汽车进气系统的噪声及振动
汽车动力系统的噪音与振动控制技术
汽车动力系统的噪音与振动控制技术随着汽车工业的进步和普及，人们对于汽车的噪音和振动控制技术也提出了更高的要求。
本文将就汽车动力系统的噪音与振动控制技术进行论述，介绍相关的理论和应用。
一、汽车噪音与振动现状分析汽车噪音主要来自于发动机、排气系统、传动系统以及轮胎与路面的摩擦等。
同时，汽车的振动也会对车身和零部件产生不同程度的影响。
噪音与振动不仅影响驾乘者的舒适性和健康，也对周围环境造成困扰。
因此，控制和减少汽车动力系统的噪音与振动成为了一项重要的研究课题。
二、噪音与振动的产生机理1. 发动机噪音与振动：发动机的爆震、排气和进气阀门的开闭、曲轴和活塞的运动等都会产生噪音和振动。
2. 排气系统噪音与振动：排气管道和中段消声器的设计和材料选择，直接影响排气系统的噪音和振动。
3. 传动系统噪音与振动：齿轮传动、联轴器和轴承的摩擦和振动等都会产生噪音和振动。
4. 轮胎与路面噪音与振动：车轮与路面的接触会产生颠簸和摩擦，进而产生噪音和振动。
三、汽车动力系统噪音与振动控制技术为了控制和降低汽车动力系统的噪音和振动，相关的技术和措施被研发和应用：1. 发动机隔离措施：使用隔离支撑和悬挂装置来减少发动机噪音和振动的传播。
2. 声学隔离与吸声材料：在车内壁面和底板等位置使用隔音和吸声材料，减少噪音传播。
3. 振动补偿技术：通过控制反馈和振动传感器来实时调整车身和零部件的振动。
4. 换向消音器设计：采用特殊的换向消音器结构和材料，有效降低排气系统噪音。
5. 优化传动系统设计：通过改进齿轮设计、减震装置的使用和优化联轴器等，控制传动系统的噪音和振动。
6. 轮胎和路面的改进：通过改进轮胎的胎面材料和减震结构设计，降低轮胎与路面间的噪音和振动。
四、噪音与振动控制技术的发展前景随着科技的不断进步和汽车工业的发展，噪音与振动控制技术将继续得到改进和完善。
未来的发展趋势包括：1. 新材料的应用：开发和应用高性能的减震材料和吸声材料，提升噪音和振动控制效果。
汽车NVH振动与噪声分析
汽车NVH介绍1.NVH现象与基本问题2.噪声与振动源3.NVH传递通道4.NVH的响应与评估5.NVH试验6.NVH的CAE分析7.NVH开发8.汽车声品质动态性能静态性能汽车的性能❑汽车的外观造型及色彩❑汽车的内室造型、装饰、色彩❑内室及视野❑座椅及安全带对人约束的舒适性❑娱乐音响系统❑灯光系统❑硬件功能❑维修保养性能❑重量控制❑噪声与振动（NVH ）❑碰撞安全性能❑行驶操纵性能❑燃油经济性能❑环境温度性能❑乘坐的舒适性能❑排放性能❑刹车性能❑防盗安全性能❑电子系统性能❑可靠性能NVH 是汽车最重要的指标之一汽车所有的结构都有NVH问题☐车身☐动力系统☐底盘及悬架☐电子系统☐……在所有性能领域（NVH，安全碰撞、操控、燃油经济性、等）中，NVH是设及面最广的领域。
什么是NVH？NVH : N oise, V ibration and H arshness⏹噪声Noise:●是人们不希望的声音●注解: 声音有时是我们需要的●是由频率, 声级和品质决定的●频率范围: 20-10,000 Hz⏹振动Vibration●人身体对运动的感觉, 频率通常在0.5-200 Motion sensed by the body,mainly in .5 hz-50 hz range●是由频率, 振动级和方向决定的⏹不舒服的感觉Harshness●-Rough, grating or discordant sensation为什么要做NVH?☐NVH对顾客非常重要⏹NVH的好坏是顾客购买汽车的一个非常重要的因素. ☐NVH影响顾客的满意度⏹在所有顾客不满意的问题中, 约有1/3是与NVH有关. ☐NVH影响到售后服务☐约1/5的售后服务与NVH有关决定NVH的因素顾客的要求政府法规公司的需要和技术能力竞争车NVH –车速–发动机转速的关系动力系统(P/T) NVH路噪Road Noise风噪Wind Noise车速Vehicle speedSpeed1030507090110130150Wind NVH Road NVHPowertrain NVHPowertrain NVH DominanceRoad NVH DominanceWind NVH Dominance路面及动力系统的振动Road & P/TVibration路面及动力系统的噪声Road & P/T Sound风激励噪声Wind Noise 动力系统的声品质P/T Sound Quality0 Hz100 Hz250 Hz800 Hz5000 Hz NVH与频率的关系多通道分析源-通道-接受体模型⎛jP iF P ⎪⎭⎫⎝⎛jP P ⎪⎭⎫ ⎝P源通道源接受体源源源通道通道Interior Sound & VibrationNoise path 1Noise path 2Noise source 1Vibration source 1Noise source 2Noise source N ……Vibration source 2Vibration source N……Vibration path 1Vibration path 2Vibration path …Noise path …•源–动力系统–风–路面–其他•通道–底盘–车身–内饰–其他•接受体–耳朵–手–脚–座椅1.NVH现象与基本问题2.噪声与振动源3.NVH传递通道4.NVH的响应与评估5.NVH试验6.NVH的CAE分析7.NVH开发8.汽车声品质源: 动力系统NVH动力系统PowertrainPowertrainPowerplantDrivelineExhaustIntakeMountEngineTransmission动力总成Powerplant发动机噪声源机械振动与噪声◆曲轴系统◆凸轮轴系统◆链,齿轮,皮带◆非燃烧引起的冲击◆附件燃烧噪声☐活塞载荷☐气缸盖载荷☐曲轴轴承载荷流动噪声•进气•排气•风扇024680.20.40.60.811.21.41.61.8R e s p o n s e @ I n e r t i a M引起的问题☐曲轴共振☐曲轴的应力集中和断裂曲轴扭转振动阻尼器Damper 1.橡胶阻尼器2.