汽车噪声源研究现状分析

0引言
随着汽车工业发展和人民生活水平的提高，人们对汽车乘坐舒适性和汽车噪声提出了更高的要求，汽车振动噪声问题就成为当前汽车行业急待解决的问题。

首先汽车振动常常会诱发与其相连接的部件的振动，影响整车的工作性能；其次，噪声的频率一般处于200Hz-5000Hz 的范围内，对这一频率范围的噪声人耳尤为敏感，城市噪声的70%来源于交通噪声，而交通噪声主要噪声源是汽车噪声；因此，从某种程度上说，控制了汽车振动噪声大大提高汽车乘坐舒适性，还大大降低了环境噪声污染，解决汽车振动噪声问题比以往显得更迫切。

2002年我国颁布了GB1495-2002《汽车加速行使车外噪声限值及测量方法》[1]。

2005年1月1日以后生产的各类汽车必须达到国标噪声限值要求，否则不得生产、销售。

要控制汽车噪声，首先必须弄清汽车主要噪声的来源，了解国内外学者对汽车振动噪声的研究现状，这样才能有效的进行汽车噪声治理[2]。

1汽车噪声类别空气动力、机械摩擦和电磁波辐射等是汽车噪声产生的主要因素。

汽车噪声主要分为发动机噪声、底盘噪声、车身噪声[3]。

具体说来，汽车噪声源主要有以下几方面：
1.1发动机噪声
发动机噪声主要包括空气动力噪声和表面振动结构噪声两大类[4]。

空气动力噪声是由于气流振动而产生的，主要包括进气噪声（1000~2000Hz ）、排气噪声（200~1000Hz ）和风扇噪声。

进、排气噪声是由于压力脉动、气流通过气门时的涡流、边界层气流扰动排气口喷注引起的。

发动机燃烧噪声和机械噪声统称表面振动结构噪声，此类噪声属于高频噪声，噪声能量集中频段2000~8000Hz 。

燃烧噪声是燃料在气缸内燃烧，由于缸内压力急剧变化引起的气缸体结构振动和噪声，它与发动机转速、负荷及滞燃期等有关；
机械噪声是发动机工作时各运动件间及运动间与固定件间相互作用产生的周期性交变力产生的，主要包括活塞敲击噪声、齿轮及轴承噪声、配气机构噪声等。

1.2底盘噪声
底盘噪声主要由轮胎噪声和制动噪声组成。

轮胎噪声属于低频噪声，能量集中频段200Hz 以下，主要分两类，一类是轮胎直接放射出的噪声，称为车外噪声，一类是轮胎直接或间接成为激振源，振动通过悬架或车架传至车身，称为车内噪声。

制动噪声主要是由制动器的鸣叫声、轮胎与地面的摩擦声及车身钣金件的颤振声，70%以上的车型都存在制动噪声，城市客车30%以上存在制动噪声，因此控制制动噪声亦是控制汽车噪声的一项重要内容。

1.3车身噪声
车身噪声主要包括车身结构振动噪声和空气动力学噪声。

前者是由于骨架和壁板在发动机和路面振动激励下而产生的发动机垂直振动、悬挂质量横向角振动、车身扭转振动和车身横向振动，其噪声能量主要集中于低频区（5~300Hz ），给车内乘员造成强烈的不舒适感。

后者主要包括空气通过车身缝隙或孔道产生的冲击噪声、空气流过车身产生的涡流噪声和空气与车身的摩擦声，这部分噪声频率较高，主要在2000Hz 左右，对车内噪声影响较大。

车辆噪声的比较复杂，各噪声源并非为并列关系,其相互之间存在着相互影响[5]，使得汽车噪声的识别分析及降噪变得也较为复杂。

2汽车噪声研究现状分析汽车是一种复杂的机器，虽然在结构形式、工作状态方面具有其特殊性，但在做动态力学性能分析时，仍将其看成一个振动系统，振动即伴随声音产生，而强烈振动不但直接降低汽车使用寿命及增加安全隐患，同时是汽车主要噪声源，而随着我国人均GDP 的增长，汽车已走入千家
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—基金项目:院级自然科学基金资助项目（NJDZJ1622）。

汽车噪声源研究现状分析
张翠青;韦丽珍
（内蒙古机电职业技术学院电气工程系，呼和浩特010070）
摘要:随着汽车保有量的持续增长，汽车噪声已成为影响人们乘坐舒适性及公路交通噪声的一个重要因素，因此汽车振动噪声
问题亟待解决。

本文首先介绍了汽车噪声源的类别，然后分析了国内外对汽车噪声研究现状，分清汽车噪声类别并借鉴国内外汽车振动噪声研究理论成果，提出作者下步工作计划对汽车噪声的降噪提供一定的方法基础。

关键词:汽车噪声；振动；现状
物，是科技水平进步的重要标志，是人工智能发展到一定
水平态势的必然结果。

文章主要通过对全自动无人驾驶技术以及全自动无人驾驶车辆在不同运营模式下表现出的特点进行分析，再结合国内外经验，基于大框架背景下，对其整体车辆构成及形式特点进行探讨。

