汽车车内噪声控制方法研究

汽车维修工高级技师论文
汽车车内噪声控制方法研究
姓名：付建伟
日期：2011年8月19日
论文题目：汽车车内噪声控制方法研究
摘要：汽车车内噪声指行驶汽车车厢内存在的各种噪声。

车内噪声极易使乘车人员感到疲劳，对汽车的舒适性有着重要影响。

本文从系统的观点出发，在分析了国内外汽车
产品的噪声控制技术水平现状以及噪声研究和控制技术方法的基础上，开展了比较
系统的车内噪声控制研究，识别了主要的噪声源和噪声辐射部位，同时，通过本项
目的研究，摸索出了一些行之有效的汽车噪声研究和控制的方法和措施。

关键词：汽车，车内噪声，声源识别，噪声控制，试验研究。

论文内容：
交通噪声是目前城市环境中最主要的噪声源，汽车噪声约占整个交通噪声的75%，是影响其性能和质量的重要指标之一，根据汽车对环境的影响，汽车噪声一般分为车外噪声和车内噪声。

车外噪声在很大程度上对外部环境产生生态影响，而车内噪声对乘客舒适性产生影响。

一、国内外汽车噪声状况及控制技术
国外一般对车外噪声有严格的限制标准，至于对车内噪声尚没有严格的标准。

在欧洲、美国、日本一些发达国家，汽车加速行驶时主噪声源并不是来自发动机，而是来自胎噪。

发达国家对汽车发动机、消声器、变速箱、冷却系等主要噪声源已有深入研究，并且有成熟的理论计算和产品开发设计程序。

目前，国外汽车噪声研究和控制的重点已经转向结构振动噪声、轮胎噪声及发动机隔声罩的研究方面，控制技术已普遍达到实用阶段。

国内对车外加速噪声的限制标准制定相对缓慢，自1979年制定了GB1495-79《机动车辆允许噪声》以来一直未做修订，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》，国内对车内噪声没有严格的限制，只对某些星级汽车设置了噪声限值，在国内，发动机噪声仍占汽车噪声的三分之一以上，发动机的减振、降噪成为汽车噪声控制的关键。

对于汽车噪声的控制，不同阶段针对不同噪声源采取的控制措施是不同的。

国内汽车的噪声控制技术每个时期都有其侧重点（见表1）
表1不同阶段重点集中发展的控制技术
二、汽车车内噪声源的识别
车内噪声产生的主要振动源和声源有：
1、发动机噪声
包括发动机工作时产生的进气噪声、排气噪声、风扇噪声、结构噪声等通过空气，由车身的缝隙或孔、洞传播至车内而形成的车内噪声，以及由于发动机燃烧和惯性力矩引起的振动，通过发动机悬架和副车架传到车身，引起车身弯曲振动，扭转振动等，同时也会引起板件及结构产生局部振动，进一步向车内辐射的中、低频噪声。

2、底盘噪声
主要包括由于轮胎快速滚动对其周围空气形成扰动而产生的轮胎噪声，齿轮系啮合和振动而产生的变速器、驱动桥噪声，旋转和振动传递而产生的传动轴噪声，汽车高速行驶时，空气紊流对车身的激励造成车身高频振动，并在车内产生的高频噪声，汽车制动时产生呜叫声等几个方面。

3、车身噪声和车内附属设备噪声
包括由于车身的振动和空气与车身的冲击与摩擦而产生的噪声，以及空调机或暖风装置工作时而产生的噪声。

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由上可知，车内噪声的主要来源和传播途径如图1所示。

图l 车内噪声的主要来源和传播途径
车厢外的噪声向车厢内的传播是按空气传播的规律进行的，具体途径有两个：
第一个途径---固体传播：车厢外的声源或振动（源）的作用通过结构件传播到车身，引起车身振动，再由车身板壁振动辐射噪声至车内，形成车内噪声，称之为固体声。

第二个途径---空气传播：将各种噪声源所辐射的噪声通过空气，由车身的缝隙或孔洞传
播到车内，形成车内噪声，称之为空气声。

三、噪声控制策略
根据噪声产生的原理，可以把噪声控制技术分为以下两类：一是对噪声源的控制，二是对噪声传播途径的控制。

1、对噪声源的控制是最根本、最直接的措施，包括改造振源和声源等。

但是对噪声源难以进行控制时，就需要在噪声的传播途径中采取措施，例如吸声、隔声、消声减振及隔振等措施。

汽车的减振降噪水平还与整车的动力性、经济性、可靠性以及强度、刚度、质量、制造成本和使用密切有关。

（1）发动机优化设计
柴油机燃烧的特点决定了降低柴油机噪声的主要是控制燃烧噪声，根本措施是适当降低柴油机燃烧过程中速燃期内汽缸内的平均压力增长率（取决于着火延迟期和在着火延迟期形成的可燃混合气的数量和质量），一次可以采取选用十六烷值干的燃料、合理组织喷油过程、选用良好的燃烧室形状等措施。