液压阻尼器变速器啸叫•T.E. vs. Gear NoiseX aX bGear Mesh❑齿轮制造精度不够❑齿轮匹配对中不好❑齿轮材料不好啸叫的原因：齿轮啮合不好变速器敲击啸叫的原因：❑曲轴扭振❑传动轴系转速波动❑变速器齿轮间隙控制不好01000020000300004000050000600000100200300400500600700Crank Angle (degrees)F o r c e M a g n i t u d e (N )MB1 Mag Excite MB1 Mag JOA MB2 Mag Excite MB2 Mag JOAMB3 Mag Excite MB3 Mag JOA MB4 Mag ExciteMB4 Mag JOA动力总成NVH❑动力总成的弯曲模态❑动力总成的辐射噪声❑悬置位置的振动❑附件的振动及辐射噪声启动噪声发动机缸盖15CM处CM5_CB10改进前浪迪_K14五菱_B12CM5_CB10改进后改进方案为：1、加强飞轮2、飞轮启动齿轮不倒角3、加大飞轮启动齿圈直径变速箱分动器后传递轴后驱动桥后半轴前传递轴前驱动桥前半轴支撑轴承万向节传递轴系的NVH☐第一阶传递轴激励☐传递齿轮啸叫☐2阶激励r O AB 1. 齿轮啮合2. 轴的不平衡3. 由十字连接引起的2阶激励进气系统和排气系统的NVH排气系统进气系统TailpipeOrifice 歧管的设计与声品质1进气总管23654进气系统NVH空滤器❑进气口噪声❑壳体的辐射噪声四分之一波长管谐振腔排气系统的NVH控制指标❑挂钩传递到车体的力❑排气尾管噪声❑壳体辐射噪声控制方法：☐消音器的设计☐波纹管/球连接的选择☐。
优化车辆进气系统降低车内加速噪声
的程 度 。当噪声度 越好
量 。在工 程应 用上 ．重 庆大学 车辆 工程 研究 所发 明
了一 种 赫 尔姆 兹 多腔 并联 旁 支 共振 式 进 气 消声 器 ．
并将 其应 用 于实车进 行 了车外 加速 噪声 试验 ．消声
效 果 显著 【 本 文将 介 绍车 内噪声 的评 价 和发 动 机 １ ］
既要考 虑声 压级 的大 小又要 考虑 其频 率成 分与 转速
的关 系 汽车最 主要 的噪声 源 是发动 机 ．发动 机 的 噪声 是与 阶次 密切相 关 的 ． 如果 已知 阶次 曲线 ． 么 那 噪声 级与转 速 和频率 的关 系也 即确定 线 性度 指 的 是车 内噪声 随发 动机 转速 变化 的 曲线 接近 一根 直线
ｒ ｓ ｎ ｎ ｅ ｐ ｎ ｉ ｌ ，ａ ｄ ｔ ｅ ｎ ｉｅ ｅ ｉ ｎ ｔ ｇ ｅｆ ｃ ｆ ｔ ｅ ｒ ｓ ｎ ｔ ｒ ｆ ｔ ｅ ｉｔ ｋ ｎ ｆｌ ｓ ｃ ｅ ｋ ｄ ｈ ｅ ｕ ｓ ｅ ｏ ａ ｃ ｒ ｃ ｐ ｅ ｎ ｈ ｏ ｓ ｌ ｉ ｍｉ ａ ｉ ｆ ｔ ｏ ｈ ｅ ｏ ａ ｏ ｓ ｈ ｎ ａ ｅ ｍａ ｉ ｄ ｉ ｈ ｃ ｅ ．Ｔ ｅ ｒ ｓ ｈ ｎ ｅ ｏ ｏ
３ 进气 噪声 分 析及 控 制 策 略
进气 噪声是 由进 气 门周期 性开 、闭 而产生 的进 气 管 内压 力起 伏变化 所形 成 的 进 气噪 声一般 随着
１ 前 言
随着汽 车 产业 的发 展 ．汽 车 的 Ｎ Ｈ性 能 成 为 Ｖ 评价 汽车 品质 的重要 技术 指标 发 动机 进气 噪声 是 汽车 主要 噪声 之一 目前 在汽 车发 动机 上用 的最 多 的是 赫 尔姆兹 共振 式进气 消声 器 ．通常 把该结 构认 为是 一个 质量 弹簧 系统 ．其连 接管 中的空气 作为 质
汽车发动机的燃烧噪声与振动控制
汽车发动机的燃烧噪声与振动控制在现代社会，汽车已经成为人们生活中不可或缺的一部分。
然而，汽车的发动机燃烧噪声和振动给人们的驾驶体验带来了一定的困扰。
为了提高汽车的舒适性和安静性，对汽车发动机的燃烧噪声和振动进行控制是至关重要的。
本文将从发动机噪声和振动的原因入手，探讨一些常见的噪声和振动控制技术。
一、噪声的来源和控制1.1 燃烧噪声燃烧噪声指的是发动机在燃烧过程中产生的噪声。
这种噪声主要源于燃烧室内的高温高压气体和燃油的燃烧不完全。
燃烧噪声可以通过以下控制手段来减少：（1）改善燃烧室设计：优化燃烧室结构和燃烧室内的气流分布，提高燃烧效率，减少噪声的产生。
（2）提高燃油的喷射技术：采用先进的燃油喷射技术，如直接喷射和多点喷射等，可以使燃油燃烧更充分，减少噪声的产生。
（3）降低排气温度：通过增加散热器的面积和改进冷却系统，有效降低排气温度，减少噪声的散发。
1.2 机械噪声机械噪声是指发动机内部机械零部件运动时产生的噪声。
这种噪声的主要来源有曲轴、连杆、凸轮轴等部件的运动和摩擦声。
机械噪声可以通过以下控制手段来减少：（1）优化零部件的材料和制造工艺：选择高强度、低噪声的材料，并采用精密加工工艺，降低摩擦噪声。
（2）加装隔音材料：在发动机的关键部位加装隔音材料，如凸轮轴盖、曲轴箱等，有效降低机械噪声。
（3）减震措施：采用减震器和隔振装置，减少机械振动，进而降低机械噪声。
二、振动的来源和控制2.1 内燃机的振动内燃机的振动主要来自于排气脉动和不平衡力。
由于内燃机的工作过程是不连续的，燃烧的脉动力会给发动机带来一定的振动。
此外，由于内燃机各零部件的质量分布和工作时的力分布不均匀，也会导致发动机的振动。
内燃机的振动可以通过以下控制手段来减少：（1）改善配气系统：通过优化进气和排气系统的设计，使排气脉动减小，有助于降低内燃机的振动。
（2）平衡旋转部件：对内燃机旋转部件进行平衡处理，减少不平衡力，降低振动的产生。
发动机进气系统噪声优化
发动机进气系统噪声优化摘要：提高汽车NVH 的性能指标，已经成为提升汽车品牌价值的一种重要手段。
进气噪声是考察汽车NVH 性能的一个重要方面。
本文阐述了利用CAE技术，优化进气系统噪声的过程。
在该过程中，利用Sysnoise软件精确地模拟了进气系统的声场特性，为优化设计提供了改进方向，加快了开发过程，并节约了开发成本。
关键词：进气、NVH、优化1 前言现在NVH（噪声、振动与舒适性）性能已经成为评价汽车品质的一个重要指标。
各大整车厂都致力于通过提高汽车的NVH 性能来提升其品牌价值与市场竞争力。
同时，随着人们对噪声污染的不断重视，针对汽车噪声的法规也不断严格[1] 。
进气噪声作为汽车的一个重要噪声源也得到了足够的重视。
而传统的设计手段已不能针对市场需求，快速反应，设计出满足要求的进气系统。
