，但增長(zhǎng)率小，能激發(fā)一定程度的燃燒噪聲，但對(duì)噪聲的影響不顯著。補(bǔ)燃期 活塞下行且絕大多數(shù)燃料已在前兩個(gè)時(shí)期內(nèi)燃燒完畢，對(duì)燃燒噪聲影響不大。綜上所述，燃燒過(guò)程的激發(fā)的噪聲主要集中在速燃期，其次是緩燃期。燃燒噪聲主要表現(xiàn)在兩方面1 由缸內(nèi)壓力急劇變化引起的動(dòng)力負(fù)荷，由此產(chǎn)生結(jié)構(gòu)振動(dòng)和噪聲，其頻率相當(dāng)于各傳聲零件的自振頻率。 由氣缸內(nèi)氣體的沖擊波引起的高頻振動(dòng)和噪聲，其頻率為氣缸內(nèi)氣體的自振頻率。燃燒噪聲的根源是氣缸內(nèi)氣體壓力的變化。 柴油機(jī)產(chǎn)生高聲調(diào)噪聲的原因：在速燃期內(nèi)產(chǎn)生的氣體動(dòng)力載荷，使柴油機(jī)內(nèi)相應(yīng)零件受到一種敲擊。由于柴油機(jī)的結(jié)構(gòu)可視為一個(gè)復(fù)雜的振動(dòng)系統(tǒng)，大

5、多數(shù)零件的自振頻率處在中、高頻率范圍內(nèi)，因此，由結(jié)構(gòu)傳聲而向外輻射的燃燒噪聲頻率也處在中、高頻率范圍內(nèi)。由氣體動(dòng)力載荷引起的噪聲，主要取決于壓力增長(zhǎng)率及最大壓力增長(zhǎng)率持續(xù)的時(shí)間，壓力增長(zhǎng)越快，持續(xù)高增長(zhǎng)率時(shí)間越長(zhǎng)，則噪聲就越大。在燃燒過(guò)程中，隨著氣缸內(nèi)氣體壓力的劇變，與火焰?zhèn)鞑サ耐瑫r(shí)，沖擊性質(zhì)的壓力波也隨著傳播，當(dāng)沖擊波達(dá)到燃燒室壁面后將進(jìn)行多次反射，從而形成了氣體的高頻振動(dòng)。氣缸壓力曲線（在時(shí)域上）描述了壓力變化規(guī)律，可以得到燃燒噪聲與著火延遲期、壓力增長(zhǎng)率等因素的關(guān)系。氣缸壓力譜（在頻域上）描述了壓力變化規(guī)律，顯示出氣缸壓力曲線所包含的頻率結(jié)構(gòu)和每種頻率成分強(qiáng)度的大小，深刻揭示了燃燒噪聲與

6、氣缸壓力變化及其所引起振動(dòng)和噪聲的傳播途徑的關(guān)系。氣缸壓力譜（暫略）由氣缸壓力譜知，氣缸壓力曲線實(shí)質(zhì)上是由不同頻率、不同幅值的一系列諧波疊加而成。發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)振動(dòng)問(wèn)題可按線性系統(tǒng)來(lái)處理，因此據(jù)線性系統(tǒng)的疊加原理，氣缸壓力的總作用等于這一系列諧波單獨(dú)激發(fā)的總和。一般認(rèn)為，這一系列諧波，由兩條途徑從氣缸內(nèi)傳播出去：經(jīng)氣缸蓋和氣缸套經(jīng)曲柄連桿機(jī)構(gòu)，即活塞、連桿、曲軸及主軸承。由于發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)中大多數(shù)零件的剛性較高，而中、高頻率的壓力級(jí)易于傳出，即發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)對(duì)燃燒噪聲的低頻段衰減大，對(duì)高頻段衰減相對(duì)較小?！練飧讐毫?jí)與聲壓級(jí)之差稱為衰減量】。試驗(yàn)表明：衰減量基本與氣缸壓力譜無(wú)關(guān)。二. 燃燒噪聲控制降低

7、柴油機(jī)燃燒噪聲的根本措施是降低壓力增長(zhǎng)率。而壓力增長(zhǎng)率取決于著火延遲期和在著火延遲期內(nèi)形成的可燃混合氣的數(shù)量和質(zhì)量，因此可通過(guò)選用十六烷值高的燃料，合理組織噴油過(guò)程及選用良好的燃燒室來(lái)實(shí)現(xiàn)。具體措施如下：延遲噴油定時(shí)由于氣缸內(nèi)壓縮溫度和壓力是隨曲軸轉(zhuǎn)角變化的，噴油時(shí)間的早晚對(duì)于著火延遲期長(zhǎng)短的影響將通過(guò)壓縮溫度和壓力而起作用。若噴油早，則燃料進(jìn)入氣缸時(shí)的空氣溫度和壓力低，著火延遲期變長(zhǎng)；若噴油過(guò)遲，同樣燃料進(jìn)入氣缸時(shí)的空氣溫度和壓力反而變低，著火延遲期變長(zhǎng)，燃燒噪聲增大；只有適當(dāng)推遲噴油時(shí)間，即減小噴油提前角，可使著火延遲期延期長(zhǎng)，燃燒噪聲減小。改進(jìn)燃燒室結(jié)構(gòu)形狀和參數(shù)柴油機(jī)工作過(guò)程的好壞主要

8、取決于燃油噴射、氣流運(yùn)動(dòng)和燃燒室形狀三方面的配合是否合理。因此，燃燒室的結(jié)構(gòu)形狀與混合氣的形成和燃燒有密切關(guān)系，它不但直接影響柴油機(jī)的性能，而且影響著火延遲期、壓力升高率，從而影響燃燒噪聲。根據(jù)混合氣的形成及燃燒精通結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，柴油機(jī)的燃燒室分為直噴式和分隔式兩大類：A 直噴式又分開式、半分開式和球形燃燒室等B 分隔式分渦流室和預(yù)燃室。在其它條件相同的情況下，直噴式燃燒室中的球形和斜置圓桶形燃燒室的燃燒噪聲最低，分隔式燃燒室的噪聲一般較低。而形直噴式燃燒室（半分開式）和淺盆形直噴式燃燒室（開式）的燃燒噪聲最大。調(diào)節(jié)燃燒室結(jié)構(gòu)參數(shù)也可降低燃燒噪聲。例如：在渦流室式發(fā)動(dòng)機(jī)中噴油嘴的噴油方向愈偏離渦

9、流室中心而指向渦流下游，附著于燃燒室壁面的燃料就愈多，燃燒也愈平靜；另外增加渦流室噴孔面積比也可減少噪聲。調(diào)節(jié)噴油系噴油率對(duì)燃燒噪聲的影響非常大，試驗(yàn)表明，噴油率提高一倍，燃燒噪聲就會(huì)增加6dB，因此用減少噴油泵供油率的方法來(lái)減少燃燒噪聲，但應(yīng)注意高速性能的惡化和增加怠速噪聲的問(wèn)題。提高廢氣再循環(huán)率和進(jìn)氣節(jié)流提高廢氣再循環(huán)率可減小燃燒率，使發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，因此對(duì)降低燃燒噪聲起到明顯作用。而進(jìn)氣節(jié)流可使氣缸內(nèi)的壓力降低和著火時(shí)間推遲，因此進(jìn)氣節(jié)流不但能降低噪聲，而且還能減少柴油機(jī)所特有的角速度波動(dòng)和橫向擺振。采用增壓技術(shù)柴油機(jī)增壓后進(jìn)入氣缸的空氣充量密度增加，使壓縮終了時(shí)氣缸內(nèi)的溫度和壓力增高，

