1、 汽車噪聲控制方法的研究與應(yīng)用 專業(yè)：車輛工程 班級：車輛1102 學(xué)號：2011131 姓名：楊全花【摘要】汽車的普及給人們帶來方便的同時(shí)，汽車噪聲對人們的生活、工作及身心健康也產(chǎn)生了日益嚴(yán)重的影響。汽車噪聲的大小是衡量汽車質(zhì)量水平的重要指標(biāo), 因此, 汽車噪聲防治成為世界汽車工業(yè)的一個(gè)重要課題。汽車所產(chǎn)生的車外和車內(nèi)噪聲成因復(fù)雜,分析困難,要有效地控制汽車車外加速噪聲,首先要能準(zhǔn)確地確定各聲源所產(chǎn)生的部位從而尋求主聲源,再結(jié)合各主聲源噪聲產(chǎn)生機(jī)理和傳播途徑,制定經(jīng)濟(jì)有效!切實(shí)可行的降噪措施進(jìn)行噪聲控制，提出了降低汽車噪聲的一些方法措施。【關(guān)鍵詞】 噪聲 車內(nèi)噪聲 車外噪聲 控制方法 引言

2、隨著國民經(jīng)濟(jì)的日益繁榮,汽車工業(yè)和城市交通得到了迅速發(fā)展,但帶來的交通噪聲污染也日益嚴(yán)重汽車作為人們一種主要的交通工具,由于其功率不斷提高,速度越來越快,汽保有量大幅度提高,使得汽車噪聲成為最主要的交通噪聲污染源據(jù)統(tǒng)計(jì)資料表明,城市環(huán)境聲的70%來源于機(jī)動(dòng)車輛,各種機(jī)動(dòng)車輛已成為環(huán)境噪聲的最大污染源1。過高的汽車噪聲嚴(yán)地影響著人們的生活!工作和健康,也給世界的可持續(xù)發(fā)展帶來了很大的挑戰(zhàn)。目前，我國在汽車噪聲控制方面與國外先進(jìn)水平差距很大，研究工作開展得也很不夠，我國汽車產(chǎn)品噪聲控制水平和國外先進(jìn)水平的差距首先體現(xiàn)在噪聲測量方法及噪聲限值的法規(guī)上，我國汽車噪聲控制水平和國外相比差距更大，國外發(fā)達(dá)

3、國家由于對環(huán)境污染的重視，法規(guī)要求和執(zhí)行都非常嚴(yán)格，以及激烈的市場競爭，使得國外汽車生產(chǎn)企業(yè)都非常重視汽車產(chǎn)品的噪聲控制。國外的汽車噪聲控制工作進(jìn)展非常快，從聲源的控制角度來看，對發(fā)動(dòng)機(jī)、消聲器、變速箱、冷卻系統(tǒng)等聲源已經(jīng)有深刻的研究，已有成熟的理論計(jì)算和產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計(jì)程序23。汽車噪聲控制研究的重點(diǎn)已經(jīng)轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu)振動(dòng)噪聲，輪胎噪聲及發(fā)動(dòng)機(jī)隔聲罩的研究方面。國外目前車內(nèi)噪聲控制技術(shù)已普遍達(dá)到實(shí)用階段，如德國Benz公司聲稱已經(jīng)能夠根據(jù)顧客要求制定各種低噪聲車，所增加的價(jià)格約為350美元左右。我國要縮短與世界先進(jìn)水平的差距，目前還有許多工作要做。下面筆者淺談一下汽車噪聲的種類、噪聲控制方法并對國內(nèi)外

4、的研究現(xiàn)狀作一綜述。一：噪聲的危害 眾所周知，汽車噪聲污染是最為嚴(yán)重的環(huán)境污染之一，它不僅對汽車本身及駕乘人員構(gòu)成嚴(yán)重的危害，而且還對周圍環(huán)境造成污染。因此，對汽車振動(dòng)與噪聲控制勢在必行。噪聲的危害是多方面的，必須引起人們的高度重視。 經(jīng)科學(xué)研究和長期實(shí)踐證明:由于噪聲的影響，會導(dǎo)致駕駛員神經(jīng)系統(tǒng)功能卜降。例如:條例反射受到抑制，神經(jīng)末梢受損，震動(dòng)覺、痛覺功能減退，對環(huán)境溫度變化的適應(yīng)能力降低;車輛的震動(dòng)使手掌多汗，指甲松脆;震動(dòng)過強(qiáng)時(shí)，駕駛員會感到手臂疲勞、麻木，握力卜降。長此卜去，會使肌肉痙攣、萎縮，引起關(guān)節(jié)的病變，出現(xiàn)脫鈣、局部骨質(zhì)增生或變形關(guān)節(jié)炎4。強(qiáng)烈的震動(dòng)和伴隨的噪音長期刺激人體，

5、會使植物神經(jīng)功能紊亂，出現(xiàn)惡心、嘔葉、失眠和眩暈等癥狀，女駕駛員還會出現(xiàn)月經(jīng)失調(diào)、痛經(jīng)、流產(chǎn)、子宮脫垂等病癥。二：噪聲的分類根據(jù)噪聲源發(fā)聲機(jī)理通常將噪聲分成三類:機(jī)械傳動(dòng)噪聲、空氣動(dòng)力噪聲、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。空氣動(dòng)力噪聲是由于氣體動(dòng)中的相互作用或固體間的作用而產(chǎn)生的57。電磁噪聲則是由于電磁場的交變造成機(jī)械部件或空間容積的振動(dòng)而產(chǎn)生的。從結(jié)構(gòu)上可分為發(fā)動(dòng)機(jī)(發(fā)動(dòng)機(jī)、進(jìn)氣及排氣)，底盤噪聲(驅(qū)動(dòng)系及輪胎等)，車身噪聲，電器設(shè)備噪聲。汽車外部噪聲示意如圖： 汽車的各噪聲源之間相互作用，同時(shí)，因汽車上的各個(gè)聲源位置和輻射噪聲大小不同以及噪聲傳播途徑的差

