汽车噪声控制

Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ＆ＥｃｏｎｏｍｙｉｎＡｒｅａｓｏｆＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ（ＴＥＡＣ）

２００６年第２期（总第

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期）

随着现代工业化程度的不断提高，噪声污染也日益加剧，严重影响广大人民群众的身心健康，因此噪声控制已经成为环境保护的一项重要内容。

１噪声的危害

众所周知，汽车噪声污染是最为严重的环境污染之一，它不仅对汽车本身及驾乘人员构成严重的危害，而且还对周围环境造成污染。因此，对汽车振动与噪声控制势在必行。噪声的危害是多方面的，必须引起人们的高度重视。

经科学研究和长期实践证明：由于噪声的影响，会导致驾驶员神经系统功能下降。例如：条例反射受到抑制，神经末梢受损，震动觉、痛觉功能减退，对环境温度变化的适应能力降低；车辆的震动使手掌多汗，指甲松脆；震动过强时，驾驶员会感到手臂疲劳、麻木，握力下降。长此下去，会使肌肉痉挛、萎缩，引起关节的病变，出现脱钙、局部骨质增生或变形性关节炎。强烈的震动和伴随的噪音长期刺激人体，会使植物神经功能紊乱，出现恶心、呕吐、失眠和眩晕等症状，女驾驶员还会出现月经失调、痛经、流产、子宫脱垂等病症。

２噪声的控制

有很多车主认为，汽车降噪是一项非常简单的工作，只需在车内粘贴或添加一些像毛毡、石棉、海绵等材料就可以达到隔音效果了。其实这些材料对车辆的声音改善是微乎其微的，甚至由于这些材料的防火阻燃性差，还会为今后的车辆使用埋下很大的安全隐患。振动是产生噪声的主要原因，因此只要搞好振动控制，就可以有效的消除噪声。搞好汽车噪声控制，减振是一个比较有效的措施。汽车噪声的来源归为大致以下四大类：①发动机噪声；②轮胎噪声；③风噪；④

机械老化噪声。此外，汽车噪声还与汽车运行状态有关，特别

是发动机转速与负荷影响最大，受到汽车载质量、汽车运行速度、档位选择、加速减速等因素影响，这些又与驾驶操作技术有关。２．１降低燃烧噪声

在汽车发动机中，柴油机的燃烧噪声在总噪声中占有很大比例。目前所研究出的降噪措施主要有：

第一，采用隔热活塞以提高燃烧室壁温度，缩短滞燃期，降低空间雾化燃烧系统的直喷式柴油机的燃烧噪声。如尼莫尼克镍基合金是一种导热系数较低的材料，用它制成活塞可使顶部凹坑燃烧室温度升高。在１５００ｒ／ｍｉｎ时温度可升高

１００～２００℃，噪声降低２～４ｄＢ。

第二，废气再循环。将发动机排出的废气部分通过进气管送回气缸，其初衷是降低ＮＯｘ排放，但客观上，这样做提高了进气温度和燃烧室壁温度，有降低噪声的作用。

第三，采用双弹簧喷油阀实现预喷。即将原本打算一个循环一次喷完的燃油分两次喷。第一次先喷入其中的小部分，提前在主喷之前就开始进行点燃的预反应，如此可减少滞燃期内积聚的可点燃燃油量。

第四，采用增压技术。柴油机增压后，进入气缸的空气充量密度、温度和压力增加，从而改善了混合气的着火条件，使着火延迟期缩短。

第五，燃烧室的选择和设计。燃烧室的型式和尺寸及燃烧系统的设计对燃烧噪声的大小产生影响。

第六，减小供油提前角。供油提前角不同，导致在着火延迟期内喷入的燃料量不同，从而对燃烧过程产生影响，使发动机功率、油耗和排放物、噪声发生变化。２．２降低活塞敲击噪声

降低活塞敲击噪声的措施有：

第一，采取活塞销孔偏置，即将活塞销孔适当地朝主推力面偏移１～２ｍｍ。一般发动机活塞的销孔轴线与活塞的中心线垂直相交，当活塞在上止点改变运动时，由于侧压力瞬间换向，使活塞与缸壁的接触面突然由一侧平移至另一侧，便产生活塞对气缸壁的“拍击”现象（俗称敲缸），增加了发动机的噪声。因此，高速发动机，将活塞销孔朝主推力面偏移１～２ｍｍ（图１ｂ中ｅ）。这样，在接近上止点时，作用在活塞销孔轴线以右的气体压力大于左边，使活塞倾斜，裙部下端提前换向。然而在活塞越过上止点，侧压力反向时，活塞才以左下端接触处为支点，顶部向左转，完成换向。如图１所示。

第二，采用在活塞裙部开横向隔热槽。

第三，其它措施。如增加缸套的刚度，不仅可以降低活塞

【摘要】通过分析汽车噪声的来源和噪声控制的一般方法，提出了降低汽车噪声的一些方法及措施。汽车是一个复杂的噪声源，其主要来源是发动机。所以要想有效地降低汽车的噪声，就应该搞好对发动机噪声的控制。发动机噪声主要包括燃烧噪声、机械噪声和进排气噪声。因此，提出了降低燃烧噪声、机械噪声和进排气噪声的具体方法。