10、改善了混合氣的著火條件，使著火延遲期縮短。增壓壓力越高，著火延遲期越短，使壓力升高率越小，從而降低燃燒噪聲越多。試驗(yàn)證明，增壓可使直噴式柴油機(jī)燃燒噪聲降低23Db。提高壓縮比提高壓縮比可提高壓縮終了的溫度和壓力，使燃料著火的物理、化學(xué)準(zhǔn)備階段得以改善，從而縮短著火延遲期，降低壓力升高率，降低燃燒噪聲；但壓縮比增大使氣缸內(nèi)壓力增加，會(huì)讓活塞敲擊聲增大，因此，提高壓縮比不會(huì)使發(fā)動(dòng)機(jī)的總噪聲有很大的降低。改善燃油品質(zhì)燃油品質(zhì)不同，噴入燃燒室后所進(jìn)行著火前的物理、化學(xué)準(zhǔn)備過(guò)程就不同，導(dǎo)致著火延遲時(shí)間不同。十六烷值高的燃料著火延遲較短，壓力升高率低，燃燒過(guò)程柔和。故而，應(yīng)采用十六烷值高的燃料。除采取上述

11、措施改進(jìn)燃燒過(guò)程外，還應(yīng)在燃燒激發(fā)力的輻射和傳播途徑上采取措施，增加發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)對(duì)燃燒噪聲的衰減，尤其是對(duì)中、高頻成分的衰減。具體的措施有：提高機(jī)體及缸套的剛性，采用隔振隔聲措施，減少活塞、曲柄連桿機(jī)構(gòu)各部分的間隙，增加油膜厚度，在保持功率的前提下采用較小的缸徑，增加缸數(shù)或采用較大的S/D值，改變薄壁零件（如油底殼）的材料和附加阻尼。§3 發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)械噪聲一活塞敲擊噪聲及控制活塞對(duì)氣缸壁的敲擊,通常是發(fā)動(dòng)機(jī)最大的機(jī)械噪聲源。敲擊的強(qiáng)度主要取決于氣缸的最高爆發(fā)壓力之間的間隙。因此該噪聲既和燃燒有關(guān)，又和發(fā)動(dòng)機(jī)活塞的具體結(jié)構(gòu)有關(guān)?；钊脫粼肼暜a(chǎn)生原因：活塞對(duì)缸壁的敲擊，根本原因在于它們之間

12、存在間隙且往復(fù)運(yùn)動(dòng)的活塞所承受的側(cè)向力發(fā)生方向突變。如下圖所示： F 當(dāng)作用在活塞上的氣體壓力、慣性力和摩擦力發(fā)生在周期性變化時(shí)，活塞在曲軸的旋轉(zhuǎn)平面內(nèi)將受到一個(gè)呈周期性變化的側(cè)向力的作用，此力在上、下止點(diǎn)改變方向，從一側(cè)向另一側(cè)作橫向運(yùn)動(dòng)，在上止點(diǎn)由右向左，在下止點(diǎn)方向相反。在發(fā)動(dòng)機(jī)的高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，活塞的這種橫向運(yùn)動(dòng)的速度很高。由于活塞與缸壁這間有間隙，就形成了對(duì)缸壁的強(qiáng)烈沖擊。影響活塞敲擊噪聲的因素：很多，如活塞間隙、活塞銷孔的偏移、活塞高度、活塞環(huán)數(shù)、缸套厚度、潤(rùn)滑條件、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和氣缸直徑等。降低活塞敲擊噪聲的措施：根據(jù)影響其因素，常采用以下幾點(diǎn)措施：A減小活塞與缸壁的間隙 減小間隙可以

13、減小甚至消除活塞橫向運(yùn)動(dòng)的位移量，減輕或避免活塞對(duì)缸壁的沖擊碰撞，達(dá)到降噪目的。B活塞銷孔中心偏 如上圖b所示，將活塞銷孔的位置向左偏離活塞中心線。在壓縮行程終了時(shí)，活塞靠在氣缸的右側(cè)壁，由于中心左偏量i的存在，在壓力F的作用下，活塞繞活塞銷旋轉(zhuǎn)，使裙部下端先靠到左側(cè)缸壁上，進(jìn)而再以左下端點(diǎn)為支點(diǎn)，繞其旋轉(zhuǎn)并逐漸全部靠向左側(cè)。這樣，活塞向左的橫向運(yùn)動(dòng)方式由原來(lái)的整體沖擊變?yōu)槠交倪^(guò)渡，從而起到顯著的降噪作用。C增加活塞表面的振動(dòng)阻尼 在活塞裙部表面覆蓋一層可塑性材料，增加振動(dòng)阻尼，從而緩沖和吸收活塞敲擊的能量，降低活塞高擊噪聲。二配氣機(jī)構(gòu)噪聲及控制發(fā)動(dòng)機(jī)配氣機(jī)構(gòu)也是重要的機(jī)械噪聲源。由于配氣機(jī)

14、構(gòu)的零件多、剛性差，易于激發(fā)振動(dòng)和噪聲。凸輪和挺桿間的摩擦振動(dòng)、氣門的不規(guī)則運(yùn)動(dòng)、搖臂撞擊氣桿尾部以及氣門落座時(shí)的沖擊等均會(huì)發(fā)出噪聲。產(chǎn)生噪聲的原因：A 發(fā)動(dòng)機(jī)低轉(zhuǎn)速時(shí)，氣門機(jī)構(gòu)的慣性力不高，可將其視為多剛體系統(tǒng)，噪聲主要源于剛體間的摩擦和碰撞。大的噪聲出現(xiàn)在凸輪頂部上推從動(dòng)桿的時(shí)刻，在氣門開啟和關(guān)閉時(shí)刻附近亦有較大的噪聲。氣門開啟噪聲主要是由施加于氣門機(jī)構(gòu)上的撞擊力造成的，而氣門關(guān)閉噪聲則是由氣門落座時(shí)的沖擊產(chǎn)生的。氣門的噪聲級(jí)與氣門運(yùn)動(dòng)的速度成正比。B 發(fā)動(dòng)機(jī)高轉(zhuǎn)速時(shí)，氣門機(jī)構(gòu)的慣性國(guó)相當(dāng)大，使整個(gè)機(jī)構(gòu)產(chǎn)生振動(dòng)。氣門機(jī)構(gòu)（彈性系統(tǒng)）工作時(shí)各零件的彈性變形會(huì)使位于傳動(dòng)鏈末端氣門處的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生很