6、別，使得某些方向的噪聲較高，在某些方向就較低。所以在整車噪聲控制中，必須分析各種聲源對汽車總噪聲的影響幅度，即噪聲源輻射的大小，分布特點(diǎn)及傳播方向，這對如何采用既經(jīng)濟(jì)又切實(shí)可行的噪聲控制措施來降低汽車整車車外加速噪聲是至關(guān)重要的。由于目前國產(chǎn)汽車的車外加速噪聲主要以發(fā)動(dòng)機(jī)本體噪聲、汽車的進(jìn)氣噪聲和排氣噪聲為主。 2.1.1 發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲包括燃燒、機(jī)械、進(jìn)氣、排氣、冷卻風(fēng)扇及其他部件發(fā)出的噪聲。在發(fā)動(dòng)機(jī)各類噪聲中，發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒噪聲和機(jī)械噪聲占主要成分。燃燒噪聲產(chǎn)生于四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)工作循環(huán)中進(jìn)氣、壓縮、做功和排氣四個(gè)行程，快速燃燒沖擊和燃燒壓力振蕩構(gòu)成了氣缸內(nèi)壓力譜的中高頻分量。燃燒噪聲是具有

7、一定帶寬的連續(xù)頻率成份，在總噪聲的中高頻段占有相當(dāng)比重。機(jī)械噪聲是指發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，各零件相對運(yùn)動(dòng)引起的撞擊，以及機(jī)件內(nèi)部周期性變化的機(jī)械作用力在零部件上產(chǎn)生的彈性變形所導(dǎo)致的表面振動(dòng)而引起的噪聲，包括活塞敲擊聲、氣門機(jī)構(gòu)聲、正時(shí)齒輪聲8。燃燒噪聲和機(jī)械噪聲都是由發(fā)動(dòng)機(jī)本體發(fā)出的，并且隨著發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的增加，噪聲也相應(yīng)增加。一般情況下，低轉(zhuǎn)速時(shí)燃燒噪聲占主導(dǎo)地位，高轉(zhuǎn)速時(shí)機(jī)械噪聲占主導(dǎo)地位。空氣動(dòng)力噪聲是指汽車行駛中，由于氣體擾動(dòng)以及氣體和其他物體相互作用而產(chǎn)生的噪聲。在發(fā)動(dòng)機(jī)中，它包括進(jìn)氣噪聲、排氣噪聲和風(fēng)扇噪聲。實(shí)踐表明，減少振動(dòng)是降低噪聲的根本措施。增加發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)的剛度和阻尼，是減少表面振動(dòng)

8、的辦法，從而達(dá)到降低噪聲的目的9。發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲按其機(jī)理可分為結(jié)構(gòu)振動(dòng)噪聲和空氣動(dòng)力性噪聲。發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲源示意圖如圖 2.1.1結(jié)構(gòu)振動(dòng)噪聲 通過發(fā)動(dòng)機(jī)外表而以及與發(fā)動(dòng)機(jī)外表而剛性連接件的振動(dòng)向大氣輻射的噪聲稱為結(jié)構(gòu)振動(dòng)噪聲或者稱為表而輻射噪聲。根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)表而噪聲產(chǎn)生的機(jī)理，結(jié)構(gòu)振動(dòng)噪聲又可分為燃燒噪聲和機(jī)械噪聲以及液體動(dòng)力噪聲。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)的燃燒方式和燃燒速度密切相關(guān)。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)件與固定件之間作用的周期力、沖擊力、撞擊力所引起的，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)1011。一般說來.在低

9、速時(shí).燃燒噪聲占主導(dǎo)地位;在高轉(zhuǎn)速時(shí)，由于機(jī)械結(jié)構(gòu)的沖擊振動(dòng)加劇而使機(jī)械噪聲上升到主導(dǎo)地位。車用發(fā)動(dòng)機(jī)的輻射噪聲頻率范圍主要在5003000Hz內(nèi)，而其主要噪聲輻射部件的臨界頻率大致在500800Hz范圍內(nèi)。發(fā)動(dòng)機(jī)中液體流動(dòng)產(chǎn)生的力對發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)激振產(chǎn)生的噪聲稱為液體流動(dòng)噪聲。如冷卻系中的水流循環(huán)對水套的沖擊而產(chǎn)生的噪聲。 2.1.2空氣動(dòng)力性噪聲 直接向大氣輻射噪聲源，即由于空氣動(dòng)力學(xué)的原因直接使空氣質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)產(chǎn)生的噪聲為空氣動(dòng)力性噪聲。空氣動(dòng)力噪聲包括進(jìn)、排氣噪聲和風(fēng)扇或風(fēng)機(jī)噪聲。排氣噪聲是發(fā)動(dòng)機(jī)的最大聲源，進(jìn)氣噪聲次之。風(fēng)扇噪聲也是發(fā)動(dòng)機(jī)的主要噪聲源之一。排氣噪聲由周期性排氣噪聲、渦流噪聲和