运用现代的CAE 技术开发进气系统势在必行。
本文阐述了一款自吸发动机进气系统噪声的优化过程。
在该过程中运用CAE 技术，分析了整个进气系统（包括进气歧管在内）的声场特性，发现原进气系统在降噪作用方面的缺陷。
通过计算分析，合理设计、布置消声单元，祢补了原进气系统在降噪方面的不足。
2，发动机进气系统噪声源及降噪措施2．1 发动机进气系统噪声源发动机的进气系统是一个非常复杂的噪声源，包含各种类型的噪声，每种噪声产生的机理也各不相同。
因此，对进气系统噪声进行优化首先要明确各个噪声源产生的原因，并确定各个噪声源的贡献量，再有针对性地解决噪声问题。
进气系统噪声从总体上可以分为空气噪声和结构噪声两大类。
空气噪声包括脉动噪声和流体噪声。
脉动噪声是由进气门的周期性开、闭而产生的压力起伏变化所形成的[2] 。
这部分噪声主要影响进气系统低频噪声特性。
另外如果进气管的空气柱的固有频率与周期性脉动噪声的主要频率一致时，会产生空气柱的共鸣声。
此外由于进气口和前侧板之间可能形成一个共鸣腔，可能产生额外的共鸣噪声[3] 。
流体噪声是气流以高速流经进气门流通截面，形成涡流，产生的高频噪声。
汽车风噪产生机理研究
汽车风噪产生机理研究
汽车风噪是指汽车在行驶过程中由于空气流动而产生的噪音。
其主要产生机理包括以下几个方面：
1. 空气流动噪声：当汽车行驶时，车身与空气之间形成了一个空气动态系统。
当空气流经车身、车窗、车轮以及其他构件时，会产生湍流和涡旋，从而产生噪音。
这种噪音被称为空气流动噪声，是汽车风噪的主要来源。
2. 车身结构振动噪声：汽车行驶时，空气流动会导致车身产生振动。
这些振动通过车身的结构传导，进而产生噪声。
车身的不同部位对应着不同频率的振动噪声。
3. 车窗密封不良：车窗是汽车内外隔离的有效部分，但如果车窗密封不良，空气就会从缝隙中侵入车内，产生噪音。
4. 发动机噪声：汽车的发动机也会产生噪音，特别是在高速行驶或急加速时。
这些噪音主要来自发动机的运转和排气系统。
为了降低汽车风噪，制造商采取了一系列的措施：
1. 优化车身结构：通过改进车身的设计和使用抗振材料，减少车身的振动，从而降低噪音的产生。
2. 提高车窗密封性能：制造商通过改善车窗的密
封性能，减少空气从缝隙中侵入车内，降低噪音的传播。
3. 隔音材料的应用：在车内部分区域使用隔音材料，如吸音材料、隔音膜等，以吸收或隔离噪音的传播。
4. 发动机噪声控制：通过发动机设计的改进和采用隔音措施，减少发动机噪声的产生。
总之，汽车风噪是由于空气流动和车身结构振动所产生的噪声。
通过优化车身结构、提高车窗密封性能、应用隔音材料以及控制发动机噪声等措施，可以有效降低汽车风噪的水平。
车辆工程中的噪音与振动控制技术
车辆工程中的噪音与振动控制技术在现代社会，车辆已经成为人们生活中不可或缺的一部分。
然而，随着车辆性能的不断提升和人们对舒适性要求的日益提高，车辆工程中的噪音与振动问题逐渐受到了广泛的关注。
噪音和振动不仅会影响驾驶者和乘客的舒适性，还可能对车辆的结构和零部件造成损害，降低车辆的使用寿命。
因此，研究和应用有效的噪音与振动控制技术，对于提高车辆的品质和性能具有重要的意义。
一、车辆噪音与振动的来源要有效地控制车辆的噪音与振动，首先需要了解其来源。
车辆中的噪音和振动主要来自以下几个方面：1、发动机发动机是车辆的动力源，也是噪音和振动的主要产生部件。
发动机在工作过程中，燃烧产生的压力变化、活塞的往复运动、气门的开闭等都会引起机械振动，并通过发动机的安装支架传递到车身。
同时，发动机的进气、排气和风扇等也会产生空气动力性噪音。
2、传动系统传动系统包括变速器、传动轴、差速器等部件。
在传动过程中，齿轮的啮合、传动轴的旋转不平衡等都会产生振动和噪音。
特别是在换挡时，由于齿轮的冲击和摩擦，会产生明显的噪声。
3、轮胎与路面轮胎与路面的接触和摩擦会产生噪音，尤其是在粗糙的路面上行驶时，噪音更为明显。
此外，轮胎的不平衡和花纹的设计也会影响噪音的产生。
4、车身结构车身结构的固有频率与外界激励频率接近时，会发生共振，从而产生较大的振动和噪音。
车身的密封性不好也会导致外界的风噪传入车内。
5、空调系统空调压缩机的工作、风扇的转动以及风道内的气流流动都会产生一定的噪音。
二、噪音与振动的危害车辆中的噪音和振动会给人们带来多方面的危害：1、影响舒适性长时间处于噪音和振动环境中，会使驾驶者和乘客感到疲劳、烦躁，降低乘坐的舒适性，影响身心健康。
2、干扰驾驶强烈的噪音和振动会干扰驾驶者的注意力和判断力，影响驾驶安全。
3、损害车辆部件持续的振动会导致车辆零部件的松动、磨损甚至损坏，缩短车辆的使用寿命。
三、噪音与振动控制技术为了降低车辆的噪音和振动，车辆工程师们采用了多种控制技术，主要包括以下几个方面：1、优化设计（1）发动机优化通过改进发动机的结构设计，如采用平衡轴、优化活塞形状和气门正时等，减少发动机内部的不平衡力和振动。
第4章 汽车振动噪声控制技术
3.统计能量分析法
统计能量分析的基本方程是功率流平衡，即对于 每一个子系统输出功率等于输入功率加上这个系 统的功率损耗。 统计能量分析法在预测和分析车内空气噪声的应 用较普遍，其更重要作用在于列出主要噪声贡献， 以及预测不同设计对车内噪声的相对影响，是分 析汽车车内高频噪声的有效方法。 商业软件：AutoSEA、SEAMS等。
3. 主动振动隔振
主动隔振器由下面几部分组成： 被动隔振器，一般采用液压隔振器 作为基础，也有少量橡胶隔振器； 激振器，可以是电磁式的，也有的 是伺服液压式的；传感器一般用加 速度传感器。被动隔振器主要是支 撑动力装置系统并具备一定的隔振 和防冲性能。安装在车架上的传感 器将振动信号传递到控制器上，控 制器经过运算，对激振器发出指令。 外界能源系统给激振器提供的能量， 产生一个与框架振动幅值相等但相 位相差180°的力作用在框架上， 这个力与振动力相互抵消，从而达 到减小振动的目的。
5.传递路径分析法
复杂系统受多种振动噪声源的激励，每种激励都 可通过不同的路径，经过衰减，传递到多个相应 点。为有效降低振动噪声，就需要对各种传递路 径进行预测和分析，通常采用矢量叠加法，所以 传递路径分析方法（TPA-Transfer Path Analysis) 也被称为矢量叠加法。 传递路径分析可以基于实验测量，也可以完全基 于有限元分析，但更多点是基于实验—有限元混 合方法。 商用软件：LMS公司开发的TPA软件。