15、大的畸變，造成氣門運(yùn)動(dòng)有時(shí)遲后于挺桿，有時(shí)超前于挺桿，使傳動(dòng)鏈出現(xiàn)脫節(jié)，氣門開閉不正常，產(chǎn)生“飛脫”和“反彈”等不規(guī)則運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象。發(fā)動(dòng)機(jī)的高速運(yùn)轉(zhuǎn)加劇了這種不規(guī)則運(yùn)動(dòng)，增加氣門撞擊的次數(shù)和強(qiáng)度，產(chǎn)生強(qiáng)烈的噪聲。因此，高速時(shí)配氣機(jī)構(gòu)的噪聲主要與氣門的不規(guī)則運(yùn)動(dòng)有關(guān)。影響因素：主要是凸輪型線、氣門桿間隙和配氣機(jī)構(gòu)的剛度。應(yīng)采取的措施： 減小氣門間隙 減小間隙可減小因間隙存在而產(chǎn)生的撞擊，從而減小噪聲 提高凸輪加工精度和減小表面粗糙度值 提高配氣機(jī)構(gòu)剛度 提高配氣機(jī)構(gòu)傳動(dòng)鏈的各元件的及其支承座的剛度，可使其固有頻率增高，減小振動(dòng)，縮小氣門運(yùn)動(dòng)的畸變，達(dá)到降噪目的。 減輕驅(qū)動(dòng)元件重量 在相同發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下

16、，減輕驅(qū)動(dòng)元件重量就減小了其慣性力，降低了配氣機(jī)構(gòu)所激發(fā)的振動(dòng)和噪聲。 選用性能優(yōu)良的凸輪型線 設(shè)計(jì)凸輪型線時(shí)，除保證氣門最大升程、氣門運(yùn)動(dòng)規(guī)律和最佳配氣正時(shí)外，還要使挺桿在凸輪型線緩沖范圍內(nèi)的運(yùn)動(dòng)速度很小，從而減小氣門在始升或落座時(shí)的速度，降低因撞擊而產(chǎn)生的噪聲。三供油系噪聲噴油系統(tǒng)是柴油機(jī)的噪聲源之一。其主要成分在幾千赫茲以上的高頻區(qū)域內(nèi)，在發(fā)動(dòng)機(jī)的某些部位，人耳對(duì)它們往往清晰可辨，它也是發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲不可忽略的噪聲源。產(chǎn)生原因：是由噴油泵和高壓油管系統(tǒng)的振動(dòng)引起的，主要是由周期性變化的柱塞上部的燃油壓力、高壓油管內(nèi)的燃油壓力以及發(fā)動(dòng)機(jī)往復(fù)運(yùn)動(dòng)慣性力激發(fā)泵體自身振動(dòng)而引起的，其大小與發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速

17、、泵內(nèi)燃油壓力、供油量及泵的結(jié)構(gòu)有關(guān)。試驗(yàn)表明：當(dāng)凸輪軸轉(zhuǎn)速增加一倍，噴油泵噪聲約增815dB，燃油壓力由0增至150MPa時(shí)，噪聲僅增34dB，說(shuō)明供油量對(duì)噴油泵噪聲影響較小。提高噴油泵的剛性，采用單體泵及選用損耗系數(shù)較大的材料作泵體，可減小因泵體振動(dòng)產(chǎn)生的噪聲?？煞譃榱黧w噪聲和機(jī)械噪聲。A流體噪聲包括：液壓泵壓力脈動(dòng)激發(fā)的噪聲。 這種壓力脈動(dòng)將激情泵體產(chǎn)生振動(dòng)和噪聲，同時(shí)還將使燃油產(chǎn)生很大的加速度，從而沖擊管壁而激發(fā)噪聲。空穴現(xiàn)象激發(fā)的噪聲。 當(dāng)油路中高壓力急速脈動(dòng)的情況下，油中含有空氣會(huì)不斷地形成氣泡又破滅，形成所謂空穴噪聲。噴油系統(tǒng)管道的共振噪聲。 當(dāng)油管中供油壓力脈動(dòng)的頻率接近或等于

18、管道系統(tǒng)的固有頻率時(shí)，引起共振，激發(fā)噪聲。B 械噪聲包括：噴油泵凸輪和滾輪體之間的周期性沖擊和摩擦，特別是當(dāng)恢復(fù)彈簧的固有頻率和這種周期性的沖擊接近時(shí)，會(huì)產(chǎn)生共振，使噪聲加劇。§4 發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣動(dòng)力噪聲發(fā)動(dòng)機(jī)空氣動(dòng)力噪聲包括：進(jìn)氣噪聲、排氣噪聲和風(fēng)扇噪聲。一 進(jìn)氣噪聲及其控制進(jìn)氣噪聲：進(jìn)氣門周期性開閉引起進(jìn)氣管道內(nèi)壓力起伏變化而形成的空氣動(dòng)力性噪聲。 對(duì)某些發(fā)動(dòng)機(jī)而言，進(jìn)氣噪聲有時(shí)比發(fā)動(dòng)機(jī)本體噪聲高出5dB左右，成為僅次于排氣噪聲的主要聲源。 產(chǎn)生原因：A 當(dāng)進(jìn)氣閥突然關(guān)閉時(shí)，必將引起進(jìn)氣管道中空氣壓力和速度的波動(dòng)，這種波動(dòng)由氣門處以壓縮波和稀疏波的形式沿著管道向遠(yuǎn)方傳播，并在管道開

19、口端和固定壁面端（關(guān)閉的氣門）之間產(chǎn)生多次反射，在此期間進(jìn)氣管道中的氣流柱由于振動(dòng)會(huì)產(chǎn)生一定的波動(dòng)噪聲。B 當(dāng)進(jìn)氣閥開啟時(shí)，活塞由上止點(diǎn)下行吸氣，其速度由零變到最大值25m/s左右，鄰近活塞的氣體分子必然以同樣的速度運(yùn)動(dòng)，在進(jìn)氣管內(nèi)會(huì)產(chǎn)生一個(gè)壓力脈沖，從而形成強(qiáng)烈的脈沖噪聲。另一方面，在進(jìn)氣進(jìn)程中氣流高速流過(guò)進(jìn)氣門流通截面，會(huì)形成強(qiáng)烈的渦流噪聲，其主要頻率成分在10002000Hz范圍內(nèi)。 進(jìn)氣噪聲的大小與進(jìn)氣方式、進(jìn)氣門結(jié)構(gòu)、缸徑、凸輪型線等設(shè)計(jì)因素有關(guān)。對(duì)同一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)而言，進(jìn)氣噪聲主要受轉(zhuǎn)速影響，轉(zhuǎn)速增加一倍，進(jìn)氣噪聲增加1018dB。其原因在于：轉(zhuǎn)速增加使進(jìn)氣管道中的氣流速度增加，同時(shí)使