10、空氣柱共鳴噪聲組成。周期性排氣噪聲是排氣門開啟時(shí)一定壓力的氣體急速排出而產(chǎn)生的;渦流噪聲是高速氣流通過排氣門和排氣管道時(shí)產(chǎn)生的;空氣柱共鳴噪聲是管道中的空氣柱在周期性排氣噪聲的激發(fā)下發(fā)生共鳴而產(chǎn)生的12。 對于發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲的評價(jià)，除考慮其輻射噪聲聲能量總水平外，還應(yīng)考察以下噪聲特性:噪聲級及其隨發(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)噪聲級數(shù)值的分布狀態(tài)，空間各點(diǎn)的噪聲頻譜以及發(fā)動(dòng)機(jī)工作過程各階段的瞬時(shí)聲壓級。通過這些信息，不但可以比較和評價(jià)發(fā)動(dòng)機(jī)輻射噪聲的大小，還可以深入研究輻射聲能在頻率上的分布情況，判斷發(fā)動(dòng)機(jī)工作循環(huán)中輻射聲最大的階段，以便分析產(chǎn)生高噪聲的原因，提高噪聲控制措施并比較和

11、評價(jià)這些措施的有效性和經(jīng)濟(jì)上的合理性。 2.2底盤噪聲 汽車底盤結(jié)構(gòu)固體聲源產(chǎn)生噪聲主要是傳動(dòng)系噪聲和輪胎噪聲。傳動(dòng)系噪聲頻率為400-2000Hz。其中齒輪傳動(dòng)的機(jī)械噪聲是主要部分。齒輪噪聲以聲波向空間傳出的僅是一小部分，而大部分則成了變速器驅(qū)動(dòng)橋的激振使各部分產(chǎn)生振動(dòng)而變?yōu)樵肼暋?輪胎噪聲的主要產(chǎn)生機(jī)理，按聲源的激勵(lì)性質(zhì)不同，輪胎噪聲主要產(chǎn)生機(jī)理可分三大類1315: (1)氣流生機(jī)理。隨著輪胎的滾動(dòng)，在與路而接觸區(qū)，花紋溝內(nèi)空氣不斷地被吸入與擠出，由此形成“空氣泵”噪聲，這是橫向花紋的一種主要噪聲機(jī)理。此聲源為作起伏變化的氣體.屬氣流噪聲。 (2)機(jī)械聲機(jī)理。由胎而花紋塊不斷撞擊路而、輪胎

12、結(jié)構(gòu)的不均勻性以及路而的不平性等因素激發(fā)機(jī)械噪聲，是光而胎及縱向花紋的主要噪聲源。(3) 濾波放大機(jī)理。輪胎與路而接觸處形成喇叭口幾何體，對上述噪聲起著濾波放大作用。另外，胎而花紋溝與路而所圍管道內(nèi)的空氣共振以及輪胎花紋塊離開路而處形成的亥姆霍茲共振效應(yīng)主要為袋狀溝的噪聲機(jī)理。 2.3傳動(dòng)系噪聲 汽車傳動(dòng)系包括發(fā)動(dòng)機(jī)與汽車驅(qū)動(dòng)輪之間的一系列旋轉(zhuǎn)部件。傳動(dòng)系是多質(zhì)量的彈性系統(tǒng)，當(dāng)傳動(dòng)系的固有頻率之一與干擾力矩頻率吻合時(shí)，便會產(chǎn)生扭振，產(chǎn)生噪聲，傳動(dòng)系的彎曲振動(dòng)通過支撐傳給車身部件，使之產(chǎn)生振動(dòng)與噪聲16。 傳動(dòng)系中的齒輪噪聲也較明顯，齒輪噪聲包括兩種頻率成分:高頻噪聲主要是由齒輪的基節(jié)發(fā)生偏差引

13、起的，是齒輪噪聲的主要成分。基節(jié)偏差會使齒輪在嚙合與分離時(shí)產(chǎn)生撞擊，即嚙合撞擊。在定軸系中嚙合頻率幾= nZ /60(Hz)(n為齒輪轉(zhuǎn)速，r/min; z為齒數(shù))。實(shí)際上齒輪傳動(dòng)裝置總要有某種偏心，而偏心了的齒輪旋轉(zhuǎn)一周時(shí)，兩個(gè)齒輪嚙合的松緊程度要發(fā)生變化，導(dǎo)致嚙合力幅值被調(diào)制為齒輪位移的函數(shù)。這樣就會發(fā)生齒輪軸傳動(dòng)的頻率調(diào)制器嚙合頻率，從而出現(xiàn)邊頻。若軸的回轉(zhuǎn)頻率為關(guān).，則上下邊頻帶為; f上=fm+fr f下=fm-fr, 除基節(jié)誤差外，齒形誤差、齒面光潔度等也會產(chǎn)生高頻噪聲17。 齒輪的低頻噪聲主要是由周節(jié)積累誤差引起，由于有此誤差，齒輪每轉(zhuǎn)一周就產(chǎn)生一次撞擊，其頻率為幾=n/60。一

14、般它不是主要噪聲成分，只有當(dāng)周節(jié)累計(jì)誤差很大時(shí)才會對整個(gè)噪聲有較大影響。齒輪嚙合時(shí)，由于外力的作用，齒輪本身也會產(chǎn)生一些固有振動(dòng)，在負(fù)荷較大時(shí)或在低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，此噪聲一般較為突出。如果齒輪的嚙合頻率和齒輪的某階固有頻率相同時(shí)，就要激發(fā)共振噪聲。此外，齒輪箱壁的振動(dòng)噪聲也很大，尤其應(yīng)避免齒輪的嚙合頻率與箱壁的固有自振頻率相同。 2.4車身噪聲車身噪聲主要是由于汽車加速行駛時(shí)空氣流過汽車表而和孔道時(shí)產(chǎn)生的噪聲。該噪聲主要來源于氣流有明顯折彎的地方，在該區(qū)域內(nèi)氣流分離，分離區(qū)內(nèi)旋渦脫落.形成噪聲。三：汽車嗓聲控制方法現(xiàn)狀3.1發(fā)動(dòng)機(jī)嗓聲控制直接從發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體及其主要附件向空間傳出的聲音，都屬于發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲

15、。發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲隨機(jī)型、轉(zhuǎn)速、負(fù)荷及運(yùn)行情況等的不同而有差異，如在轉(zhuǎn)速相同的條件下，柴油機(jī)的噪聲要比汽油機(jī)高。按噪聲產(chǎn)生的性質(zhì)，發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲可分為燃燒噪聲、機(jī)械噪聲。發(fā)動(dòng)機(jī)是產(chǎn)生振動(dòng)和噪聲的根源，降低發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲是汽車噪聲控制的重點(diǎn)18。國內(nèi)現(xiàn)階段主要通過以下途徑降低發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲1920:A.改善發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒過程，減少粗暴燃燒，降低燃燒壓力波動(dòng);B.改善運(yùn)動(dòng)件的運(yùn)行平穩(wěn)，減小機(jī)械運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的振動(dòng)(平衡軸，動(dòng)力減震器等);C.采用優(yōu)化設(shè)計(jì)提高缸體等主要噪聲輻射部件(尤其是剛體裙部、油底殼等)剛度降低了表面振動(dòng)速度，從而減小噪聲輻射。比如:臺階型的缸體裙部設(shè)計(jì)，不僅減小了油底殼的輻射面積，而且增加了缸體和油底

16、殼的剛度;D.結(jié)合發(fā)動(dòng)機(jī)輕量化設(shè)計(jì)采用新型材料，降低材料的噪聲輻射效率;E.采用各種復(fù)合材料、阻尼材料生產(chǎn)沖壓部件;改變傳動(dòng)機(jī)理減小機(jī)械噪聲;比如改齒正時(shí)機(jī)構(gòu)為皮帶或鏈條機(jī)構(gòu)，有效地減小齒輪嚙合噪聲。目前，已有一些國家的專家設(shè)計(jì)了一種發(fā)動(dòng)機(jī)主動(dòng)隔振系統(tǒng)，用于減少發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)，以達(dá)到降低噪聲的目的。3.2進(jìn)氣噪聲控制發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，高速氣流經(jīng)空氣濾清器、進(jìn)氣管、氣門進(jìn)入氣缸、在此氣流流動(dòng)過程中會產(chǎn)生一種強(qiáng)烈的空氣動(dòng)力噪聲，有時(shí)比發(fā)動(dòng)機(jī)本身噪聲高出SdB( A)左右，成為僅次于排氣噪聲的主要噪聲源。該噪聲隨著發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的提高而增強(qiáng)，與負(fù)荷的變化無關(guān)，其成分主要包括:周期性壓力脈動(dòng)噪聲、渦流噪聲、氣缸的

17、玄姆霍茲共振噪聲和進(jìn)氣管的氣柱共振噪聲21。現(xiàn)階段進(jìn)氣噪聲的控制策略主要是: (1)合理的設(shè)計(jì)和選用空氣濾清器。合理設(shè)計(jì)進(jìn)氣管道和氣缸蓋進(jìn)氣通道，減少進(jìn)氣系統(tǒng)內(nèi)壓力脈動(dòng)的強(qiáng)度和氣門通道處的渦流強(qiáng)度。 (2)引進(jìn)消聲措施。 3.3排氣噪聲控制排氣噪聲主要在排氣開始時(shí)，廢氣以脈沖形式從排氣門縫隙排出，并迅速從排氣口大氣，形成能量很高、頻率很復(fù)雜的噪聲，包括基頻及其高次諧波的成分。該噪聲是汽車及發(fā)動(dòng)中能量最大最主要的噪聲源，它的噪聲往往比發(fā)動(dòng)機(jī)整機(jī)噪聲高l 0dB -15dB。除基頻噪聲及其高次諧波噪聲外，排氣噪聲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)壁面的

18、紊流噪聲等，此外，排氣噪聲還包括廢氣噴和沖擊噪聲22。現(xiàn)階段排氣噪聲的控制策略主要是: (1)從排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方面人手，如合理設(shè)計(jì)排氣管的長度與形狀，以避免氣流產(chǎn)生共振和減少渦流。(2)廢氣渦輪增壓器的應(yīng)用可降低排氣噪聲，但最有效的方法還是采用高消聲技術(shù)，使用低功率損耗和寬消聲頻率范圍的排氣消聲器。3.4風(fēng)扇嗓聲控制風(fēng)扇噪聲是發(fā)動(dòng)機(jī)中不可忽視的噪聲源，尤其風(fēng)冷發(fā)動(dòng)機(jī)更為突出，在高速全負(fù)荷時(shí)甚至和進(jìn)排氣噪聲不相上下。它主要是空氣動(dòng)力噪聲，由旋轉(zhuǎn)噪聲和渦流聲所組成。旋轉(zhuǎn)噪聲是由旋轉(zhuǎn)葉片周期性地打擊空氣質(zhì)點(diǎn)，引起空氣的壓力脈動(dòng)所產(chǎn)生的。渦流噪聲是由于風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)時(shí)使周圍的空氣產(chǎn)生渦流，這些渦流又因粘滯力

19、的作用分裂成一系列獨(dú)立的小渦流，這些渦流和渦流的分裂會使空氣發(fā)生擾動(dòng)，形成壓力波動(dòng)，從而激發(fā)出的噪聲，渦流噪聲一般是寬頻帶噪聲2324。發(fā)動(dòng)機(jī)的風(fēng)扇噪聲在低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)渦流噪聲占優(yōu)勢，高速時(shí)旋轉(zhuǎn)噪聲占優(yōu)勢，風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速越高，直徑越大，風(fēng)扇的扇風(fēng)量就越大，其噪聲也越高;風(fēng)扇的效率越低，消耗功率越大，風(fēng)扇噪聲越大。現(xiàn)階段風(fēng)扇噪聲的控制策略主要是: (1)適當(dāng)控制風(fēng)扇轉(zhuǎn)速，風(fēng)扇噪聲隨轉(zhuǎn)速的增長遠(yuǎn)比其他噪聲大。(2)風(fēng)扇葉片不均勻分布，葉片均勻分布會產(chǎn)生一些聲壓級很高的有調(diào)節(jié)器成分。(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。(4)采用電子風(fēng)扇。可使發(fā)動(dòng)機(jī)在適宜溫度下工作，不僅能減