【关键词】噪声；发动机；控制

【中图分类号】Ｕ４９１．９＋１【文献标识码】Ａ【文章编号】１００８－５６９６－（２００６）０２－００９１－０２

汽车噪声控制

●刘鑫（黑龙江省道路运输管理局，

哈尔滨１５００１６）投稿日期：２００５－１１－０２

作者简介：刘鑫（１９７１－），男，黑龙江哈尔滨人，助理工程师。

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的敲击声，也可以降低因活塞与缸壁摩擦而产生的噪声。

图１销孔位置与活塞的换向过程ａ）销孔对中布置；ｂ）销孔偏置

２．３降低正时齿轮噪声

影响齿轮噪声的主要因素有：

第一，螺旋角。斜齿轮传动比较平稳，所以在相同的使用条件下其噪声比直齿约低１０ｄＢ，随着螺旋角增大，噪声降低。但螺旋角超过４０°

，则噪声不再因螺旋角增大而降低。第二，啮合系数。啮合系数在１．１～１．９之间时，噪声差别不大。但当啮合系数达到２左右时，齿轮噪声可降低２～４ｄＢ，一般可选啮合系数约大于２。

第三，齿侧间隙。齿侧间隙控制在０．２ｍｍ以下时，齿轮噪声变化不大，超过０．２ｍｍ时，噪声剧增。

第四，齿轮直径。齿轮直径大，则圆周速度增大，撞击加剧；同时，齿轮面积也增大，这两个因素都促使噪声增大。故应尽可能降低齿轮直径。

第五，轮体形状。以幅板形轮体与整体形轮体相比，整体形轮体刚性好，振动小，噪声也小。

第六，齿轮材料和结构。国外有的小型车用内燃机上采用弹性隔振齿轮，这种齿轮分成轮体和齿圈两部分，中间采用橡胶隔振。

２．４降低配气机构噪声影响

第一，润滑。良好的润滑能减少磨擦，降低摩擦噪声。推荐怠速时凸轮与挺柱间的最小油膜厚度２μｍ，１０００ｒ／ｍｉｎ时最小油膜厚度为３μｍ。凸轮转速越高，油膜越厚。

第二，气门间隙。减少气门间隙可减少摇臂与气门之间的撞击，但不能使气门间隙太小。采用液力挺柱可以从根本上消除气门间隙，降低噪声。近年来还出现了气门液压驱动系统，其噪声更低。

第三，配气机构零件的刚度和质量。缩短推杆长度是减轻系统质量、提高刚度的有效措施，顶置式凸轮轴取消了推杆，对减少噪声特别有利。２．５降低风扇噪声

第一，适当控制风扇转速：风扇噪声随转速的增长率远比其他噪声大。在冷却要求已定的条件下，为降低转速，可在结构尺寸允许的范围内，适当加大风扇直径或者增加叶片数目；充分运用流体力学理论设计高效率的风扇，就可能在保证冷却风量和风压的前提下降低转速。

第二，用叶片不均匀分布的风扇：叶片均匀分布的风扇往往会产生一些声压级很高的噪声。当叶片不均匀布置后，

一般可降低风扇中那些突出的线状频谱成分，使噪声频谱较为平滑。

第三，用塑料风扇代替钢板风扇：国外中小功率内燃机已普遍采用塑料风扇。

第四，在车用内燃机上采用风扇自动离合器：试验表明，在汽车行驶中，需要风扇工作的时间一般不到１０％。因此，装用风扇离合器不仅可使内燃机经常处在适宜温度下工作和减少功率消耗，同时还能达到降噪的效果。

第五，风扇和散热器系统的合理设计和布置都能达到降低风扇转速的目的。

２．６降低排气噪声

排气噪声是发动机空气动力噪声的主要部分，要优先给予降低。降低排气噪声主要是消音器，消音器在汽车上是一种较为重要的消音器材，工作原理如下：

第一，反冲型消音器：利用支管的各种形状来减少噪音的传播，使某些声音能量可被反冲回去，如弯管、分支以及管径形状或管壁材料的改变等，如图２所示。

（ａ）（ｂ）

（ｃ）

图

２反冲型消音器基本结构图

ａ无衍射时；ｂ采用支管时反衍；ｃ改变管径时反衍

第二，膨胀型消音器：膨胀是可用来降低中低频的噪音，称之为膨胀型消音器。假若导管有膨胀室，则导管低频压力的变化将会降低，欲将导管中的噪音频率减至最低，那么膨胀胀的长度则可针对频率范围较为狭窄的噪音来使用，如图３所示。

图３膨胀型消音器结构图

第三，干涉型消音器：将通路分开为二或者更多，在总路会集为一，此消音器用以减低具有中低音为主频率成分的噪音，但并不适用于宽频率的噪音上，此即干涉型消音器的消音方式，如图４所示。

图４干涉型消音器结构图

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