4.3.1、车内噪声控制 4.3.2、车外噪声
汽车的振动噪声特性是表征 汽车品质的重要指标当今世界 汽车市场竞争激烈，在每个市 场层次上都充斥着各生产商推 出的功能上大同小异的类似车 型。消费者挑选汽车时往往首 先感受的是驾驶或乘坐汽车时 的振动和噪声状态，或者讲是 在有意无意地比较其振动和噪 声控制水平。同时，汽车产品 也必须满足日益严格的噪声法 规和标准的要求。因此汽车的 振动噪声控制作为汽车设计、 制造方面的一个重要课题，受 到广泛重视。
降低发动机进气系统噪声的研究
降低发动机进气系统噪声的研究现代汽车发动机进气系统的噪声是一个重要的问题，尤其是在高压缩比和高转速的情况下，会造成相当大的噪声污染。
高噪声不仅会影响乘车者的舒适性，也会降低发动机的性能和工作效率。
为了降低发动机进气系统的噪声，许多研究人员对此进行了广泛的研究。
降低噪声的主要方法有两种，一种是通过外部隔音，另一种是通过内部减震和降噪。
在外部隔音方面，最重要的是减少发动机与驾驶室之间的传声。
这可以通过使用隔音材料和空气隔音系统来实现，从而显著降低汽车内部噪音水平。
在内部减震和降噪方面，主要有以下几种方法：第一种是优化进气系统的设计。
优化进气总成的设计可以降低气流的涡流噪声和气体压力扰动噪声。
具体来说，可以采用光滑的气道设计、优化进气系统的截面和曲率，以及增加缓解噪声的附加装置等。
第二种是降低进气中的噪声。
对于发动机进气系统来说，如果空气通过空气滤清器和进气歧管时发出噪音，则可以降低这些部件的噪音水平。
具体来说，可以优化空气滤清器的设计，减少噪音的产生和传播，或者使用音频缓冲器来吸收噪音。
第三种是改善发动机的机械结构。
我们知道，某些发动机结构（如吸气阀门，进气歧管等）会产生噪音。
在这种情况下，可以通过缓冲、吸声等方法降低噪声。
具体来说，可以使用吸波材料、减震垫等附加装置来降低噪声。
总之，在研究发动机进气系统的噪声减少方面，需要对汽车的全局噪声情况进行综合考虑，进行全面的设计和优化，以便在尽可能降低噪声的同时保证汽车的性能和安全。
在今后的研究中，可以通过特定的模型和试验，进一步改善和优化发动机进气系统的噪声问题。
除了上述方法，还有其他一些较为高级的技术可以用于降低发动机进气系统噪声。
例如，一些研究人员使用被动和主动降噪系统来降低进气噪声。
被动降噪系统通常使用吸声材料和隔音设备来吸收和隔离噪声。
而主动降噪系统则利用扬声器和与发动机相关的传感器来检测和产生反向声波，从而抵消噪声。
此外，还可以使用CFD仿真技术来优化发动机进气系统的噪声，以确保气道的光滑度并减少气流噪声。
进气系统的噪声及其调音
进气系统的噪声及其调音一 汽车噪声的特征在汽车行业，在涉及噪声与振动时，常采用一个词NVH ，即是噪声（Noise ），振动（Vibration ）和不舒适（Hardness ）三个英文单词的简写。
人的耳朵是一个非线性结构，对不同噪声的听觉不一样。
噪声与振动能让乘客直接感受到一部车是否舒服。
对此，汽车公司投入大量人力物力来减少噪声与振动。
对于一部车的噪声指标，政府对其的法规只有一项——通过噪声标准（pass-by noise ）。
即汽车整体通过时产生的噪声，包括进气系统的噪声等其他一系列在汽车通过时产生的噪声，在欧洲，通过噪声为74dB ，美国为78dB 。
随后汽车制造商会将不同的噪声要求分配到不同的汽车部件上，比如这次的a1774_AFS GP50项目，根据泛亚要求，进气噪声与发动机转速的关系如图，即要求进气系统的噪声在以下转速下不超过此直线的范围。
汽车噪声有两个特点。
一是与发动机的转速和汽车行使速度有关，二是不同的噪声振源有不同的频率范围。
下图表示汽车噪声与行使速度的关系：，轮胎与路面的摩擦是主要噪声，而在高速时，车身与空气之间的摩擦是主要的噪声。
图表示噪声源与频率的关系： 动低速时，发动机是主要噪声源，中速时间汽车速度下频率低频时，发动机是主要噪声源，中频时变速箱和风激励噪声占主导成分，高频时考虑的是说话的声音是否清晰，即所谓品质问题。
压缩质点振速和声功率等。
其中声压和频率是两个主要参数，声压，瞬时声压对时间声压与位置和时间有关，下图表示某固定时间而在不同地点的声压情况：图表示某固定地点而不同时间的声压情况：出来的上噪声的概念是纯主观上的定义，但是大部分噪声是人们共识的，如汽车的交二 声学的基本概念当物体振动时，会引起周围空气振动，空气具有质量和弹性，是可以压缩的。
空气被后会扩张后又被压缩，由于这种不断扰动，空气就产生一定压力，从而产生了声波。
描述声音的参数有声压，频率，也是测量的主要对象。
发动机进气噪声及汽车NVH简介
谐振腔式消声器谐振频率计算公式(如下图)： f= (C/2π )*(S/(L*V))1/2 其中：C-为空气中的音速 L-接管长度 S-接管平均断面积 V-谐振腔的容积 f-谐振频率
四分之一波长管
四分之一波长管是安装在主管道上的一个封闭的管子，如下面图所示。 声波从主管道进入旁支管后，声波被封闭端反射回到主管，某些频率 的声波与主管中同样频率的声波由于相位相反而相互抵消，从而达到 消音目的。
合理设计进气管道和气缸盖进气通道，减少进气系统内压力脉动的强度和气门通道处的涡流强度。
导流管 进气管探入空滤器本体内，配合空滤本体内气道设计来消除噪声。 空气滤清器相当于一个扩张消音器，影响其传递损失的因素有两个：扩 张比m和滤清器的长度L。 扩张比越大越好，有两种办法提高扩张比：一是减小管道的尺寸，二是 增加滤清器的截面积。减小管道尺寸会使得功率损失增加，而增加滤清 器的截面积又受到安装空间的限制。将进入管和输出管插入到滤清器中 也可以提高滤清器的传递损失。
2、进气噪声产生机理 进排气噪声均属于空气动力噪声，由于气体扰动以及气体和其他物体相互作用而 产生的噪声称为空气动力噪声 。直接向大气辐射的空气动力噪声包括：进气噪声、 排气噪声、冷却风扇噪声。 发动机进气噪声是由进气阀周期性开闭而产生的压力波动所形成的。 进气噪声主要包括：周期性压力脉动噪声、 涡流噪声、气缸的玄姆霍兹共振噪声和进 气管的气柱共振噪声。 进气阀门开启时，活塞由于上止点下行 吸气，临近活塞的气体分子以同样的速 度运动，这样在进气管内产生一个压力 脉冲，随着活塞的继续运动，它受到阻尼； 当进气门关闭时，同样产生一个有一定持 续时间的压力脉冲，于是产生了周期性的 噪声——脉冲噪声，其噪声频率成分主要 集中在200Hz以下的低频范围。 同时，进气过程中的高速气流流过进气门流 通截面时，会形成涡流噪声，由于进气门流通截面是不断变化的，涡流噪声主要 集中在1000-2000Hz之间的高频范围；