20、上述的波動(dòng)噪聲、脈沖噪聲和渦流噪聲加劇。采取的措施：A 安裝空氣濾清器B 設(shè)置進(jìn)氣消聲器二 排氣噪聲及其控制排氣噪聲：當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣閥門突然開啟后，廢氣會(huì)以很高的速度沖出，經(jīng)排氣管沖入大氣，是一十分復(fù)雜而不穩(wěn)定的過(guò)程。在此進(jìn)程中產(chǎn)生噪聲為排氣噪聲。其中以廢氣通過(guò)氣閥時(shí)產(chǎn)生的渦流噪聲最強(qiáng)烈。排氣噪聲的基頻是發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)火頻率，在整個(gè)排氣噪聲頻譜中呈現(xiàn)出基頻及其高次諧波的延伸。發(fā)動(dòng)機(jī)排氣噪聲的頻率（Hz）按下式計(jì)算： 其中：k諧波次 i氣缸數(shù) n發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸轉(zhuǎn)速 r/min 沖程系數(shù) 二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)=1 四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)=2根據(jù)周期性信號(hào)展開為付立葉級(jí)數(shù)的一般規(guī)律知，隨著諧波次數(shù)千k值的增加，其幅值將迅速降

21、低，即高諧次的排氣噪聲聲級(jí)將迅速降低。 除上述噪聲外，排氣噪聲與進(jìn)氣噪聲類似，還包括排氣總管和排氣歧管中存在的氣柱共振噪聲、氣門桿背部的渦流噪聲、排氣系統(tǒng)管道內(nèi)壁面處的紊流噪聲等，此外，排氣噪聲還包括廢氣噴注和沖出噪聲。在同等條件下，柴油機(jī)的排氣噪聲比汽油機(jī)的大，二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的比四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的大。發(fā)動(dòng)機(jī)排氣噪聲呈明顯的低頻特性，噪聲級(jí)的大小與發(fā)動(dòng)機(jī)功率、排量、轉(zhuǎn)速、平均有效壓力以及排氣口形狀、尺寸等因素有直接關(guān)系。大量試驗(yàn)表明，排氣噪聲隨排量、轉(zhuǎn)速、功率、平均有效壓力的增加而提高。對(duì)同一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō)，影響排氣噪聲最重要的因素是發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速及負(fù)荷。試驗(yàn)表明，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速增加一倍，空負(fù)荷排氣噪聲增加1

22、014dB，而全負(fù)荷的僅增加59dB。綜合在量的試驗(yàn)數(shù)據(jù)得出排氣噪聲（dB）與發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、平均有效壓力和排量的關(guān)系為：四沖程柴油機(jī)L=28lg n + 20lg pme + 15lg VH + K1四沖程汽油機(jī)L=25lg n + 20lg pme + 13lg VH + K2其中：n發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，r/min；pme平均有效壓力，100kPa； VH發(fā)動(dòng)機(jī)排量， L； K1、K2與發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)有關(guān)的常數(shù)。控制排氣噪聲的措施：A 對(duì)噪聲源本身采取措施：從排氣噪聲的發(fā)生機(jī)理分析入手，在不降低發(fā)動(dòng)機(jī)性能、不對(duì)排氣系統(tǒng)作大改動(dòng)的前提下，采取措施：改進(jìn)排氣歧管的布置，使吹過(guò)管口的氣流方向與該管的軸線夾角保持

23、在最不易策動(dòng)該管發(fā)生共振的角度范圍內(nèi)。合理設(shè)計(jì)各歧管的長(zhǎng)度，使管的聲共振頻率錯(cuò)開。使各排氣歧管管口及各管之間連接處都有較大的過(guò)渡圓角，減小斷面突變，避免管口存在尖銳的邊緣，以減弱聲共振作用。降低排氣門桿、氣門、歧管和排氣道內(nèi)壁面的表面粗糙度值，以減小紊流附面層中的渦流強(qiáng)度。在保證排氣門剛度和強(qiáng)度和條件下，盡可能減小排氣門桿直徑。B 采用排氣消聲器和減小由排氣歧管傳來(lái)的結(jié)構(gòu)振動(dòng)：排氣消聲器是普遍采用的最有效的降噪手段。為控制排氣歧管的結(jié)構(gòu)振動(dòng)，可改進(jìn)排氣歧管結(jié)構(gòu)以獲得適宜的振動(dòng)傳遞特性，或?qū)ε艢馄绻懿扇「粽翊胧?，均可控制振?dòng)、降低噪聲。三 風(fēng)扇噪聲風(fēng)扇噪聲由旋轉(zhuǎn)噪聲和渦流噪聲組成。旋轉(zhuǎn)噪聲（又叫

24、葉片噪聲）是由于旋轉(zhuǎn)著的葉片周期性地切割空氣，引起空氣的壓力脈動(dòng)而產(chǎn)生的。其基頻（Hz）為： fl其中：n風(fēng)扇轉(zhuǎn)速，r/min； Z葉片數(shù)渦流噪聲：風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)使周圍氣體產(chǎn)生渦流，此渦流由于沾滯力的作用又分裂成一系列分離的小渦流。這些渦流及其分裂過(guò)程使空氣發(fā)生擾動(dòng)，形成壓縮與稀疏過(guò)程，從而產(chǎn)生渦流噪聲。其頻譜峰的頻率為：fmax=k 其中：v風(fēng)扇圓周速度，m/s； d葉片在氣流入射方向上的厚度，m； k=0。150。22 常數(shù) 顯然，fmax與V正比，但旋轉(zhuǎn)葉片上的圓圍速度隨與圓心距離不同而連續(xù)變化，所以渦流噪聲呈明顯的連續(xù)譜特征。風(fēng)扇噪聲隨轉(zhuǎn)速增加而迅速提高，轉(zhuǎn)速提高一倍，聲級(jí)增加1117dB。

25、通常在低轉(zhuǎn)速時(shí)，風(fēng)扇噪聲比發(fā)動(dòng)機(jī)本體噪聲低得多，但在高轉(zhuǎn)速時(shí)，風(fēng)扇噪聲往往成主要甚至最大的噪聲源?？刂骑L(fēng)扇噪聲的措施： 選擇適當(dāng)?shù)娘L(fēng)扇與散熱器之間的距離。一般取100200，能很好地發(fā)揮風(fēng)扇的冷卻能力，又能使噪聲最小。 改進(jìn)風(fēng)扇葉片形狀，使之有較好的流線型和合適的彎曲角度，降低其附近的渦流強(qiáng)度，達(dá)到控制噪聲的目的。試驗(yàn)表明，葉片材料對(duì)其噪聲有一定的影響，鑄鋁葉片比沖壓鋼板的噪聲小，而有機(jī)合成材料葉片比金屬的噪聲小。設(shè)置風(fēng)扇離合器，使之在必要的時(shí)候工作，不僅可減少發(fā)動(dòng)機(jī)功率損耗和使發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)常處在適宜的溫度下工作，而且起到降噪的作用。令葉片非均勻分布。由于葉片均勻分布的風(fēng)扇，往往會(huì)產(chǎn)生一些聲壓級(jí)很

