摘要：近年来，随着中国噪声法规的日益严格，对于整车排气噪声控制的要求也越来越高了，但是传统的消声器设计方法主要是基于设计经验，这必然会加大设计的工作量，增加研发成本、延长了开发周期。控制排气噪声最有效的途径就是设计高消声性能、低阻力损失的排气消聲器。它已成为目前排气噪声控制的重要研究课题。在对消声器消声性能设计时，应该尽量避免消声器的某些通过频率和消声器振型比较剧烈的模态频率发生共振，这样既有利于提高催化剂和消声器的可靠性和耐久性，也可以指导消声器的设计、分析。

关键词：噪声污染、发动机噪声、风噪、降低噪声、消音器

1 汽车噪声的种类

汽车噪声产生的主要因素是由空气动力、机械传动、电磁三部分引起的。从结构上可分为发动机噪声（即燃烧噪声），底盘噪声（即传动系噪声、各部件的连接配合引起的噪声），电器设备噪声（冷却风扇噪声、汽车发电机噪声），车身噪声（如车身结构、造型及附件的安装不合理引起的噪声）。其中发动机噪声占汽车噪声的二分之一以上，包括进、排气噪声和发动机本身的噪声（如发动机的振动，配气轴的转动，进、排气门的开启和关闭等引起的噪声）。因行驶时，也会引起较大的噪声。这是由于轮胎在地面滚动时，位于花纹槽中的空气被地面挤出与重新吸入过程所引起的泵气声，以及轮胎花纹与路面的撞击声。

2 汽车噪声要求

汽车噪声如果得不到很好的控制，往往会高于80dB，降低汽车本身的噪声，不仅可以减少环境污染，还能够降低噪声对人体的伤害。此外，随着汽车行业竞争的日益激烈，低噪声已经成为乘坐舒适性中的重要性能指标，因此在汽车性能的评价中，除了动力性，燃油经济性和排放之外，噪声也已成为另一个重要的性能指标。汽车的排气噪声及其控制已引起人们的广泛关注”国外工业发达国家自60年代起就对机动车辆噪声给予足够的重视，制定了许多控制的法规和标准，如日本、美国等主要国家和地区自70年代起每3-5年就修订一次相关的法规或标准，各种车辆噪声的限值有了大幅度的降低，英国早在1960年就制订了防止噪声法，而美国的纽约，芝加哥、洛杉矶等城市也相继制订出台了噪声防治条例，欧盟从1970年起对噪声限值由原来82dB降到1995年的74dB，噪声降低了8dB。我国的汽车行业起步较晚，因此我国直到1979年才颁布了机动车辆噪声限值和试验方法的国家标准GB1495-79和GB1496-79，随着时间的推移，标准中的噪声限值越来越严格。在我国加入WTO以后，为了适应国内外激烈的市场竞争环境，增强我国汽车行业的市场竞争力，我国于2002年10月1日提出了更严格的汽车加速行驶车外噪声限值GB1495-2002。

汽车噪声的来源

排气噪声是由排气压力的脉动噪声，气流通过气门座时发出的涡流噪声、边排气口处的喷流噪声构成的。排气系统的噪声源包括：空气噪声、冲击噪声、辐射噪声和气流摩擦噪声以及其它的一些噪声源组成。例如：可燃物在排气系统中再燃烧产生的噪声，排气门杆产生的涡流噪声，由排气脉冲压力波产生的涡流噪声，排气]落座声等

发动机的振动与噪声

降低发动机噪声是汽车噪声控制的重点。发动机是产生振动和噪声的根源。发动机的噪声是由燃料燃烧，配气机构、正时齿轮及活塞的敲击噪声等构成的。降低发动机本体噪声就要改造振源和声源，包括用有限元法等方法分析设计发动机，选用柔和的燃烧工作过程，提高机体的结构刚度，采用严密的配合间隙，降低汽缸盖噪声。例如在油底壳上增设加强筋和横隔板，以提高油底壳的刚度，减少振动噪声。另外，给发动机涂阻尼材料也是一个有效的办法。阻尼材料能把动能转变成热能。进行阻尼处理的原理就是将几种阻尼材料与零件结合成一体来消耗振动能量。它有以下几种结构：自由阻尼层结构、间隔自由阻尼层结构、约束阻尼层结构和间隔约束阻尼层结构。它的采用明显地减少了共振的幅度，加快了自由振动的衰减，降低各个零件的传振能力，增加了零件在临界频率以上的隔振能力。目前，已有一些国家的专家设计了一种发动机主动隔振系统，用于减少发动机振动，以达到降低噪声的目的。发动机的进气噪声是发动机的主要噪声源之一，发动机的空气动力噪声，随着发动机转速的提高而增强。非增压式发动机的进气噪声主要成分包括周期性压力脉动噪声、涡流噪声、汽缸的亥姆霍兹共振噪声等。增压式柴油机的进气噪声主要来自增压器的压气机。对此，最直接、有效的方法就是采用进气消声器。类型有阻性消声器、抗性消声器和复合型消声器。将其与空气滤清器结合起来（即在空滤器上增设共振腔和吸声材料，例R3238型）就成为最有效的进气消声器，是汽车的主要噪声源，主要由排气压力的脉动噪声，气流通过气门座时所发出的涡流噪声、边界层气流的扰动而产生的噪声以及排气口处的喷流噪声所组成。设计高消声性能、低阻力损失的消声器，是降低汽车噪声的重要措施之一。通过采用有限元法和边界元法对消声器进行优化设计，在消声器的设计过程中要避免消声器的传递损失特性与振动特性发生耦合。其次，降低排气噪声与提高动力性也存在矛盾，因为降低排气噪声与降低排气背压对排气管直径的设计有着相矛盾的要求，前者要求有较小的直径，而后者却相反。对此，采用并联流路的双功能消声器，在减小背压和降低气流噪声方面颇为有效。另外，对于发动机排气歧管到消声器入口的一段管路，采用柔性管的减振、降噪效果明显，可降低7dB左右。

结论

本论文主要论述了汽车噪声控制技术与基本实施步骤，从工程应用实例分析看，国内各类车型的噪声控制还有一定的空间，即国内各类车型目前噪声较大。只要控制噪声方法得当，正确地识别出声源，采用基于试验分析技术和基于解析分析技术的汽车噪声控制方法，是可以降低汽车噪声。但随着噪声标准的提高，要降低汽车噪声达到新的国标困难就很大，必须在现有的技术的基础上提高研究和检测手段。

从汽车振动与噪声控制的方面看，主要进行以下工作。

（1）提高噪声声源检测手段，解决运动中的多个声源的检测问题。如高速列车、汽车运动中的噪声源依次通过声波束时，系统应能测量噪声的声源强度，并能给出三维的噪声声源分布。并能在汽车行驶中区别出发动机噪声、轮胎噪声、排汽噪声和空气动力学噪声等检测问题。

（2）研究汽车智能子系统，减少汽车振动，降低汽车噪声。

（3）研究汽车在多场耦合作用下，噪声产生机理，减少多场作用产生噪声。

（4）从系统理论出发，研究车—路—人的噪声传播机理，研究低噪声路面、低噪声轮胎和隔声设备以降低汽车噪声对人类的影响。

参考文献

[1]方丹群.噪声控制技术，上海科学出版社，1986

[2]赵省良.噪声振动与控制技术，化学工业出版社，2004