汽车进气系统噪声仿真分析及优化
汽车进 气 系统 噪声 仿真 分析及 优化
１９ ２
文章 编号 ： ０ ６ １ ５ （０ ２０ — １９０ １０ —３ ５２ １）３０ ２ —４
汽 车进 气 系统 噪 声 仿 真 分 析 及优 化
石 岩，张剑平，刘 鹏
（ 长城 汽车股份有限公 司 技术中心，河北省汽车工程技术研究中心，保定 ０ １０ ） ７０ ０
（Ｒ＆Ｄ ｎ ｅ ｆ ｅ ｔ ａｌ ｏｏ ｍｐ ｎ ， Ａｕ ｏ ｔ ｅＥｎ ｉｅ ｒ ｇＴ ｃ ｎｃ ｌ ｎｅ ｆ ｂ ｉ Ｃｅ ｔｒ Ｇｒ ａ ｌＭ ｔｒ ｏ Ｗ Ｃｏ ａ ｙ ｔｍｏｉ ｇｎ ｅｉ ｅ ｈ ｉａ ｔｒｏ Ｈｅ ｅ ， ｖ ｎ Ｃｅ
Ｂａ ｄｎ ７ ０ ０ Ｈｅ ｅ ｈｎ ｏ ｉｇ ０ １０ ， ｂ ｉ Ｃ ｉａ） ’
关键 词 ： 声 学 ；进 气 系 统 ； 递 损 失 ；穿孔 式 消 声器 ； 化 传 优 中 图 分 类 号 ： ４ ３１ Ｕ ６ ．； 文 献 标 识码 ： Ａ ＤＯ 编 码 ：０３ ６／ｉ ｎ１０ －３ ５ ０２０ ． ０ Ｉ １ ． ９ ．ｓ．０６ １５ ． １．３ ３ ９ ｊｓ ２ ０
Ｋｅ ｒ ｓ： ｃ ｕ ｔ ｓ； ｎ ａ ｅｓ ｓｅ ； ｒ ｎ ｍｉｓｏ ｓ ｐ ｒ ｏ ａ ｅ ｆ ｅ ｏ ｔ ｚ ｔ ｎ ｙ ｗｏ ｄ ａ ｏ ｓｉ ｃ ｉｔ ｙ ｔ ｍ ｔ ｓ ｓ ｉｎ ｌ ｓ； ｅ ｆ ｒ ｔ ｄｍｕ ｋ ａ ｏ ｌ ｒ； ｐ ｉ ａｉ ｍｉ ｏ
汽车进气系统声学传递损失分析
-20 频率
方案一
原方案
图 2 某车型进气系统有限元模型
其中材料的参数选 Virtual. lab 软件 Acoustic 模块中默认的 air 参数，边界条件主要为入口处 施加单位质点振速，出口处施加无反射的阻抗， 通过计算出口与入口的声压响应结果分析其传 递损失。由于滤芯对空滤的低频消音性能影响较 小，本次分析频段为 50-500Hz，因此未考虑滤
2 进气系统传递损失分析
2.1 进气系统的几何结构 进气系统主要包括管道和消音元件两大部
分。消音元件包括扩张消音器，旁支消音器，谐 振器以及四分之一波长管等。本文分析的进气系 统结构主要由管道，空气滤清器，谐振腔三部分 组成。某车型进气系统几何模型如图 1 所示。
（1）空气滤清器。空滤除了可以过滤空气外， 还起到了扩张消音器的功能，其容积大小和尺寸 决定了传递损失和中心频率。其传递损失见公式 (1)：
-20
-30 频率
方案二
方案三
50
40
30
20
10
0
-1050 100 150 200 250 300 350 400 450 500 -20
-30
频率
方案一
方案二
原方案
方案三
图 10 各个方案传递损失曲线对比
由结果可知，对于单频消音，谐振腔消音 性能较好，可以通过改变谐振腔的容积改变其消 音频率；对于宽频带消音，扩张消音器消音效果 较好，其消音频带较宽，可以通过改变其扩张比 或扩张腔室的长度进一步优化其消音性能。此 外，本文分析了加长进气管道对消音性能的影 响，其效果并不明显，曲线形状基本保持不变， 消音频段稍有改变。
图 1 某车型进气系统几何模型
TL
= 10 lg 1 Tw
汽车振动噪声现象
汽车振动噪声现象一、现象的种类、发生原理汽车振动噪声是多种问题组合在一起而出现的复杂的现象。
例如，当乘坐在噪声比较高的车内时，人们一般用“这辆车的发动机很吵”等类似的语句来描述。
但是，实际上汽车的噪声除了发动机以外，还包含其他各种噪声源。
即使是同一款发动机，因传递系统的不同，最终感受到的噪声也是有区别的。
因此，为了制造安静、振动小的汽车，应对“吵闹、不舒服”等与感觉相关的现象进行分类，查明问题所在的领域及主要产生原因，力图从原理上分析问题是如何发生的。
对振动噪声的发生原理进行简要的概括，如图2-7所示。
图2-7 振动噪声发生原理实际中的激励源和传递路径，是由多个部位通过多种方式组合在一起而成的。
二、激励源表2-2中所列为汽车的振动噪声常见的激励源。
表2-2汽车主要激励源在道路上行驶的汽车会受到多种激励源的作用，而每种激励源都有各自不同的易发生振动噪声问题的行驶条件或者频率特征，根据对各种振动噪声现象调查研究，根据所发生的振动噪声问题所在的频率范围，基本上可以锁定激励源的所在。
按照激励源的特性可以大致分为四种。
在对各个现象按照振动系统来进行评价的基础上，根据强制振动、自由振动、自励振动等的振动形态和对象频率的不同，来精确识别和处理。
1）连续强制力（特定频率）。
转矩变动、惯性力、齿轮啮合力、不平衡力、转向节的不等速性。
2）连续强制力（随机、脉冲）。
空气乱流、路面的凸凹不平、爆发压力。
3）脉冲激励。
路面的凸凹不平（段差、突起）等。
4）阶跃激励。
过渡转矩变动、过渡摩擦力变动等。
当需要降低某些振动噪声时，最根本的方法是从激励源上采取措施以降低激振力。
因此，需要了解各个激励的产生原理。
三、传递系统（1）传递路径对于某一种激励源，经常存在多条传递路径。
虽然可以从某种程度上确定有代表性的传递路径，但是有时从特殊的路径传递而来的振动、噪声，必须要考虑与激励源相连接的所有部位。
关于噪声的传递系统，不仅要考虑噪声到车身各个部位的振动传递系统，还要考虑从车身的各个部位到声学评价点之间的声学传递系统，因此是有一定难度的。
探析汽车进气系统噪声控制与优化
探析汽车进气系统噪声控制与优化进气系统噪声是汽车最主要的噪声源之一，对其进行控制和优化有着重要的意义。
进气噪声是由于进气门周期性开闭产生压力起伏变化及进气过程中高速气流流经进气门通道时形成的。
根据产生机理不同，进气噪声主要包含如下几种：周期性压力脉动噪声、涡流噪声、气缸的赫姆霍兹共振噪声和进气管的气柱共振噪声；空气滤清器和赫姆霍兹消声器的壁板非常薄，当高速气流通过时，容易被激励而引起辐射噪声。
本文对汽车进气系统噪声控制与优化进行探讨分析。