26、高的有調(diào)成分，采用非均勻分布，可避免這種情形。例如：四葉片風(fēng)扇的葉片間周夾角布置為70º和110º，則可有效降低風(fēng)扇噪聲譜中那些突出的線狀尖峰，使噪聲譜變得較為平坦，從而起到降噪作用。§5 發(fā)動(dòng)機(jī)表面輻射噪聲及其控制發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒激振力和機(jī)械激振力通過(guò)各個(gè)結(jié)構(gòu)零件傳遞到發(fā)動(dòng)機(jī)的外表面上，形成表面的振動(dòng)響應(yīng)。發(fā)動(dòng)機(jī)表面的振動(dòng)又激發(fā)相鄰空氣介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)，形成聲波向外輻射，即發(fā)動(dòng)機(jī)的表面輻射噪聲。為使發(fā)動(dòng)機(jī)表面輻射噪聲減小除了在燃燒激振力和機(jī)械激振力的產(chǎn)生根源上采取措施之外，還要在這此激振力的傳遞途徑上和表面輻射噪聲的效率方面采取措施，最終達(dá)到有效控制發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲的目的。

27、為此，需要研究激振力和結(jié)構(gòu)響應(yīng)之間的關(guān)系、表面振動(dòng)與輻射噪聲之間的關(guān)系以及發(fā)動(dòng)機(jī)表面噪聲的分布狀況等方面的問(wèn)題。發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)為一復(fù)雜的機(jī)械系統(tǒng)，可視為多自由度振動(dòng)系統(tǒng)，其激振力和結(jié)構(gòu)響應(yīng)之間的關(guān)系可通過(guò)脈沖響應(yīng)函數(shù)來(lái)確定，也可通過(guò)有限元計(jì)算或試驗(yàn)?zāi)B(tài)分析的方法來(lái)確定發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)的主要階次模態(tài)參數(shù)，其中，固有頻率和振型對(duì)控制發(fā)動(dòng)機(jī)和噪聲有特別重要的意義。因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)以某一階模態(tài)振動(dòng)時(shí)，將在其輻射噪聲頻譜上出現(xiàn)下一個(gè)峰值。若峰值過(guò)高，則將對(duì)整個(gè)結(jié)構(gòu)輻射噪聲的強(qiáng)度產(chǎn)生較大影響，此時(shí)可考慮根據(jù)該階振動(dòng)的形狀采取相應(yīng)的措施，以改變?cè)撾A模態(tài)的固有頻率、阻尼、剛度和質(zhì)量分配等，使結(jié)構(gòu)的固有頻率向不易策動(dòng)共振的區(qū)域。

28、表面輻射噪聲可用表面振動(dòng)速度或速度平均均方值來(lái)表示，在近似關(guān)系Lp=20lg（0c0）+10lgv2+10lg+10lg-10lgp0其中：LP測(cè)量表面聲壓級(jí)，dB； 0c0空氣介質(zhì)的特性阻抗，Pa·s/mv2表面振動(dòng)的時(shí)間空間平均速度的均方值，m2/s2=WR/WP輻射系數(shù)，與輻射表面的結(jié)構(gòu)型式、振動(dòng)頻率及振型等有關(guān)； WR表面輻射聲功率、，W；WP表面振動(dòng)功率，W；S、A規(guī)定聲場(chǎng)中的表面積和振動(dòng)表面積，m2；P0=2×10-5Pa參考聲壓。由于控制發(fā)動(dòng)機(jī)表面噪聲受發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理和性能要求方面的限制，在技術(shù)上難以采取降噪措施，即便采取措施，降噪也很有限。實(shí)踐表明，在結(jié)構(gòu)上

29、阻斷激振力的傳遞或降低表面聲輻射效率，可大幅度地降低表面輻射噪聲，有效控制發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲。其具體措施為增加結(jié)構(gòu)剛度和阻尼，減少輻射表面面積。下面是發(fā)動(dòng)機(jī)表面輻射噪聲的幾個(gè)結(jié)構(gòu)響應(yīng)和控制措施：缸體曲軸箱 其剛度較差，振動(dòng)較大，是表面噪聲輻射的主要部分，同時(shí)其振動(dòng)又傳給殼體等重要的輻射噪聲表面，使振動(dòng)加劇。因而是控制表面輻射噪聲的基本途徑。產(chǎn)生輻射噪聲的具體原因：當(dāng)缸體曲軸箱按某階振型振動(dòng)時(shí)，其壁面呈彎曲狀的振動(dòng)，從而產(chǎn)生噪聲?？刂拼胧和ㄟ^(guò)增加壁厚、加肋、改進(jìn)曲軸箱結(jié)構(gòu)、增加中隔板及采用整體式軸承梁或軸承座等方法來(lái)提高其剛度，使結(jié)構(gòu)固有頻率升高到結(jié)構(gòu)衰減系數(shù)較大的區(qū)域，從而達(dá)到降噪的目的。罩殼類零件

30、 具有壁薄和表面平而大的特點(diǎn)，是主要的表面輻射噪聲源?？刂拼胧涸鰪?qiáng)其剛度，提高其固有頻率。敷貼阻尼材料。固定在發(fā)動(dòng)機(jī)上的各種蓋板 控制措施：隔振：在其間使用隔振層 涂加阻尼材料。除以上措施之外，還可對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)整機(jī)或部分構(gòu)件采用隔聲措施，以滿足日益嚴(yán)格的噪聲控制法規(guī)的要求。常用的隔聲方法有局部隔聲、全封閉整體隔聲罩和隧道式隔聲罩等。§6發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲的預(yù)估影響發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲的因素很多，但它主要決定于發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和缸徑。發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲的A聲級(jí)有以下估算公式：四沖程、自然吸氣柴油機(jī) LA= 30 lg N + 50 lg B 51.5 dB四沖程、渦輪增壓柴油機(jī) LA= 40 lg N + 50 lg

31、 B 86.5 dB二沖程柴油機(jī) LA= 40 lg N + 50 lg B 80 dB對(duì)置活塞式發(fā)動(dòng)機(jī) LA= 40 lg N + 50 lg（B）80 dB汽油機(jī) LA= 50 lg N + K dB以上各式中：N發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)，（rad/min） B缸徑，（） K常數(shù) 注：上述聲壓級(jí)的測(cè)點(diǎn)與發(fā)動(dòng)機(jī)表面的距離約為1m乘員車室噪聲及其控制本章重點(diǎn)討論車室噪聲發(fā)生機(jī)理及其控制措施，并對(duì)車室聲學(xué)有限元分析和車身振動(dòng)噪聲試驗(yàn)作簡(jiǎn)介。§1車身噪聲及控制車身噪聲主要來(lái)自兩方面：車身振動(dòng)。它引起的噪聲受車身結(jié)構(gòu)、發(fā)動(dòng)機(jī)安裝方式、各激振源特性等多種因素影響?？諝馀c車身之間的沖出和摩擦。只受車身外形結(jié)

