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。

声压是指当地声压与大气压之差。声场中某一瞬时的声压称为瞬时取均方根值称为有效声压，一般声学仪器测得的往往是有效声压。

下声源的强弱用声功率（W ）来表。单位时间内，通过垂直于声波的传播方向的单位面积的声能称为声强（I ），单位为W/m 2。声强的大小与离开声源的距离有关，因为声源是从一点向四周辐射，声源单位时间内辐射声能是一定的，离开声源越远辐射声波的面积越大，通过单位面积的声能就越小。

上述的声音都与人的反应有关。声音的频率范围非常广，而人的听力范围是从20~20 000Hz 。实际

通噪声等。

三 声级的评估

声压的平方与性量，即响度N ，单位为“宋”

（sone ）。响度为2宋的声音比响度为1宋的声音响一 的概念，下图为A,B,C 计权网络的衰减曲线，它们分别是模拟不同响度对人耳的反应。

评价一个声音的强弱可以用声功率，声强，声压等。对于1 000Hz 的纯音，人耳刚刚能

够感觉到的声压为2X10-5Pa ，称为“听阈声压”

，人耳难以忍受的声压为20Pa ，两者相差一百万倍，显然用声压来表示声音的强弱很不方便。同时人耳对声音的感觉不是与声压的绝对值成线性关系，而与其对数近似成正比。取一个参考声压，用某个测量或者计算的这个参考值的的平方相比，再取自然对数，然后乘以十就的到“声压级”。

L p =10 lg P 2/P 02，式中P 是实际声压值，P 0是参考声压值，声压级的单位是dB 。

前面提到的人类的听觉频率范围是20～20 000Hz ，人在这些不同频率下对声音的的强弱感受是不同的。为了反应人耳对所有频率的声音听起来响亮程度相同，就引入了响度级

L N , 单位为“方”

（phon ），下图表示响度级曲线。图中的每根曲线是相同的响度，即听起来同样响亮。这条曲线是以1 000Hz 声音的声强为参考的，即在这个频率时，响度级等于声强级。但是在其他频率下，这两者是不相同的。响度与主观评价没有直接关系。这样就引入了

一个线倍。

为了使噪声测量仪器的读数与人对声音的主观感觉一致，必须对声信号进行修正，从而引入了升级计权

四噪声测试技术

一． 噪声标准

中国先后颁布了机动车噪声限制和实验方法的国家标准GB 1495-79《机动车辆允许噪声》和GB/T 1496-79《机动车辆噪声测量方法》，对与a1774_AFS GP50项目，主要是针对进气系统的噪声测量，一般国家只有车辆通过噪声的要求，零部件的试验方法和要求主要遵循汽车制造商的标准，如GMW14217（air intake system snorkel noise）和GMW14225 (Air Induction System Radiated Sound Pressure Level)。

二．噪声测量仪器

测量声音的基本系统组成包括传声器（麦克风）、声级计、频率分析仪、放大器和滤波 系统、读数装置和校准系统。大多数声音测量系统用于获取有关心理声学的信息，因此，一 般将仪器设计成具有类似人耳的非线性特性，并且包括滤波网络，用来分离和识别各种复杂 声音的各频率成分。

1.麦克风

大多数麦克风有一个作为初级传感器的膜片，该膜片被作用在其上的空气所激励而运 动。膜片后面连接有提供模拟电信号的二次传感器，将膜片的机械运动转换为电信号输出。电容式麦克风时声音测量中最常用的麦克风。它配置有一个张紧的金属膜片，厚度在

0.0025-0.05mm 之间。该膜片组成空气介质电容器的一个动极板（如下图所示）。因此声压的冲击所导致的膜片运动而产生一个输出电压。

2. 声级计

声级计接收输入的声压，输出一个与声压成正比的计示读数。声级计通常包含有滤波 器组成的权重网络，用于粗略地将仪器响应与人耳响应相匹配。由于人耳的频率响应是非线 性的，因此声级计的频率特性应模拟人耳的频率特性。下图显示一种声级计标准化加权特性，可通过对声级计仪器的设计来加以选择。由图中可以看到，其中滤波器的响应有选择地在低 频和高频上较弱，非常类似人耳的频率响应。