汽車車內雜訊控制方法研究

2022-04-04 00:29:01 字數 3692 閱讀 8731

汽車維修工高階技師**

姓名: 付建偉

日期: 2023年8月19日

**題目:汽車車內雜訊控制方法研究

摘要:汽車車內雜訊指行駛汽車車廂內存在的各種雜訊。車內雜訊極易使乘車人員感到疲勞,對汽車的舒適性有著重要影響。

本文從系統的觀點出發,在分析了國內外汽車產品的雜訊控制技術水平現狀以及雜訊研究和控制技術方法的基礎上,開展了比較系統的車內雜訊控制研究,識別了主要的雜訊源和雜訊輻射部位,同時,通過本專案的研究,摸索出了一些行之有效的汽車雜訊研究和控制的方法和措施。

關鍵詞:汽車,車內雜訊,聲源識別,雜訊控制,試驗研究。

**內容:

交通雜訊是目前城市環境中最主要的雜訊源,汽車雜訊約佔整個交通雜訊的75%,是影響其效能和質量的重要指標之一,根據汽車對環境的影響,汽車雜訊一般分為車外雜訊和車內雜訊。車外雜訊在很大程度上對外部環境產生生態影響,而車內雜訊對乘客舒適性產生影響。

一、國內外汽車雜訊狀況及控制技術

國外一般對車外雜訊有嚴格的限制標準,至於對車內雜訊尚沒有嚴格的標準。在歐洲、美國、日本一些發達國家,汽車加速行駛時主雜訊源並不是來自發動機,而是來自胎噪。發達國家對汽車發動機、消聲器、變速箱、冷卻系等主要雜訊源已有深入研究,並且有成熟的理論計算和產品開發設計程式。

目前,國外汽車雜訊研究和控制的重點已經轉向結構振動雜訊、輪胎雜訊及發動機隔聲罩的研究方面,控制技術已普遍達到實用階段。

國內對車外加速雜訊的限制標準制定相對緩慢,自2023年制定了gb1495-79《機動車輛允許雜訊》以來一直未做修訂,直到2023年才頒布新標準gb1495-2002《汽車加速行駛車外雜訊限值及測量方法》,國內對車內雜訊沒有嚴格的限制,只對某些星級汽車設定了雜訊限值,在國內,發動機雜訊仍佔汽車雜訊的三分之一以上,發動機的減振、降噪成為汽車雜訊控制的關鍵。

對於汽車雜訊的控制,不同階段針對不同雜訊源採取的控制措施是不同的。國內汽車的雜訊控制技術每個時期都有其側重點(見表1)

表1不同階段重點集中發展的控制技術

二、汽車車內雜訊源的識別

車內雜訊產生的主要振動源和聲源有:

1、發動機雜訊

包括發動機工作時產生的進氣雜訊、排氣雜訊、風扇雜訊、結構雜訊等通過空氣,由車身的縫隙或孔、洞傳播至車內而形成的車內雜訊,以及由於發動機燃燒和慣性力矩引起的振動,通過發動機懸架和副車架傳到車身,引起車身彎曲振動,扭轉振動等,同時也會引起板件及結構產生區域性振動,進一步向車內輻射的中、低頻雜訊。

2、底盤雜訊

主要包括由於輪胎快速滾動對其周圍空氣形成擾動而產生的輪胎雜訊,齒輪系嚙合和振動而產生的變速器、驅動橋雜訊,旋轉和振動傳遞而產生的傳動軸雜訊,汽車高速行駛時,空氣紊流對車身的激勵造成車身高頻振動,並在車內產生的高頻雜訊,汽車制動時產生嗚叫聲等幾個方面。

3、車身雜訊和車內附屬裝置雜訊

包括由於車身的振動和空氣與車身的衝擊與摩擦而產生的雜訊,以及空調機或暖風裝置工作時而產生的雜訊。 .

由上可知,車內雜訊的主要**和傳播途徑如圖1所示。

圖l 車內雜訊的主要**和傳播途徑

車廂外的雜訊向車廂內的傳播是按空氣傳播的規律進行的,具體途徑有兩個:

第乙個途徑---固體傳播:車廂外的聲源或振動(源)的作用通過結構件傳播到車身,引起車身振動,再由車身板壁振動輻射雜訊至車內,形成車內雜訊,稱之為固體聲

第二個途徑---空氣傳播:將各種雜訊源所輻射的雜訊通過空氣,由車身的縫隙或孔洞傳播到車內,形成車內雜訊,稱之為空氣聲。

三、雜訊控制策略

根據雜訊產生的原理,可以把雜訊控制技術分為以下兩類:一是對雜訊源的控制,二是對雜訊傳播途徑的控制。

1、對雜訊源的控制是最根本、最直接的措施,包括改造振源和聲源等。但是對雜訊源難以進行控制時,就需要在雜訊的傳播途徑中採取措施,例如吸聲、隔聲、消聲減振及隔振等措施。汽車的減振降噪水平還與整車的動力性、經濟性、可靠性以及強度、剛度、質量、製造成本和使用密切有關。