32、構(gòu)和汽車行駛速度的影響。一車身振動(dòng)噪聲車身是由骨架和壁板組成的復(fù)雜結(jié)構(gòu)體，在發(fā)動(dòng)機(jī)和路面的振動(dòng)激勵(lì)下，其振動(dòng)狀態(tài)十分復(fù)雜。車身前部振動(dòng)由前輪激振力產(chǎn)生，是由前軸非懸架支承質(zhì)量共振與車身的一階彎曲共振、發(fā)動(dòng)機(jī)垂直振動(dòng)以及懸掛質(zhì)量縱向角振動(dòng)共振而合成的。車身橫向振是由于左右車輪的逆向振動(dòng)而產(chǎn)生懸掛質(zhì)量橫向角振動(dòng)的共振和車身的扭轉(zhuǎn)共振。這些振動(dòng)互相影響，使車身實(shí)際振動(dòng)狀態(tài)更為復(fù)雜。研究表明，作為車身振動(dòng)噪聲現(xiàn)象的頻率為5300Hz左右，其中以車身骨架結(jié)構(gòu)為主產(chǎn)生的振動(dòng)噪聲在530Hz的低頻范圍，以壁板為主產(chǎn)生的振動(dòng)噪聲在30300Hz的低、中頻范圍內(nèi)。從車身結(jié)構(gòu)型式看，由于無(wú)骨架車身直接承受路面的沖

33、擊，因而較骨架式車身更容易產(chǎn)生振動(dòng)噪聲。對(duì)于一些大型車輛，由于車身較長(zhǎng)，相應(yīng)的車身質(zhì)量增加，使車身整體剛度下降；而對(duì)于一些不客車，由于車身輕量化設(shè)計(jì)，使車身整體剛度下降。若車身剛度不足，則固有頻率降低，汽車在行駛中易產(chǎn)生車身共振，引起較大噪聲。此外，發(fā)動(dòng)機(jī)、底盤與車身隔振措施不佳也易激起車身振動(dòng)，加劇噪聲。二空氣流動(dòng)噪聲 汽車行駛時(shí)，車身內(nèi)外總會(huì)存在不同程度的空氣流動(dòng)噪聲，包括：空氣通過(guò)車身縫隙或孔道進(jìn)入車內(nèi)而產(chǎn)生的沖擊噪聲空氣吹過(guò)車身外面凸起物而產(chǎn)生的渦流噪聲空氣與車身的摩擦聲 由于空氣阻力與汽車行駛速度的平方成正比，因而汽車高速行駛時(shí)，空氣流動(dòng)噪聲較大?？諝饬鲃?dòng)噪聲對(duì)車內(nèi)噪聲影響更大些，其

34、頻率較高，為2000Hz左右，人的感覺(jué)為嗚叫聲或沙沙聲?？諝饬鲃?dòng)噪聲雖因車型不同而產(chǎn)生部位互異，但不論車型如何，若車身外表制造粗糙、車身流線型差、車窗調(diào)整裝配不當(dāng)及車外凸起物多，都會(huì)增大車身的空氣流動(dòng)噪聲。三車身噪聲控制車身本身一般無(wú)振源，其載荷也很小，其噪聲源主要來(lái)自外部。由于車身是薄殼結(jié)構(gòu)，外部傳來(lái)的振動(dòng)會(huì)放大；此外，隔離發(fā)動(dòng)機(jī)和底盤輻射噪聲的措施還受到結(jié)構(gòu)上的限制，因此車身振動(dòng)和噪聲的控制特別強(qiáng)調(diào)控制外部振源和聲源，車身本身的控制多屬消極措施。因空氣流動(dòng)噪聲一般較小，所以降低車身噪聲的重點(diǎn)應(yīng)放在車身振動(dòng)的控制上。有骨架車身和無(wú)骨架車身都是在較寬頻帶上有很多共振點(diǎn)的彈性結(jié)構(gòu)體，設(shè)計(jì)時(shí)很難同

35、時(shí)滿足懸架、驅(qū)動(dòng)系及低振動(dòng)噪聲的要求。協(xié)調(diào)方法之一是提高車身著力點(diǎn)的機(jī)械阻抗，即提高著力點(diǎn)附近的剛性，使車身振動(dòng)減小，從而降低車身噪聲。在車身構(gòu)件中，板件振動(dòng)對(duì)車身噪聲有重要的影響。因其聲輻射效率較高，在承受振源傳入的振動(dòng)能量時(shí)，極易成為結(jié)構(gòu)上的主要發(fā)聲部位。在其上設(shè)置加強(qiáng)肋以提高其剛度和加裝阻尼帶或粘貼減振材料，可減弱和衰減其振動(dòng)。 一般來(lái)說(shuō)，防聲涂料覆蓋量為0。25g/2時(shí)，防聲效果最佳。車身外板的共振頻率通常在40300Hz左右，地板的在5060Hz左右，不同的車身結(jié)構(gòu)的共振頻率差異很大。車身設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)正確選取，避免發(fā)動(dòng)機(jī)、底盤的共振頻率或激振力頻率與車身各板件的共振頻率相一致，同時(shí)應(yīng)將車

36、身外板、車頂、地板的共振頻率互相錯(cuò)開，以防產(chǎn)生強(qiáng)烈的噪聲。路面激勵(lì)使車身振動(dòng)，車身振動(dòng)會(huì)引發(fā)發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)，而發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)雙反過(guò)來(lái)傳給車身，為避免這種“反饋”現(xiàn)象，可采用試驗(yàn)方法決定發(fā)動(dòng)機(jī)最佳安裝位置和支承剛度，使整車各部件固有頻率實(shí)現(xiàn)最佳匹配。采用流線型好的車身不僅可降低行駛阻力，而且可減少空氣渦流及空氣對(duì)車身的沖擊。光潔的車身要減少摩擦，從而降低噪聲。車身凸出物的數(shù)量和凸出幅度也應(yīng)控制，以利降低空氣流動(dòng)噪聲。§2 車內(nèi)噪聲車內(nèi)噪聲指汽車行駛時(shí)乘座室內(nèi)存在的各種噪聲。它極易使乘員感到疲勞，對(duì)汽車乘坐舒適性有重要影響。一車內(nèi)噪聲發(fā)生機(jī)理及傳播途徑車內(nèi)噪聲發(fā)生機(jī)理如下圖所示： 孔縫透聲聲源車

37、內(nèi)噪聲車室內(nèi)混響 車身振動(dòng) 振動(dòng)源車架振動(dòng) 注： 固體聲 空氣聲從聲源來(lái)看，車內(nèi)和車外噪聲的來(lái)源基本相同，其主要聲源有：發(fā)動(dòng)機(jī)、進(jìn)排氣、冷卻風(fēng)扇及底盤噪聲等等。它們所輻射的噪聲在車身周圍空間形成一個(gè)不均勻聲場(chǎng)。車外噪聲要向車內(nèi)傳播，具體途徑有二：一是通過(guò)車身壁板及門窗上所有的孔、縫直接傳入車內(nèi)；二是車外噪聲聲波作用于車身壁板，激發(fā)壁板振動(dòng)，并向車內(nèi)輻射噪聲。從振動(dòng)源來(lái)看，有兩種含義：一是發(fā)動(dòng)機(jī)、底盤工作時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng)；二是路面激勵(lì)產(chǎn)生的振動(dòng)。后者頻率較低，對(duì)于激發(fā)噪聲影響較小。由各振源產(chǎn)生的振動(dòng)通過(guò)車身各支點(diǎn)激發(fā)車身壁板產(chǎn)生強(qiáng)烈振動(dòng)，并向車內(nèi)輻射強(qiáng)烈的噪聲，即固體傳聲。由于車身壁板主要由金屬板和