标签：汽车；进气系统；噪声控制；优化1、进气系统概述1.1进气系统结构一个完整的进气系统可以分为两部分：发动机进气管多支管系统和空气进入系统。
本文主要研究空气进入系统，该系统包括空滤器进气管、空滤器出气管、空气滤清器、滤芯、谐振腔、1/4波长管等。
1.2进气系统噪声源空气噪声包括脉动噪声和流体噪声。
脉动噪声是由进气门的周期性开、闭而产生的压力起伏变化所形成的。
这部分噪声主要影响进气系统低频噪声特性。
另外如果进气管的空气柱的固有频率与周期性脉动噪声的主要频率一致时，会产生空气柱的共鸣声。
此外由于进气口和前侧板之间可能形成一个共鸣腔，可能产生额外的共鸣噪声。
流体噪声是气流以高速流经进气门流通截面，形成涡流，产生的高频噪声。
2、问题描述及频谱特征某款在开发中的车型在急加速工况下3300r/min时驾驶员位置有噪声。
为了重现该抱怨噪声，组织了5辆同样配置的车辆进行主观评价。
评价结果表明，当转速从低到高经过3300r/min时内部噪声突然升高而后下降，同时伴有压迫耳膜的感觉，使人感觉非常不舒服。
该异常噪声只在车辆加速工况下存在，和车辆档位及车速没有关系，急加速工况明显差于匀加速工况。
5辆车主观评价结果一致，表明抱怨噪声是批量现象。
根据抱怨噪声的特征，对车辆的内部噪声进行测试。
测试工况为3档急加速，测点位于驾驶员左耳处。
测试结果显示在3300r/min处内部噪声有一峰值，频谱分析表明该处峰值主要由发动机4阶噪声引起，频率为220Hz。
汽车发动机噪声与振动故障的诊断与检测(二)
712023/10·汽车维修与保养◆文/山东 焦建刚汽车发动机噪声与振动故障的诊断与检测(二)⑦辅机皮带传动噪声多楔V形皮带传动系统广泛应用于发动机的辅机的传动之中，如图14所示。
由图14(a)可知，发动机曲轴前端皮带轮1(CRK)通过皮带拖动水泵2(W/P)、涨紧器3(TEN)、发电机4(ALT)、惰轮5(IDR)、动力转向泵6(P/S)和空调7(A/C)等辅机。
当带轮不对中或皮带打滑时，有可能产生不对中噪声或打滑噪声，这两种噪声往往较明显，而又因为在发动机前端而易于向外辐射，所以必须非常重视。
图14 辅机皮带传动系统涨紧器涨紧力调节不当，过松时，容易出现皮带打滑噪声，尤其是在液力助力转向系统工作时，随方向盘转动至极限位置，尖锐的皮带打滑声加剧；夜晚，当打开大灯远近光，发电机负荷增大时，皮带打滑声音也一样加剧。
皮带轮V型槽在雨季容易被雨水污染、锈蚀，车辆过水后，停放一段时间后，启动发动机后，往往容易出现较大皮带噪声，清除皮带及皮带轮槽内的锈蚀，可以解决这类异常噪声问题。
当噪声由发动机室内传出时，为确定是否为辅机皮带及其皮带轮轴承噪声所致，可以采用WD40高效矽质润滑剂向发动机辅机皮带喷洒的方式检查，如声音减弱或消失，说明噪声由辅机皮带及带轮发出；如噪声不变，且声音类似“嗡嗡嗡”或“吭吭吭”声，则可以逐一拆下辅机皮带进行检查，如异响消失，说明向助力泵、空调压缩机等。
⑧轴承噪声轴承本身噪声并不大，但它对整机的支承刚度和固有频率有较大影响。
轴承的振动又导致轴系的共振而产生噪声。
轴承中滑动轴承的噪声比滚动轴承小。
对于滑动轴承，当轴承间隙增大时，油膜压力和轴承的轴心轨迹将发生较大的变化，会促使机体振动加剧，噪声增大。
当轴承间隙增大30μm时发动机噪声会增大3dB。
曲轴主轴承数目对噪声影响很大，当四缸机主轴承由5支轴承改为3支轴承时，噪声增加了2～3dB。
对于滚动轴承，等轴承受到径向载荷时，滚动体和套圈将产生弹性变形。
汽车设计中的噪音与振动控制
汽车设计中的噪音与振动控制在汽车设计过程中，噪音与振动控制是一个至关重要的问题。
随着人们对舒适性和安静性的要求越来越高，汽车制造商必须采取措施来降低噪音和振动水平，以提供更好的驾乘体验。
本文将讨论汽车设计中的噪音与振动控制的重要性、主要挑战和采取的解决方案。
一、噪音与振动控制的重要性噪音和振动是汽车的常见问题，它们会对驾驶员和乘客的舒适性、安全性和健康造成负面影响。
过多的噪音和振动会导致驾驶疲劳、集中力分散、睡眠质量下降等问题。
此外，长期暴露在高噪音和强烈振动环境中还可能引发听力损失和身体健康问题。
因此，适当控制汽车的噪音和振动对于提高驾乘体验和保护驾驶员和乘客的健康至关重要。
二、挑战与解决方案2.1 引擎和动力系统引擎和动力系统是汽车噪音的主要来源之一。
为了降低噪音水平，汽车制造商采用了一系列解决方案。
首先，他们通过优化引擎和传动系统的设计以降低振动和噪音产生。
其次，采用隔音材料和技术来减少噪音传播。
例如，使用隔音罩和吸音材料可以有效降低引擎噪音。
2.2 悬挂系统和轮胎悬挂系统和轮胎也是汽车噪音和振动的重要来源。
为了解决这个问题，汽车制造商通常采取两种方法。
一种是采用优质的悬挂系统和轮胎，以减少不必要的振动和噪音。
另一种是在车辆底盘中使用隔音材料来减少噪音传播。
这些措施可以显著改善车辆的驾乘舒适性。
2.3 车身与空气动力学除了引擎、动力系统和悬挂系统，车身和空气动力学也会对噪音和振动水平产生影响。
汽车制造商通过改善车身结构和外形设计来减少噪音和振动。
例如，采用更加流线型的设计可以降低车辆行驶时产生的气流噪音。
此外，利用隔音材料和密封措施可以减少噪音的传播。
三、创新和未来发展趋势随着科技的不断进步，汽车噪音和振动控制领域也在不断创新。
一些最新的技术和方法正在被开发和采用，以提供更加安静和舒适的驾乘体验。
例如，主动噪音控制系统可以通过发射反相声波来抵消噪音，从而降低车内噪音水平。
此外，使用新型材料和结构设计也可以实现更好的噪音和振动控制效果。
车辆振动与噪声控制技术研究
车辆振动与噪声控制技术研究在现代社会，车辆已经成为人们日常生活和工作中不可或缺的交通工具。
然而，车辆在运行过程中产生的振动和噪声问题不仅会影响乘坐的舒适性，还可能对驾驶员的健康和行车安全造成一定的威胁。
因此，研究车辆振动与噪声控制技术具有重要的现实意义。
车辆振动的产生原因较为复杂。
首先，发动机的运转是振动的主要来源之一。
发动机内部的活塞运动、气门开闭等动作都会产生周期性的冲击力，从而引起发动机本体的振动。
这种振动会通过发动机支架传递到车身。
其次，车辆行驶过程中的路面不平也会导致轮胎产生上下跳动和左右摆动，进而将振动传递给悬挂系统和车身。
此外，传动系统中的齿轮啮合、传动轴的旋转不平衡等因素也会引发振动。