（2）发动机表面噪声的传播途径控制
发动机燃烧激振力和机械激振力通过发动机个结构零件传动到发动机的外表面，形成表面的振动响应，表面振动又激发空气质点的振动而形成声波向外辐射，可采取以下措施控制发动机表面噪声：
1）增加机体刚度：如缸体可以采取过激先进的梯形框架结构，采用后置正时齿轮传动方式增加齿轮传动系统的刚度，还可以加强部件配重等等。

2）对壁面采取阻尼措施：发动机中最易采取阻尼措施的是一些罩、盖、如正时齿轮室盖、油底壳和曲轴皮带轮等，这些零件由常常是较强的噪声辐射源。

可以将阻尼材料以自由或约束状态敷在振动体上，已达到减振和减小辐射噪声的目的。

3）隔声处理：包括局部隔声和整体隔声。

局部隔声是指对气门室盖、油底壳、正式齿轮室盖、曲轴箱等噪声辐射较强的表面装设隔声装置以降低辐射噪声。

整体隔声是指对整个发动机表面装设隔声装置。

整体隔声罩虽然效果比局部隔声好，但是受到发动机的散热、材料的耐高温等条件的限制。

4）隔振措施---弹性安装：各种盖板固定点尽量固定在振动级较低的机体位置上。

5）进、排气噪声控制：改进空滤器结构；加进气消声器；安装性能优良的排气消声器。

6）风扇噪声控制：增加风扇直径降低转速，减小噪声；改进导风罩形状；增加散热器尺寸；选用合适的叶片数，同时选用合适的叶片材料；安装风扇自动离合器，使风扇在需要状况下工作。

2、控制噪声传播途径
通过阻尼隔振、隔声、吸声等措施来改善振源和车身的传递关系, 从而达到降噪的目的。

（1）振动与噪声的阻尼控制有三种方式。

一是通过表面阻尼处理来提高结构阻尼、抑制共振、改善结构抗振降噪性能。

目前在汽车上使用的阻尼材料有①沥青类阻尼材料②橡胶类阻尼材料均已广泛用于汽车③车用阻尼涂料, 它是减少振幅、降低噪声和隔热吸音的功能性涂料, 已在汽车上得到了广泛应用④采用新技术的宽温域阻尼材料, 此材料在各种复杂的条件下都能起到减振、降噪、隔音、隔热的作用, 目前已试用于国产客车上。

二是采用高阻尼材料制作汽车零部件, 目前高阻尼一系合金已用于制作汽车发动机盖的材料。

三是通过阻尼隔振技术来防止振动传人车内。

（2）隔声。

车内隔声结构一般根据阻尼减振、隔声和吸声等多项要求，在不同部位适当组合吸声防振材料而构成。

应根据所隔噪声的特点、隔声材料、结构性能和成本来选择隔声结构。

（3）吸声。

在声空间的界面上附加吸声材料, 从而空气波人射到这些界面时, 声能量由吸声材料的内损耗而转变为热能, 避免声的反射而出现的混响作用, 从而减小声空间的声压级, 达到控制车内噪声的目的。

车内顶棚、底板和侧壁内饰衬垫应尽量使用本身具有吸声性能的材料, 同时隔声与吸声应综合考虑, 以实现用最少的材料, 最简单的结构来控制车内噪声。

目前在汽车上使用的吸声材料主要有①多孔性吸声材料, 这类材料主要有玻璃棉、毛毡等②开孔壁吸声材料, 车身顶部内饰面即采用这种吸声材料。

四、结束语
本文主要阐述了国内外汽车噪声的现状及汽车噪声的控制策略。

现阶段的被动降噪只能是过渡阶段的临时措施，从长远来看，随着市场竞争的加剧和消费者对以噪声为代表的舒适性的要求日益增高，只有从主动降噪角度予以高度关注，才能事半功倍，从根本上抑制噪声。

因本人水平和经验有限，文中难免存有错漏和不足之处，恳请专家、教授批评指正。

参考文献及资料：
[1] 李素华.车内减振降噪技术的研究[J] .汽车科技, 2005,(1) :15- 18.
[2] 邢世凯, 闻德生.轿车车内减振降噪控制方法的研究[J].噪声与振动控制,2007,(4)
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