38、玻璃板構(gòu)成，這些材料都具有很強(qiáng)的聲反射性能。在車室門窗均關(guān)閉的情況下，上述傳入室內(nèi)的空氣聲和壁板振動(dòng)輻射的固體聲，都會(huì)在密閉空間內(nèi)多次反射，使車內(nèi)聲場(chǎng)接近于擴(kuò)散聲場(chǎng)，所以車內(nèi)噪聲實(shí)為直達(dá)聲與混響聲疊加后的結(jié)果。綜上所述，發(fā)動(dòng)機(jī)、底盤和路面作為聲源和振源均可激發(fā)車內(nèi)噪聲，其傳播途徑分為空氣傳聲和固體傳聲兩種。如下圖所示：發(fā)動(dòng)機(jī)傳動(dòng)系排氣系車身振動(dòng)車內(nèi)混響車內(nèi)噪聲空氣波動(dòng)氣體流動(dòng)風(fēng)扇輪胎路面空氣和固體傳播噪聲能量的比例因車型結(jié)構(gòu)和噪聲的不同頻率成分的變化而有所差別。如下圖所示： 70 （dB）聲壓級(jí) 車內(nèi)總噪聲 空氣聲 60 固體聲 50 40 125 250 500 1000 2000 4000

39、 （f）Hz由圖可知，在500Hz以上，空氣聲傳導(dǎo)占主導(dǎo)地位；而在400Hz以下，固體傳聲占主導(dǎo)地位。在不同的運(yùn)行狀態(tài)下，勻速行駛時(shí)固體傳聲和空氣傳聲的強(qiáng)度大致相同，而加速或減速時(shí)，固體傳聲比例超過(guò)空氣傳聲。二車內(nèi)噪聲特性及影響因素由于結(jié)構(gòu)差異，各種汽車車內(nèi)噪聲的特性是不同的。對(duì)于小客車而言，發(fā)動(dòng)機(jī)的非對(duì)稱性、各循環(huán)的壓力波動(dòng)、各缸間燃燒的差別等等，是車內(nèi)噪聲的主要激振力，因其所處的頻率范圍較小，盡管這些頻率的噪聲有較高聲級(jí)，卻對(duì)車內(nèi)總噪聲的響度影響較小。相對(duì)貨車而言，小客車的高頻噪聲級(jí)較低，且裝用柴油機(jī)時(shí)更低。一般情況下，小客車低速行駛時(shí)的車內(nèi)高頻噪聲聲級(jí)決定于路面激振力的作用，而高速行駛時(shí)

40、則取決于空氣動(dòng)力噪聲。在發(fā)動(dòng)機(jī)滿負(fù)荷工作時(shí)，某特定車速下車內(nèi)高頻噪聲取決于發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲，而超過(guò)該車速后便決定于空氣動(dòng)力噪聲。若排氣系統(tǒng)有較好的隔振措施，則排氣和風(fēng)扇噪聲不是影響小客車車內(nèi)高頻噪聲的主要因素。對(duì)于貨車而言，其車內(nèi)噪聲在低頻段較車外噪聲有更高的聲壓級(jí)，這些噪聲成分主要來(lái)源是發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲、進(jìn)排氣系統(tǒng)、路面激振以及氣流沖擊等。某些汽車風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)頻率，大、中型直列發(fā)動(dòng)機(jī)缸體振動(dòng)頻率以及駕駛室內(nèi)空氣和地板下空氣的自振頻率，也在此低頻范圍內(nèi)。所以，貨車車內(nèi)低頻噪聲一般較高。貨車車內(nèi)高頻噪聲來(lái)源主要有進(jìn)排氣系統(tǒng)、傳動(dòng)系齒輪嚙合、輪胎花紋與路面的沖擊、氣缸壓力波動(dòng)及渦輪增壓器葉片轉(zhuǎn)動(dòng)等。當(dāng)高速行駛時(shí)，

41、空氣流動(dòng)噪聲對(duì)車內(nèi)噪聲的高頻區(qū)有所貢獻(xiàn)。車內(nèi)聲場(chǎng)的分布。汽車車內(nèi)聲場(chǎng)一方面呈一定程度的混響狀態(tài)，另一方面由于車外聲場(chǎng)的不均勻性和車身結(jié)構(gòu)各處隔聲量的不均勻性，使各壁板透入的聲強(qiáng)度各異，因此車內(nèi)聲場(chǎng)分布變得相當(dāng)復(fù)雜。車內(nèi)噪聲評(píng)價(jià)一般引用駕駛員右耳位置處的聲壓和頻譜兩處參量。影響車內(nèi)噪聲大小的因素，除各聲源外，還有汽車車身結(jié)構(gòu)、密封性及阻尼吸聲材料應(yīng)用情況等。車身形狀、尺寸、材料等，對(duì)車室內(nèi)風(fēng)振和空腔共鳴有重要影響。四 車室內(nèi)的風(fēng)振現(xiàn)象小客車打開一車窗并以高速行駛時(shí)，車室相當(dāng)于一個(gè)亥姆霍茲共振腔，該共振腔的共振頻率f0（Hz）為： f0=*c0/2 （71）其中：t窗框厚度，m；A窗的開啟面積，m

42、2； V車室容積，m3； C0空氣中的聲速，m/s；當(dāng)汽車行駛產(chǎn)生的旋流與窗框相沖擊所產(chǎn)生的壓力波動(dòng)頻率與f0相等時(shí)，車室內(nèi)就會(huì)產(chǎn)生空氣共振，稱之為風(fēng)振。風(fēng)振產(chǎn)生狀況與汽車外形尺寸、車窗大小和開啟程度及車速有關(guān)。風(fēng)振幅度取決于車身的特性和渦流與窗框沖擊的強(qiáng)度。在車速增加時(shí)，這種強(qiáng)度和頻率成比例上升，由f0的公式可知，增加開窗面積（A），則共振頻率上升因一個(gè)車窗開啟條件下，小客車風(fēng)振車速約為80100km/h，風(fēng)振頻率約為1520Hz左右，由于此頻率位于人耳可聽(tīng)閾之外，所以乘員所感到的并非聲響，而是一種不愉快的壓迫感。四 車室空腔共鳴現(xiàn)象空腔共鳴：由于汽車車身形成一定形狀的封閉空腔，會(huì)發(fā)生與封閉

43、管道類似的共振現(xiàn)象稱之為空腔共鳴。它具有增強(qiáng)車內(nèi)噪聲的效果。其發(fā)生機(jī)理如下圖所示： 進(jìn)排氣噪聲車身振動(dòng)（骨架振動(dòng)）振動(dòng)傳遞系統(tǒng)各種不平衡激振力 車室空腔共鳴 發(fā)動(dòng)機(jī)傳動(dòng)系行駛系車 架其 他驅(qū)動(dòng)系排氣系行駛系其 他 空腔共鳴噪聲 各激振力通過(guò)懸架等振動(dòng)傳遞系統(tǒng)傳至車架，并使車產(chǎn)生振動(dòng)，當(dāng)該振動(dòng)頻率與車身固有頻率相等時(shí)，車身將產(chǎn)生共振，使該頻率下的噪聲級(jí)劇增。車室空腔共鳴的特性是與具體的聲壓分布、固有頻率相聯(lián)系的聲學(xué)振動(dòng)模態(tài)（行波）。空腔共鳴時(shí)的車內(nèi)噪聲模態(tài)（共振頻率、聲壓分布）稱為車室空腔共鳴噪聲。它取決于車室空腔聲學(xué)特性和汽車的運(yùn)行狀態(tài)。車室空腔共鳴易使車內(nèi)噪聲放大，發(fā)出70160Hz的隆隆聲