噪声方面，车辆的噪声主要包括发动机噪声、排气噪声、轮胎噪声、风噪以及车身结构振动产生的噪声等。
发动机噪声主要由燃烧过程、机械部件的运动和进排气系统产生。
排气噪声则是由于高温高压的废气在排气管中快速流动和膨胀所形成。
轮胎与路面的摩擦和撞击会产生轮胎噪声，其大小与路面状况、轮胎花纹和车速等因素密切相关。
风噪则是由于车辆在行驶时空气在车身表面流动产生的涡流和分离所导致。
车身结构振动产生的噪声通常是由于车身部件的共振引起的。
为了有效控制车辆振动，工程师们采取了多种技术手段。
在发动机方面，通过优化燃烧过程、提高零部件的加工精度和装配质量、采用平衡轴等技术，可以降低发动机自身的振动。
对于发动机与车身的连接，采用高性能的隔振橡胶垫和液压悬置系统能够有效地衰减振动的传递。
悬挂系统的优化也是关键，通过合理选择悬挂类型（如麦弗逊式、多连杆式等）、调整弹簧刚度和减震器阻尼系数，可以提高悬挂系统对路面冲击的过滤能力，减少车身的振动。
此外，使用主动悬挂系统，能够根据车辆的行驶状态实时调整悬挂参数，进一步提升振动控制效果。
在噪声控制方面，同样有一系列的技术措施。
对于发动机噪声，采用进气消声器、排气消声器以及在发动机舱内使用隔音材料可以有效地降低其向外传播的噪声。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
(一) 进气系统空气是燃烧最重要的成分之一。
空气是通过进气系统进入发动机汽缸的，与燃油混合。
点火后，燃油在空气中燃烧后释放出化学能量，化学能量转变成热能，然后再转变成机械能量。
机械能量推动曲柄连杆机构做工，然后推动汽车前进。
进入汽缸的空气越多，燃烧的效率就越高。
提高进气量的途径有两个，一是减小进气阻力，二是减小排气系统的背压。
1。
进气系统的结构：图1为一个进气系统的示意图。
进气系统可以分成两部分：发动机进气多支管系统和空气进入系统。
多支管系统包括进气分管和进气总管。
空气进入系统包括进气控制阀，怠速进气通道，柔性连接管，干净空气管，四分之一波长管，空气过滤器，空气过滤网，赫尔姆兹消音器，进气管等等。
81---进气分管，2---进气总管，3---进气控制阀，4---怠速进气通道，5---柔性连接管，6---干净空气管，7---四分之一波长管，8---空气过滤器，9---空气过滤网，10---赫尔姆兹消音器，11---进气管图1 一个进气系统的示意图。
2。
工作原理空气从进气管口进来，流入到空气滤清器，空气中的灰尘和杂质被过滤网滤掉。
干净的空气流入到干净空气管。
进气导管上安装著一个或者两个空气质量流传感器(MAFS)，传感器控制进入汽缸的空气量。
这个传感器是由发动机电子控制系统来控制，发动机电子控制系统将利用质量空气流传感器的信号来调节空气与燃油的比例，使其达到最佳。
空气控制伐控制著进入汽缸的空气流量，从而控制著发动机输出功率大小。
当阀门全关闭的时候，怠速控制阀工作，来调节发动机的怠速。
3。
进气系统功能：进气系统有下面几个功能：1)。
调节空气与燃油流量的比值。
控制进气量的多少，使得进入发动机汽缸的空气量最佳。
调节泄露空气使其再利用，使凸轮轴泄露的气体再进入进气系统。
2)。
保护外界杂质和不需要的成分对发动机的损坏。
空气过滤器阻止外界杂质进入汽缸，从而防止发动机磨损，这样可以提高发动机的可靠性。
排气进口的设计还要保证水和雪不能进入进气系统。
3。
测量进气量。
在不同的工况下，空气与燃油的比例是不一样的。
在干净空气管道上安置著一个空气控制筏。
这个控制筏与发动机的电子控制系统(EEC)连接，这样就控制喷入汽缸的燃油量，使进入到发动机的空气量最佳，空气分配合理。
4)。
降低噪声。
进气系统是汽车最主要的噪声源之一。
进气系统都安装有消音元件，如扩张消１音器(过滤器)、赫尔姆兹消音器、四分之一波长管等等。
5。
辅助其他系统的安置。
附近的一些小部件会安装在进气系统上。
4。
降低噪声与减小功率损失的平衡如果发动机不与进气系统连接，那么进气阀门处的气压就是大气压。
可是当发动机接上一个进气系统后，进气阀门处的气压增高。
这个压力称为背压，我们将在本章后面一部分详细介绍背压问题。
背压增高，空气在进气系统中运动将消耗一部分能量，既消耗发动机的能量。
如果进气管道截面积越大，空气流通就越顺畅，因此，功率损失就越小。
中高档次汽车的进气功率的损失一般在2%到4%之间。
发动机在运动的时候，在进气口处产生巨大的噪声。
除了安装消音元件来消除噪声外，我们希望进气管道截面积小，这样噪声就更低。
所以减小进气系统功率损失与降低进气口噪声对进气管道截面积的要求是相互矛盾的。
这样在设计中就必须平衡这对矛盾。
除了噪声与功率损失外，在设计进气系统时还要考虑振动、防水防雪等问题。
图2列出了这些问题。
图2 进气系统设计时主要考虑的问题进气系统消音元件声学评价指标消除噪声是进排气系统最主要的功能之一。
当设计一个进气系统或者排气系统的时候，一定要考虑进气口和排气尾管口处的噪声特性，然后根据这些特性来选择系统中的消音元件。
一个消音元件往往用于降低某个频率或者某个频段的噪声，所以了解单个元件的消音效果非常重要。
当这些消音元件安装到系统中之后，我们必须知道整个系统的消音效果。
所以对单个消音元件和整个进气或者排气系统的消音效果进行评价是噪声控制设计中最重要的问题。
评价消音元件和系统的消音效果通常有四个评价指标：传递损失、插入损失、声级差和声压级。
传递损失一般用来评价单个消音元件，插入损失和声压级一般用来评价整个系统的消音效果。
声级差可以用于单个消音元件和整个系统的评价。
２进气系统噪声与振动分析与设计一。
进气系统的噪声问题进气系统的噪声是汽车最主要的噪声源之一。
其噪声主要是指进气口处的噪声。
这个噪声源离车厢的距离很近，所以对车内噪声贡献非常大。
同时，进气口噪声也是汽车最主要的通过噪声源。
另外，如果空气过滤器和消音元件的刚度不足，就会引起很大的辐射噪声。
本节主要介绍进气口噪声。
进气系统消声元件包括扩张消音器和旁支消音器。
空气过滤器除了过滤空气外，还起到扩张消音器的功能。
旁支消音器包括赫尔姆兹消音器和四分之一波长管。
进气系统声学设计的第一个问题是消音容积。
消音容积一般是指空气过滤器和赫尔姆兹消音器的容积之和。
一般来说，消音容积越大越好。
