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整车车内噪音分析及降噪措施研究

发布时间:2022-03-23 10:02:39 浏览数:

摘 要:随着人们生活水平的不断提高,人们对车辆运行噪音要求更高,尤其是车内噪音。因此如何控制并降低车内噪音已成为车辆设计制造的重点内容。本文从车辆设计各系统出发,分析国内外噪音控制及降低的技术方法及研究现状,结合客车制造生产工艺,提出一些行之有效的控制及降低客车车内噪音方式方法。

关键词:车内噪音;分析;降噪;措施研究

1 车辆噪声研究状况

车辆噪音一直是汽车研究重点元素之一。自从第一台汽车问世以来,国外内车辆设计专家一直致力于噪音控制方法的研究。各国法规也对车辆噪音做了明确的规定。在欧洲、美国、等发达国家,车辆的噪音源并非来自发动机,而是来自轮胎噪音。发达国家对发动机及消声器以及风扇灯主要噪音源已有深入研究,并取得了成熟的研究成果。目前来说,国外车辆噪音控制重点已逐步转向轮胎噪声及发动机隔声罩的研究方面。而国内直到2002年才颁布新标准GB1495-2002《汽车加速行驶车外噪声限值及测量方法》。相对起步较晚的汽车工业,使得国内车辆噪音的研究落后于西方发达国家。目前在国内,发动机噪声、风扇噪音以及各部件的噪音均是整车噪音控制研究的主要对象。

2 车内噪音的主要来源

由于我国汽车工业起步较晚,车辆的噪音源相对较多。目前就车内噪音来说,主要集中在发动机噪音和底盘各零部件噪音之间。这些噪音主要通过空气及车身结构漏洞传入车内。

发动机是车辆运行的动力源,也是整车产生噪音的主要原因。发动机噪音主要分为发动机进排气等引起的分动噪音、发动机机体部件运动噪音以及发动机缸内燃烧引起的噪音。分动噪音主要集中在发动机附件空滤器及打气泵的进气噪音、后处理排气系统噪音以及冷却系统风扇运行噪音。这是噪音均是由于进排气和风扇旋转时引起了空气的振动而产生的噪音,倘若车上内有安装进排气消声器,排气噪音是车量产生的最大噪音源,进气噪音次之。如果是风冷发动机,风扇噪音往往也是主要的噪音源。附件运动噪音是发动机机体附件相对运动时产生的噪音,如皮带转动引起的噪音。在发动机燃烧时,由于气缸内燃烧所形成的压力振动通过缸盖、活塞、连杆、曲轴、机体向外辐射的噪音叫做燃烧噪音。

底盘噪音主要是指车辆在运行过程中轮胎产生的胎噪及路噪。汽车在高速行驶时,轮胎会高速的与地面产生摩擦,进而推动汽车高速前进。经过实验测试验证发现,车辆随着速度的不断提高,轮胎与地面产生的早已你越大。另外,根据噪音测试研究表明,不同的路面对车辆轮胎运转产生的噪音也不相同。路噪主要是车辆高速运行时,外界空气经过车辆间隙快速进入车辆而引起的风动噪音。此外,汽车行驶中底盘发生震动,路面上的沙石飞溅,与底盘发生碰撞等,都会产生路噪。

3 车内噪音控制策略

根据噪声产生的原理,我们可以将噪音控制技术分为两大类,一种是对噪音源的控制,一种是对噪音传播途径的控制。但总体的流程是识别噪音源、掌握噪音传播途径、分析车身结构的噪音辐射情况及结构模态特性、并掌握优化传声结构以及改进措施。

发现问题一直是解决问题的关键,控制噪音也是如此。只有找到真正的振动源或噪音源的所在,才能分析噪音产生的原因,才能有效地控制噪音降低噪音。在噪音源无法消除噪音的时候,我们只能去识别噪音传播的途径。根据目前的研究分析来看,噪音传入车内的主要方式分为固体振动传递途径和空气传播通道。固体振动传递途径只要通过车内结构传入车内,针对此途径,我们需要掌握具体的结构,针对此件进行优化。空气传播噪音最好的控制方法是隔离并采用吸音方式进行处理。噪音辐射多是通过固体振动产生的,固体振动总是通过车身的板件与车内相互耦合振动,激发车内的噪音。车内噪音受到车身板件的位置不同、汽车运行工况不同、激振频率不同的影响,其声学辐射效率也不尽相同。对此噪音常采用的方法是改进和优化车身板件。车内空腔产生的噪音多是由于车内空腔结构引起的,对此噪音常采用优化内部空腔结构,合理设计布置座椅及车身结构等方法控制车内的噪音。不同类型的噪音掌握后,确定改进措施及方法是控制噪音降低噪音的主要重点举措。

4 车内噪音的控制方法研究

控制噪音最有效最根本的方法是对噪音源的控制,但有些噪音源无法控制时,只能对噪音途径进行控制。下面针对常见的噪音源进行举例分析。

4.1 发动机噪音的控制方法研究

客车一般采用的是柴油机,柴油机的主要噪音来自于柴油机机体内的柴油燃烧。柴油机的燃烧特性是决定发动机噪音大小的直接因素。根据实验测试发现,降低柴油机噪音的根本手段是适当的降低柴油机燃烧过程中汽缸内的平均压力增长率。同时,可以通过采用挡板、舱盖以及消声材料控制并降低发动机噪音传入车内。采用在发动机仓盖下粘贴高级吸音泡沫材料。这种方式不仅能抑制发动机仓盖的振动,还可以吸收和消耗大量发动机的噪音,从而达到降噪的目的。

4.2 降低風噪的控制方法研究

汽车在运行过程中,空气流动会与车体发生快速相对流运动,运动过程必会产生摩擦,摩擦产生的噪音就是我们所说的风噪。产生风噪的主要部位是车体的外观凸起或者棱角拐点等。此时产生的风噪通过整车密封不严处,传入车内。因此,加强车的流线性设计与整车密封性设计是降低风噪的最有效的方法措施。风噪的大小随着车速的增大而急剧增大。当车行驶速度达到100km每小时时,产生的噪音是时速80km时的近两倍噪音。如果隔音密封措施做的好,100km每小时时产生的噪音可以相当于时速80km时噪音100。

4.3 降低路噪和胎噪的控制方法研究

胎噪和路噪是车辆噪音最难控制的噪音源。产生路噪和胎噪的主要原因有三点。一是轮胎四周空气扰动和轮胎花纹间隙的空气流动所产生的空气震动噪音;二是胎体和花纹部分震动所产生的轮胎震动噪音;三是路面不平所产生的路面震动噪音。当客车由城市道路转换颠簸不平的城乡路面时,轮胎与地面之间产生磨擦、冲击会突然发生变化,此时产生的胎噪会随着空气或者车体结构传入车内,车内的噪音会有明显的突变。因此降低路噪和胎噪的主要方法是控制噪音源、阻隔噪音传播路径。

5 结语

本文通过车辆噪音的种类分析,识别车内噪音的主要来源,提出相应的控制和改善噪音的措施,为进一步优化客车车内噪音,提高整车舒适性打下了基础,也为后期车辆控制噪音设计提供了有效帮助。

参考文献:

[1]党川.阻尼减振降噪技术原理及其应用[J].四川环境,1992(03):47-50.

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