(1)發動機優化設計

柴油機燃燒的特點決定了降低柴油機雜訊的主要是控制燃燒雜訊,根本措施是適當降低柴油機燃燒過程中速燃期內汽缸內的平均壓力增長率(取決於著火延遲期和在著火延遲期形成的可燃混合氣的數量和質量),一次可以採取選用十六烷值幹的燃料、合理組織噴油過程、選用良好的燃燒室形狀等措施。

(2)發動機表面雜訊的傳播途徑控制

發動機燃燒激振力和機械激振力通過發動機個結構零件傳動到發動機的外表面,形成表面的振動響應,表面振動又激發空氣質點的振動而形成聲波向外輻射,可採取以下措施控制發動機表面雜訊:

1)增加機體剛度:如缸體可以採取過激先進的梯形框架結構,採用後置正時齒輪傳動方式增加齒輪傳動系統的剛度,還可以加強部件配重等等。

2)對壁面採取阻尼措施:發動機中最易採取阻尼措施的是一些罩、蓋、如正時齒輪室蓋、油底殼和曲軸皮帶輪等,這些零件由常常是較強的雜訊輻射源。可以將阻尼材料以自由或約束狀態敷在振動體上,已達到減振和減小輻射雜訊的目的。

3)隔聲處理:包括區域性隔聲和整體隔聲。區域性隔聲是指對氣門室蓋、油底殼、正式齒輪室蓋、曲軸箱等雜訊輻射較強的表面裝設隔聲裝置以降低輻射雜訊。

整體隔聲是指對整個發動機表面裝設隔聲裝置。整體隔聲罩雖然效果比區域性隔聲好,但是受到發動機的散熱、材料的耐高溫等條件的限制。

4)隔振措施---彈性安裝:各種蓋板固定點盡量固定在振動級較低的機體位置上。

5)進、排氣雜訊控制:改進空濾器結構;加進氣消聲器;安裝效能優良的排氣消聲器。

6)風扇雜訊控制:增加風扇直徑降低轉速,減小雜訊;改進導風罩形狀;增加散熱器尺寸;選用合適的葉片數,同時選用合適的葉片材料;安裝風扇自動離合器,使風扇在需要狀況下工作。

2、控制雜訊傳播途徑

通過阻尼隔振、隔聲、吸聲等措施來改善振源和車身的傳遞關係, 從而達到降噪的目的。

(1)振動與雜訊的阻尼控制有三種方式。一是通過表面阻尼處理來提高結構阻尼、抑制共振、改善結構抗振降噪效能。目前在汽車上使用的阻尼材料有①瀝青類阻尼材料②橡膠類阻尼材料均已廣泛用於汽車③車用阻尼塗料, 它是減少振幅、降低雜訊和隔熱吸音的功能性塗料, 已在汽車上得到了廣泛應用④採用新技術的寬溫域阻尼材料, 此材料在各種複雜的條件下都能起到減振、降噪、隔音、隔熱的作用, 目前已試用於國產客車上。

二是採用高阻尼材料製作汽車零部件, 目前高阻尼一系合金已用於製作汽車發動機蓋的材料。三是通過阻尼隔振技術來防止振動傳人車內。

(2)隔聲。車內隔聲結構一般根據阻尼減振、隔聲和吸聲等多項要求,在不同部位適當組合吸聲防振材料而構成。應根據所隔雜訊的特點、隔聲材料、結構效能和成本來選擇隔聲結構。

(3)吸聲。在聲空間的介面上附加吸聲材料, 從而空氣波人射到這些介面時, 聲能量由吸聲材料的內損耗而轉變為熱能, 避免聲的反射而出現的混響作用, 從而減小聲空間的聲壓級, 達到控制車內雜訊的目的。車內頂棚、底板和側壁內飾襯墊應盡量使用本身具有吸聲效能的材料, 同時隔聲與吸聲應綜合考慮, 以實現用最少的材料, 最簡單的結構來控制車內雜訊。

目前在汽車上使用的吸聲材料主要有①多孔性吸聲材料, 這類材料主要有玻璃棉、毛氈等②開孔壁吸聲材料, 車身頂部內飾面即採用這種吸聲材料。

四、結束語

本文主要闡述了國內外汽車雜訊的現狀及汽車雜訊的控制策略。現階段的被動降噪只能是過渡階段的臨時措施,從長遠來看,隨著市場競爭的加劇和消費者對以雜訊為代表的舒適性的要求日益增高,只有從主動降噪角度予以高度關注,才能事半功倍,從根本上抑制雜訊。

因本人水平和經驗有限,文中難免存有錯漏和不足之處,懇請專家、教授批評指正。

[1] 李素華.車內減振降噪技術的研究[j] .汽車科技, 2005,(1) :15- 18.

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[3] 靳曉雄,張立軍. 汽車雜訊的**與控制[m]. 上海:同濟大學出版社,2006.

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