对扩张消音器来说，其容积越大，传递损失可以调节的频带也就越宽，传递损失也可能增加。
对赫尔姆兹消音器，容积越大，可调节的频率越低。
对四缸和六缸发动机来说，通常消音元件的容积要求达到10到15升。
可是进气系统在前盖下面，旁边安装著许多气体部件，10到15升的消音容积空间很难保证。
在汽车设计初期，就必须留出足够的消音容积。
表一列出了一些汽车进气系统的消音容积。
声学设计的第二个考虑是管道的截面积。
管道的截面积越小，对扩张消音器来说，扩张比就越大，因此传递损失就越大，消音效果就越好。
但是管道的截面积如果太小，当气体流速过高的时候，一方面是气体摩擦噪声加大，另一方面是进气系统中的能量损失也增加。
为了平衡消音与减少摩擦噪声和能量损失，通常的方法是采用扩张管。
声学设计的第三个考虑是进气管位子的选择。
进气管口的位子选择要考虑四个因素：第一因素是从噪声源的角度考虑。
发动机的燃烧噪声和气体在管道中运动产生摩擦噪声在进气口处向外辐射，即可以说进气口是进气系统的“噪声源头”。
所以进气口应该尽量远离车厢，使得噪声源与司机和乘客之间的距离最远。
同时也要使得进气口声源与隔声结构的距离最远，这样隔声效果会更好。
第二个因素是避免水、雪、灰尘和杂质进入进气系统。
第三个因素是气体在进气系统中运行通畅，进入的气体温度要低，这样使得能量消耗最小。
第四个因素是进气口与进气控制阀之间的空间。
因为整个进气管道和消音元件是放置在进气口和控制阀之间，因此在设计初期就要把这个空间留出来。
３综合以上四个因素，进气口安放的位子通常有三种：第一个位子是将进气口放置在发动机的前方，或者在散热器的上方或者在其前面。
如图1。
这个进气口位子远离车厢和隔声结构，对减少进气系统传到车厢的噪声最有利，还能保证有足够的冷空气会进入到进气系统。
但是其缺点是水、雪和空气中的灰尘杂质比较容易进入进气系统。
第二个位子是将进气口在发动机的前面或者上方，如图2。
这个位子与车厢的距离比第一个位子与车厢的距离近，因此噪声传入到车厢的量会大一些。
由於发动机舱室前面安装著一些部件，这些部件相当于挡板，有利于防止杂质、水和雪进入进气管。
但是由於这种结构离散热板很近，因此空气的温度偏高，因此发动机的燃烧效率会降低。
第三个位子是在侧板里面，如图3。
由於侧板挡住将进气口与外界隔开，因此这种结构对防止杂质、灰尘、水和雪进入进气管有好处，同时进气温度也低。
但是这种结构离车厢的距离比前面两种位子都近，因此传入到车厢的噪声会高些。
另外由於进气口和前侧板之间可能形成一个共鸣腔，这样可能产生额外的共鸣噪声。
图1 进气管口远离发动机图2 进气管口在发动机的前方或者上方图3 进气管口在侧板附近二。
进气多支管的设计进气多支管是连接发动机汽缸和进气管道系统的部件。
进气多支管结构包括进气分管和进气总４管，如图4。
气体从发动机的汽缸出来后，先在分管中运行，然后汇入总管。
进气分管图4 进气多支管图5表示气体从各个汽缸出来后汇入到进气总管。
进气支管的布置情况通常有以下三种：1。
等长度分管。
即各个分管的长度相等，如图6５６2。
中心连接分管。
即分管分成数目相等的两部分。
在每个部分内，其分管的长度相等。
两部分对称，交汇在一起，如图7所示。
3。
尾端连接分管。
即所有的分管都接在总管上，如图8所示。
图8 尾端连接分管[例子1]：等长度分管一个六缸发动机的进气支管长度相等，如图6。
前面已经分析了这种情况的声压。
除了3阶的整数倍阶次外，其他整数阶次和半阶次的合成声压都等於零。
图9表示一个等长度分管的六缸发动机的声压阶次图谱。
阶次声压 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12７图9 等长分管六缸发动机在进气总管的压力阶次分布对於其他缸数的发动机，如四缸、八缸、十缸等，如果分管长度相等，那么其在交汇处的声压特性与六缸相同，即发火阶次及其谐和阶次的声压存在，而半阶和其他阶次的声波彼此抵消。
[例子2]：中心连接分管对中心连接的情况，由於结构的对称性，半阶声波彼此抵消，可是所有的整阶声波全部保留，如一阶、二阶、三阶等等。
图10表示一个中心连接分管的六缸发动机的声压阶次图谱。
图10 分管中心连接的六缸发动机在总管处的声压阶次图谱。
[例子3]：尾端连接分管对于尾端连接的情况。
由於每个分管的长度都不一样，而且不对称，所以所有的整阶次声波和半阶次声波全部保留。
图11表示其频谱图。
图11 尾连接分管的六缸发动机在总管处的声压阶次图谱阶次 声压 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1112 阶次声压1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1112８进气分管的不同联系方式和长度决定了进气总管处的声压阶次的组成。
如果把进气系统与进气支管连接，那么进气口处的声压阶次与总管处的声压阶次是一样的。
阶次的不同决定了进气口处的声音质量(将在以后的章节详细介绍“声音质量”)，因此进气多支管的设计对声音质量影响非常大。
等长度分管只保留了发火阶次，因此对大多数轿车来说，这是一种理想的选择。
而尾端连接保留了半阶成分，因此这种设计是运动车的理想选择。
三。
空气过滤器(扩张消音器)的设计 空气过滤器的功能有两个：过滤空气和消除进气口的噪声。
空气过滤器相当于一个扩张消音器，其容积大小和尺寸决定了传递损失和中心频率。
过滤器的容积一般要求达到发动机容积的三倍以上，就能达到良好的消音效果。
现在市面上比较好的汽车，其过滤器的容积基本上在5升到10升之间。
一般来说，容积越大，消音效果就越好。
在前面一节中，介绍了影响传递损失的因素有两个：扩张比m 和过滤器的长度L 。
在设计进气系统的管道和过滤器时，有时候，进入管和输出管会插入到过滤器之中，如图12所示。
这对这种情况，插入的长度对传递损失有影响，传递损失可以用以下公式来表达：⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛⎪⎭⎫⎝⎛⎪⎭⎫ ⎝⎛-+=22)2cos()2cos(2sin 125.01lg 10λπλπλπb a L L L m m TL (24)式中，La 是进入管在过滤器中的长度，Lb 是输出管在过滤器中的长度。