参考文献:
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[3]张海涛，梁汝军.地铁列车全自动无人驾驶系统方案[J].城市轨道交通研究，2015，18（5）：33-37.
[4]刘晓艳.法国巴黎全自动无人驾驶地铁车辆[J].国外铁道车辆，2006，43（3）：14-16.
[5]王洋，李福进.无人驾驶地铁列车乘客信息系统的关键技术分析[J].中国化工贸易，2017，9（10）：68.
Internal Combustion Engine&Parts
万户，汽车保有量持续增加，导致汽车成为城市噪声主要污染源。

由于剧烈振动会加速设备的疲劳破坏并产生强烈的噪声，国内外学者对汽车做了大量的减振降噪研究工作。

2.1国外汽车噪声研究现状
国外对汽车振动噪声的研究起步较早，技术也相对成熟。

1990年R.George Albert[6]，论述了车辆气动噪声的产生及其传播特性，并指出汽车表面脉动压力是导致其产生气动噪声的主要因素。

1991年G Bush、R Maurell与J Meyer 等[7]，采用有限元方法，分析了发动机机体特征对其振动的影响大小，而运用Rayleigh积分法计算其对噪声辐射量的影响程度；2005年C.Servière,coume与Mohamed Y.等[8]，研究了汽车发动机活塞燃烧噪声的影响。

2005年S.Pigg,M.Bodson[9]，采用传递函数法研究了柴油机噪声源的传递、组成及其振动的传递比例的定量系数。

2007年Y.Hinamoto,H.Sakai与H.J.Jeon[10]，研究了汽车高速行驶
时的车辆外部表面脉动压力分布特性，以及由此而导致的车内声场影响，并定量分析了汽车表面的气动噪声辐射情况。

2009年Georgiev V.B,Krylov V.V.[11]，采用有限元分析法对汽车内结构噪声进行了研究。

T.Zhang等用有限元法对单级斜齿平行轴齿轮箱进行了振动分析和噪声预测，并对齿轮箱做了振动和噪声的优化。

Hai Zhou等用有限元及边界元法分析了轴承位置对单级齿轮箱的模态、振动及噪声的影响。

2.2国内汽车噪声研究现状
2001年江苏大学的毛崎波与黎胜[12]，基于声辐射模态分析原理，并结合结构模态方法对发动机声辐射特性进行了研究。

2002年江苏大学的夏恒[13]，在风洞试验的基础上，并基于边界元与统计能量分析方法研究了汽车表面脉动压力向车内传递规律。

2007吉林大学的洪四华、杨博等[14]，对某汽车后视镜气动噪声进行数值模拟，对汽车空气动力学风洞试验与数值模拟进行对比研究，最后对车外气动噪声产生及其特性进行了理论分析。

2010年石家庄铁道学院的司春棣、陈恩利等[15]利用声强法的原理，对某型汽车的车外辐射噪声进行声强测试，并对该车的主要噪声源进行识别和研究，为降低汽车的表面辐射噪声提供有效的参考依据。

2011年天津大学的刘海、张俊红等[16]，采用铅覆盖法对柴油机进行声源识别，根据所得数据进行图形化处理，从而得到汽车发动机的声强分布云图。

2014年，重庆大学的褚志刚团队[17]，运用BK声阵列采集某发动机顶侧、排气侧、进气侧的声学数据，并基于波束形成对声源进行识别，结果表明气缸盖罩1缸和2缸中间及3缸和4缸中间的位置、缸体、排气旁通阀和发电机是其主要噪声源。

2015南昌大学的熊建强[18]，提出的多目标约束振动与噪声灵敏度声稳健性分析方法，对轿车典型系统的排气系统四个挂钩位置变动因素与前后悬架系统阻尼、刚度因素变化下的振动与噪声影响振动与噪声进行了仿真研究。

得出排气系统安装挂钩位置与振动、噪声稳健性的影响关系，及前、后悬架阻尼和刚度对悬架系统振动与噪声稳健性的影响关系，为降低汽车振动噪声提供了思路。

综上所述国内外学者对汽车噪声方面的研究主要偏重于两点，一是采用模态分析原理或有限元分析原理分析声辐射特性及噪声的影响；二是采用铅覆盖法或声强法识别汽车噪声，而对于声阵列采集汽车声学数据并识别出声源位置的研究还比较少。

3结论
随着汽车噪声控制法规的日益完善及科学技术的发展，尽管汽车振动噪声问题较先前已有所改善，但人们对汽车舒适度及公路交通噪声提出更高的要求，汽车振动噪声的研究热度日趋提高。

汽车噪声控制途径研究中声源测量识别是关键，作者下一步工作借鉴国内外研究学者研究的成果及测试方法采用声阵列采集发动机不同工况的声学数据，识别出不同频段对应的发动机噪声。

参考文献:
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[6]Albert R.George.Automobile Aerodynamic Noise.SAE paper 900315,1990.
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[8]Mohamed bustion noise measurements and control from dmall diesel and dual fuel engines,SAE paper2004-32-0072.
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