20、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)。3.5發(fā)動(dòng)機(jī)艙嗓聲控制在發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)安裝吸音材料，可以有效的減少發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)噪聲向輻射。 3.6輪胎嗓聲控制 可以采用多種花紋節(jié)距胎面，采用高阻尼橡膠材料，調(diào)整好輪胎的負(fù)載平衡以減少自激振動(dòng)，以及采用變節(jié)距花紋的輪胎或在輪胎和車體之間增加隔振材料等措施。 3.7驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)噪聲控制 可以通過減小齒輪傳動(dòng)中噪聲不僅要從設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造工藝及加工情度等方面考慮，同時(shí)在維修中對于齒輪的安裝應(yīng)該注意其嚙合間隙和印痕的調(diào)整。四：噪聲控制的方法 噪聲控制主要包括從機(jī)械原理出發(fā)的噪聲控制、從聲學(xué)原理出發(fā)的噪聲控制和主動(dòng)控制25。 降低聲源噪聲是噪聲

21、控制的最根本、最直接和最有效的途徑。為了降低聲源噪聲，首先必須識別出噪聲源，弄清聲源產(chǎn)生噪聲的機(jī)理和規(guī)律，然后改進(jìn)機(jī)器設(shè)計(jì)方案和結(jié)構(gòu)，降低產(chǎn)生噪聲的激振力，降低發(fā)聲部件對激振力的響應(yīng)，從而達(dá)到根治噪聲的目的。降低發(fā)聲部件對激振力的響應(yīng)包含兩層意思，其一是分析辨別機(jī)器主要輻射噪聲的部件或表而，改善激振力源到該部位的傳遞特性，使之對激振力具有較小的響應(yīng);其二是降低噪聲輻射表而的聲輻射系數(shù)，即使得同樣大小的振動(dòng)所輻射的噪聲能量更小，常用措施是改善輻射表而的結(jié)構(gòu)形狀和附加 常用的噪聲振動(dòng)控制技術(shù)，包括吸聲、隔聲、消聲、隔振和阻尼減振.也稱為無源控制技術(shù)2627。4.1從機(jī)械原理出發(fā)的噪聲控制措施 隨著

22、材料科技的發(fā)展，各種新型材料應(yīng)運(yùn)而生，用一些內(nèi)摩擦較大的合金，高強(qiáng)度塑料生產(chǎn)機(jī)器零件，對于風(fēng)扇可以選擇最佳葉片形狀降低噪聲;齒輪改用斜齒輪或螺旋齒輪，嚙合系數(shù)大，可降低噪聲3-16dB;改用皮帶傳動(dòng)代替一般的齒輪傳動(dòng)，由于皮帶能起到減震阻尼作用;選擇合適的傳動(dòng)比也能降低噪聲。 隨著材料科技的發(fā)展，各種新型材料應(yīng)運(yùn)而生，用一些內(nèi)摩擦較大的合金、高強(qiáng)度塑料生產(chǎn)機(jī)器零件，對于風(fēng)扇可以選擇最佳葉片形狀降低噪聲;齒輪改用斜齒輪或螺旋齒輪，嚙合系數(shù)大，可降低噪聲3-16dB;改用皮帶傳動(dòng)代替一般的齒輪傳動(dòng)，由于皮帶能起到減震阻尼作用;選擇合適的傳動(dòng)比也能降低噪聲。4.2從聲學(xué)原理出發(fā)的噪聲控制措施 4.2

23、.1吸聲降噪 在任何有限的空間內(nèi)，噪聲源輻射噪聲形成的聲場都包含直達(dá)聲和混響聲兩部分。如果在噪聲源周圍的有限空間內(nèi)布置一些可吸聲的材料，就會降低聲能的反射量，使混響聲部大大降低，從而達(dá)到降噪的目的。這種降噪方法叫做吸聲法。 采用吸聲材料進(jìn)行聲學(xué)處理是最常用的吸聲降噪措施。工程上具有吸聲作用并有工程用價(jià)值的材料多為多孔性吸聲材料，而穿孔板等具有吸聲作用的材料，通常被歸為吸聲結(jié)構(gòu)。多孔材料主要吸收中高頻噪聲.大量的研究和實(shí)驗(yàn)表明:多孔性吸聲材料，如礦棉、超細(xì)玻璃棉等，只要適當(dāng)增加厚度和容重，并結(jié)合吸聲結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，其低頻吸聲性能也可以得到明顯的改善28。 吸聲結(jié)構(gòu)的吸聲機(jī)理，就是利用赫姆霍茲共振吸聲原

24、理。當(dāng)聲波入射到赫姆霍茲共振吸聲器的入口時(shí)，容器內(nèi)口的空氣受到激勵(lì)，將產(chǎn)生振動(dòng)，容器內(nèi)的介質(zhì)將產(chǎn)生壓縮或膨脹變形。當(dāng)赫姆霍茲共振吸聲器達(dá)到共振時(shí)，其聲抗最小，振動(dòng)速度達(dá)到最大，對聲的吸收也達(dá)到最大。 吸聲材料主要用在發(fā)動(dòng)機(jī)殼體上來吸收和降低其聲輻射效率。在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)罩殼體內(nèi)側(cè)表而使用吸聲材料時(shí)車內(nèi)噪聲降低效果，在500Hz以上的區(qū)域，車室內(nèi)噪聲可降低23dBA。發(fā)動(dòng)機(jī)罩內(nèi)側(cè)吸聲層一般是以玻璃纖維和毛氈系的吸聲材料的基體的材料，用非織物進(jìn)行表明處理，背后設(shè)計(jì)成空氣層結(jié)構(gòu)。 4.2.2隔聲降噪 聲波在傳播途徑中，遇到勻質(zhì)屏障物時(shí)，由于介質(zhì)特性阻抗的變化，使部分聲能被屏障物反射回去，一部分被屏障物吸