44、。其可能發(fā)生原因有：傳動(dòng)系的彎曲振動(dòng)、懸架彈簧共振、進(jìn)排氣系共鳴和共振、車身結(jié)構(gòu)的彎曲振動(dòng)等。車身結(jié)構(gòu)、材料、形狀、大小等，對(duì)車室空腔現(xiàn)象起著決定性作用，激振力大小 、振動(dòng)傳遞系系統(tǒng)的阻尼特性、車室內(nèi)部吸聲材料性質(zhì)與厚度等，對(duì)車室空腔共鳴噪聲峰值有重要的影響。由于實(shí)際車室前后方向的形狀相當(dāng)復(fù)雜，難以正確推算固有頻率和共鳴模式，因此，近年來(lái)流行有差分法或有限元法模擬計(jì)算車室固有頻率和共鳴模式。§3車內(nèi)噪聲控制 由于汽車上幾乎所有的噪聲源對(duì)車內(nèi)噪聲都有貢獻(xiàn)，加之車身對(duì)外部噪聲可能有放大作用，且車身自身也會(huì)產(chǎn)生噪聲，因此車內(nèi)噪聲控制是一項(xiàng)比較復(fù)雜的工作，其控制的途徑主要有三：減弱聲源強(qiáng)度，

45、隔絕傳播途徑，吸聲處理。一消除或減弱噪聲源的噪聲輻射降低汽車上任何一個(gè)聲源的噪聲能量，對(duì)車內(nèi)控制都是有利的，尤其是降低發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲和傳動(dòng)系噪聲，對(duì)車內(nèi)噪聲的降低更重要。對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)系采取的控制措施是進(jìn)行屏蔽處理，若采用封閉發(fā)動(dòng)機(jī)室的方法可使車內(nèi)噪聲降低78Db，再對(duì)屏蔽罩的壁板涂敷阻尼層，可再降低2dB左右。二隔絕傳播途徑為減少汽車行駛過(guò)程中傳入車內(nèi)的噪聲，可利用具有彈性和阻尼的材料來(lái)改善振源和車身之間的振動(dòng)傳遞關(guān)系。而為阻斷固體傳聲，也可利用涂布、阻尼粘膠等材料來(lái)改善車身壁板的隔聲性能并減小車室壁板的孔隙數(shù)目和尺寸，從而增大車身結(jié)構(gòu)的隔聲量，削弱或阻斷氣體傳聲。隔振對(duì)于非承載式車身，可在車身

46、與車架的安裝支承點(diǎn)加入橡膠墊等彈性阻尼環(huán)節(jié)，達(dá)到削弱振源身車身的固體聲傳導(dǎo)。更重要的隔振措施是針對(duì)較強(qiáng)烈的振源進(jìn)行特別處理。隔聲車室隔聲的重點(diǎn)一般是前壁或前圍板。由于壁板的隔聲性能受質(zhì)量定律支配，因而隔聲對(duì)高頻噪聲較為有效，對(duì)低頻噪聲效果較差，尤其是3050Hz左右的低頻噪聲。有時(shí)車內(nèi)噪聲甚至比發(fā)動(dòng)機(jī)室內(nèi)噪聲還高，其主要原因是固體聲傳播使車身結(jié)構(gòu)振動(dòng)所致。一般情況下，對(duì)汽油機(jī)，2004000Hz范圍是必須注意的隔聲頻域；而對(duì)于柴油機(jī)來(lái)說(shuō)，10004000Hz頻率范圍的隔聲最為重要。為確保低頻隔聲性能足夠好，應(yīng)選用面密度和阻尼均大的隔聲材料。車室隔聲結(jié)構(gòu)一般都是根據(jù)阻尼減振、隔聲和吸聲等多項(xiàng)要求

47、，在不同部位適當(dāng)組合吸聲防振材料而構(gòu)成，對(duì)聲學(xué)環(huán)境要求較高的汽車，對(duì)隔聲相當(dāng)講究，采用多到四層的隔聲結(jié)構(gòu)。隔聲結(jié)構(gòu)的選擇應(yīng)同時(shí)考慮所隔聲的特點(diǎn)、隔聲材料與結(jié)構(gòu)的性能和成本。由于隔聲面密度決定隔聲效果，而實(shí)際汽車上多采用雙層壁隔聲結(jié)構(gòu)，并在兩壁之間填充黃麻、毛氈、聚氨脂泡沫、玻璃棉等吸聲材料，使隔聲性能進(jìn)一步提高。另外，在日益減薄的鋼板上敷涂防振涂料，可彌補(bǔ)汽車輕量化設(shè)計(jì)帶來(lái)的隔聲效果變差的缺陷。提高車室密封性車身壁板上縫隙與孔道，為噪聲傳入車室提供了直接的通道，使隔聲能力大打折扣，因此，必須提高車室密封性。若在車室壁板面積S上有面積為S/n的縫隙或孔道，其各自的透射系數(shù)分別為、S，則該壁板總隔

48、聲量R（dB）為： R=-10 lg （1-）+ （72）一般在縫隙處S1，若<<1/n，則R= lg n （73）由此可見(jiàn)，若車室存在占總面積1/n的縫隙面積，即便采用最好的隔聲材料和結(jié)構(gòu)使0，也會(huì)使總隔聲量受到影響。例如，要求總隔聲量大于40dB，則必須使n104，即：若縫隙面積超過(guò)總面積的1/104，則無(wú)論用何種隔聲材料和隔聲結(jié)構(gòu)，總隔聲量也不能達(dá)到40dB。因此，提高車室密封性是阻止噪聲傳入車內(nèi)的有效方法之一。試驗(yàn)表明，對(duì)各操縱和儀表線路通過(guò)在車身的孔、縫進(jìn)行密封處理前、后的車內(nèi)噪聲相差值高達(dá)10dB，所以必須充分注意縫隙聲問(wèn)題。三·吸聲處理降低車室混響聲在車室壁板上使用能減少反射聲的吸聲材料，可有效降低車室混響作用，從而達(dá)到控制車內(nèi)噪聲的目的。因此，現(xiàn)代汽車車室內(nèi)的全部?jī)?nèi)飾都充分考慮了吸聲要求。車室頂棚結(jié)構(gòu)是吸聲處理的重點(diǎn)，以前筆記中已述。另外，對(duì)汽車車室底板和側(cè)壁也要作吸聲處理。四·防止或消除車室內(nèi)共鳴與風(fēng)振現(xiàn)象