25、收，只有一部分聲能可以透過屏障物輻射到另一空間去，透射聲能僅是入射聲能的一部分。由于反射與吸收的結(jié)果，從而降低噪聲的傳播。 對于發(fā)動(dòng)機(jī)的噪聲，可采用各種隔聲材料和結(jié)構(gòu)措施來隔離。 采用的隔壁面密度愈大噪聲的頻率愈高，隔聲效果愈好。由于在汽車設(shè)計(jì)上，質(zhì)量受到限制，而隔壁本身振動(dòng)會增加透過聲能，所以在工藝上允許時(shí)，可采用雙層隔壁以提高隔聲效果2930。隔聲構(gòu)件隔聲量的大小與隔聲構(gòu)件的材料、結(jié)構(gòu)和聲波的頻率有關(guān)。常見的基本隔聲結(jié)構(gòu)有單層壁和雙層壁兩種。最簡單的隔聲結(jié)構(gòu)是單層均勻密實(shí)壁，如鋼板、鉛板、磚墻、鋼筋混泥土墻等。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，單層壁的隔聲量與壁的單位而積質(zhì)量有密切關(guān)系。單位而積質(zhì)量越大，其隔聲量

26、越高，同樣厚度的鋼板比鋁板隔聲效果好，同樣材料的結(jié)構(gòu)厚度大的隔聲效果好，這個(gè)規(guī)律稱為隔聲的質(zhì)量定律31。雙壁層就是在雙列平行的單層壁之間保留一定尺寸的空氣層。一般情況下，雙層墻比單層勻質(zhì)墻隔聲量大5 10dBA;如果隔聲量相同，雙層墻的總重比單層墻減少2/33/4。這是由于空氣層的作用提高了隔聲效果。其機(jī)理是當(dāng)聲波透過第一層墻時(shí)，由于墻外及夾層中空氣與墻板特性阻抗的差異，造成聲波的兩次反射，形成衰減，并且由于空氣層的彈性和附加吸收作用，使振動(dòng)的能量衰減，然后再傳給第二層墻，又發(fā)生聲波的兩次反射，使透射聲能再次減少.因而總的透射損失更多。隔聲法常用的隔聲裝置有隔聲罩、隔聲室和隔聲屏。在汽車中一般

27、都采用發(fā)動(dòng)機(jī)罩將輻射噪聲強(qiáng)烈的發(fā)動(dòng)機(jī)遮蔽起來，發(fā)動(dòng)機(jī)罩就是一種典型的隔聲罩。根據(jù)隔聲罩的封閉范圍分成三種型式的隔聲罩:全隔聲罩、半隔聲罩和局部隔聲罩。全隔聲罩可用于機(jī)車發(fā)動(dòng)機(jī)組降噪。國際上已經(jīng)成功設(shè)計(jì)出低噪聲機(jī)組32。汽車駕駛室和客車車廂都屬于隔聲室這類隔聲裝置。在高速公路兩旁可以采用聲屏障來抑制交通噪聲對兩旁居民的干擾。4.2.3阻尼降噪 對于金屬薄板振動(dòng)輻射的噪聲，常采用阻尼降噪技術(shù)。阻尼是指系統(tǒng)損耗能量的能力。從減振的角度看，就是將機(jī)械振動(dòng)的能量轉(zhuǎn)變成熱能或其他可以損耗的能量，從而達(dá)到減振的目的。阻尼技術(shù)就是充分運(yùn)用阻尼耗能的一般規(guī)律，從材料、工藝、設(shè)計(jì)等各項(xiàng)技術(shù)發(fā)揮阻尼在減振方而的潛力

28、，以提高機(jī)械結(jié)構(gòu)的抗振性、降低機(jī)械產(chǎn)品的振動(dòng)、增強(qiáng)機(jī)械與機(jī)械系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性，減少因機(jī)械振動(dòng)所產(chǎn)生的聲輻射，降低機(jī)械噪聲33。此外，阻尼還可以使脈沖噪聲的脈沖持續(xù)時(shí)間延長，降低峰值噪聲強(qiáng)度。這是在汽車設(shè)計(jì)中普遍使用的另一種減少噪聲的力、法。在一些容易引起振動(dòng)的飯金件上、如她板、頂蓋、前圍板等.涂以瀝青、橡膠樹脂等內(nèi)耗大均高分子涂料,從而對噪聲進(jìn)行衰減處理一般涂料厚度可定為金屬板厚度的2至3倍,而且必須粘附緊密才有效因此.在汽車設(shè)計(jì)上,車身內(nèi)飾的采用.不但要考慮藝術(shù)造型及安全性對室內(nèi)軟化的要求,還要滿足控制振動(dòng)和噪聲的要求,才能達(dá)到最佳的設(shè)計(jì)一效果。衡量材料阻尼特性的參數(shù)是材料損耗因子，大多數(shù)阻

29、尼材料的損耗因子隨環(huán)境條件變化而變化，特別是溫度和頻率對損耗因子具有重要影響。 4.2.4空氣動(dòng)力噪聲的控制它是由氣體振動(dòng)而產(chǎn)生的。如汽車工作時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)及其附件的工作噪聲、排氣噪聲、傳動(dòng)系和行駛系等噪聲,就會以空氣作媒介通過前圍板及地板由車身外傳人車內(nèi),此外當(dāng)汽車高速行駛時(shí),從窗周圍以及車地板和前圍板上的孔隙中透進(jìn)空氣的風(fēng)嘯聲以及流經(jīng)車身表面的局部凸起物(如流水槽、視鏡、手柄等不光順表面)產(chǎn)生的渦流而引起的風(fēng)噪聲。消聲器能有效地阻比或減弱噪聲向外傳播，是控制空氣動(dòng)力性噪聲的主要技術(shù)措施。在空氣動(dòng)力機(jī)械的輸氣管道中或進(jìn)、排氣口上安裝合適的消聲器，就能使進(jìn)、出口噪聲降低2050dBA。因此，消聲器

30、廣泛用于各種風(fēng)機(jī)、內(nèi)燃機(jī)、空氣壓縮機(jī)、燃汽輪機(jī)及其它高速氣流排放的噪聲控制中。2.3主動(dòng)控制 隨著微電子學(xué)的發(fā)展，主動(dòng)控制降噪得到廣泛應(yīng)用。噪聲主動(dòng)控制是近20年來發(fā)展起來的一種全新的噪聲控制方法。與傳統(tǒng)降噪措施相比，其突出優(yōu)勢在于低頻噪聲控制效果好。此外，它還具有對原系統(tǒng)的附加質(zhì)量小和占用空間小等特點(diǎn)。主動(dòng)噪聲控制通常是利用聲波干涉的原理進(jìn)行以聲消聲的控制當(dāng)兩個(gè)聲波在疊加點(diǎn)處振動(dòng)的方向一致，頻率相同及相位差恒定時(shí)，它們會發(fā)生干涉現(xiàn)象，引起聲波能量在空間的重新分配，此時(shí)利用人為的聲源(次級聲源)，使其產(chǎn)生的聲場與原噪聲源(初級聲源)產(chǎn)生的聲場發(fā)生相干性疊加，產(chǎn)生 “靜區(qū)”，從而達(dá)到降低噪聲的目

31、的34。 目前主動(dòng)汽車噪聲的主動(dòng)控制還未大規(guī)模商品化，其控制方法主要有兩種:自適應(yīng)主動(dòng)降噪控制系統(tǒng)以及反振動(dòng)主動(dòng)降噪系統(tǒng)，前者利用傳感器拾取噪聲并轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘柡螅腿俗赃m應(yīng)信號處理部分，采用快速橫向?yàn)V波算法，利用其自適應(yīng)干擾抵消功能主動(dòng)降噪;后者利用稀土巨磁致伸縮( REGMS)材料制成的制動(dòng)器對發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行反振動(dòng)作用，從而消除發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的噪聲。利用REGMS材料制成的位移制動(dòng)器有以下優(yōu)點(diǎn):位移大、制動(dòng)力大、響應(yīng)速度快、可靠性高、頻帶寬、電源簡單。其彈性模量隨磁場變化而變化，便于調(diào)控。在20Hz- 1000Hz頻率下工作，頻率特性好，滿足車內(nèi)噪聲頻率范圍要求，降噪效果顯著。若利用逆磁致伸縮效應(yīng)，

32、可將REGMS晶體兼做驅(qū)動(dòng)元件和傳感器。當(dāng)使用可編程控制系統(tǒng)時(shí)可降低振動(dòng)36dB。五：汽車噪聲控制步驟5.1噪聲控制一般步驟噪聲污染的特點(diǎn)是局部性和無后效應(yīng)的。聲源停比輻射，噪聲污染就消失了。在任何噪聲環(huán)境中，聲源發(fā)出噪聲并向外界輻射的過程為噪聲源通過一定的途徑到達(dá)接受者。噪聲源、傳播途徑和接收者三個(gè)環(huán)節(jié)是噪聲控制中必須考慮的，相應(yīng)的措施包括3536:(1)從聲源上降低噪聲，研究各種聲源的發(fā)生機(jī)理、控制和降低噪聲的發(fā)生是根本性措施。目前在聲源的控制上主要采用兩種辦法:一是改進(jìn)設(shè)備結(jié)構(gòu)，提高加工和裝配質(zhì)量，以降低聲源的輻射聲功率;二是采取隔振、阻尼處理等減少振動(dòng)能量傳遞或減少振動(dòng)。 (2)在傳輸

33、途徑上控制噪聲，即從噪聲的傳播途徑上控制噪聲。這方而的方法有很多，如隔聲、隔振處理以及隔聲屏障、隔聲間的使用等措施。(3)在接受點(diǎn)阻比噪聲，保護(hù)接收者。接收者可以是人，也可以是靈敏的設(shè)備。工人可以佩帶護(hù)耳器或在隔聲間操作等加以保護(hù);儀器設(shè)備可以采用隔聲、隔振設(shè)計(jì)等手段加以保護(hù)。5.2汽車噪聲控制步驟汽車噪聲控制工程的基本過程: (1)對象的噪聲現(xiàn)狀的評價(jià)、聲源分離和主要聲源識別。汽車聲源識別方法有:噪聲源的分離技術(shù)包括整車加速噪聲分離的道路試驗(yàn)方法與整車、主要總成噪聲分離的臺架試驗(yàn)方法。表而聲源識別技術(shù)包括鉛覆蓋法、聲強(qiáng)法等近場測試方式。聲振相關(guān)分析，功率流分析技術(shù)，統(tǒng)計(jì)能量分析技術(shù)。 (2)

34、主要聲源的發(fā)生、傳播機(jī)理分析和控制措施研究。(3)控制措施的實(shí)施、效果驗(yàn)證、總結(jié)評估。六：噪聲控制的發(fā)展方向及總結(jié) 現(xiàn)在噪聲控制工程已經(jīng)從傳統(tǒng)的隔聲法、吸聲法和消聲法，轉(zhuǎn)向?qū)ζ嚶曉吹淖R別和控制技術(shù)的研究卜來。這不僅從根本卜為控制汽車整車噪聲指出了方向，而且使汽車的性能，節(jié)能減排等各方面都得到了提高。隨著國家法規(guī)的不斷推出和力度的加大，國內(nèi)汽車制造商及發(fā)動(dòng)機(jī)主要生產(chǎn)商在從聲源人手治理噪聲這方面取得了很大的成績，但是，目前還存在缺乏理論指導(dǎo)，在實(shí)際過程中依賴經(jīng)驗(yàn)的問題;此外，某些降噪措施會影響到汽車的動(dòng)力性，經(jīng)濟(jì)性和安全性，比如在某些車輛卜只存在一些簡單的包裹和遮擋38。因此，個(gè)人建議可以從以下

35、三方面采取措施來控制汽車整車噪聲: (1)制定嚴(yán)格的車輛噪聲試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)與限值。目前，許多發(fā)達(dá)國家均采用認(rèn)法手段來致力于道路交通噪聲污染的治理，制定嚴(yán)格的車輛噪聲試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)與限值則是其中最好的根本措施。對于目前我國的汽車噪聲試驗(yàn)來說，制定和修改汽車試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)同國際接軌非常重要，既能促進(jìn)我國汽車制造工業(yè)的進(jìn)步，也便于借鑒先進(jìn)國家的治理成果。 (2)試驗(yàn)項(xiàng)目種類應(yīng)更加全面。隨著汽車技術(shù)的發(fā)展，使得車輛的動(dòng)力性能和行駛速度速度提高。與此同時(shí)，汽車的排氣噪聲和輪胎噪聲也已成為不可忽視的主要噪聲源之一。目前我國包括試驗(yàn)方法和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)在內(nèi)，還沒有一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，這不利于我國控制汽車噪聲的發(fā)展需要。 (3)提高大中

36、型汽車的噪聲限值。經(jīng)過近幾十年的發(fā)展特別是通過合資和直接引進(jìn)國外的成熟產(chǎn)品，我國的轎車和輕型汽車的整車噪聲水平已接近歐美發(fā)達(dá)國家水平，但是，我國的大中型汽車特別是后置發(fā)動(dòng)機(jī)客車的噪聲水平與國外還有很大差距，考慮到這種類型的車輛在我國占有相當(dāng)比例，應(yīng)該大力提升目標(biāo)限值，使我國車輛噪聲控制水平能盡快趕卜國外發(fā)達(dá)國家水平。 降低汽車噪聲，是提高未來汽車科技性的一個(gè)聲的治理應(yīng)走全方位綜合治理之路。首先，需要政府完善噪聲法規(guī)，為治理汽車噪聲提供強(qiáng)有力的法律保證和持久的推動(dòng)力;其次，科技是治理汽車噪聲的根本途徑，各汽車廠商應(yīng)遵循國家標(biāo)準(zhǔn)，利用一切科技手段，積極開發(fā)消聲新技術(shù)，不斷促進(jìn)汽車的低噪聲化。參考文

37、獻(xiàn)：1 孫林，國內(nèi)外汽車噪聲法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展，汽車工程，2000（Vol 22）No.3，1541582 Noise & Vibration Worldwide February April 1997/No.43錢一人.汽車發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲控制.同濟(jì)大學(xué)出版社，19974傅毅生.汽車車外噪聲控制.汽車技術(shù)，2006年515 何渝生，鄧兆祥等，汽車噪聲控制，機(jī)械工業(yè)出版社，19956J.Stuart Bolton 6and Haenry R. Hall. Correlation of Tire Intensity Levels and Passby SoundPressure Levels. SAE

38、951355. 19957 孫林，國內(nèi)外汽車噪聲法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展，汽車工程，2000（Vol 22）No.3，1541588 連小珉 聲強(qiáng)技術(shù)及其在汽車工程中的應(yīng)用 清華大學(xué)出版社 2001 年 4148 58701872289 徐中明，賀巖松，王朝國等.聲強(qiáng)測量技術(shù)在摩托車噪聲控制中的應(yīng)用.汽車工程，1998，20（1）：575910 葛藴珊，辛德杰，梁杰等.復(fù)數(shù)聲強(qiáng)測量系統(tǒng)的開發(fā)研究。噪聲與振動(dòng)控制，1993，4：101211 P.M.Morse. Vibration and Sound. Acoustical Society of America,1981.12 L.L.Beranek.

39、 Ed. Noise and Vibration Control. New York: McGraw-Hill. 197113秦厚民.石冰云.汽車加速行駛車外噪聲的空制.重型汽車，200腐 4)14 張世杰，國內(nèi)外汽車噪聲法規(guī)的建立和實(shí)施，機(jī)械開發(fā)，1996 年 2 月15常振臣，王登峰，周淑輝等，車內(nèi)噪聲控制技術(shù)研究現(xiàn)狀及展望，吉林大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版)Vo1.32,No.4 2002.1016 H.E.Head and J.D.Wake. Noise of Diesel Engines Under Transient Conditions. SAE 800404.198017 SAE Recommended Practice. Measurement of Noise Emitted by Accelerating Highway Vehicles. J1470. March 199218 方丹群，空氣動(dòng)力性噪聲與消聲器，科學(xué)出版社，1978 年 8 月19 趙松齡，噪聲的降低與隔離（上、下），同濟(jì)大學(xué)出版社，198920 A.Rust and F.K.Brandl. Proven Strategies for Vehicle Noise Reduct