陰如剛

隨著汽車工業(yè)的迅速發(fā)展，人們對于汽車的舒適性和振動噪聲控制的要求越來越嚴格。然而一切噪聲又源于振動，振動能夠引起某些部件的早期疲勞損壞，從而降低汽車的使用壽命;過高的噪聲既會損害駕駛員的聽力，又會使駕駛員在不經(jīng)意間陷入疲勞、困頓的狀態(tài)，從而對汽車行駛安全性構(gòu)成了極大的威脅。

一、汽車噪聲的產(chǎn)生

究其原因，汽車噪聲產(chǎn)生的主要因素有：空氣動力、機械傳動以及電磁。具體來說，汽車發(fā)動機等機械構(gòu)件運動噪聲（發(fā)動機噪聲）、輪胎與地面的摩擦聲（路噪）、汽車沖破空氣幕產(chǎn)生的碰撞及摩擦聲（風噪）、外環(huán)境傳入車內(nèi)的聲音（如大貨柜車呼嘯而過的聲音）、駕駛艙內(nèi)飾板等部件發(fā)生震動產(chǎn)生的內(nèi)部噪音等諸多因素都可能引發(fā)汽車噪聲。

二、噪聲的種類

汽車是一個包括各種不同性質(zhì)噪聲的綜合噪聲源，其產(chǎn)生的噪聲具體可分為發(fā)動機噪聲，底盤噪聲，電器設備噪聲以及車身噪聲，其中發(fā)動機噪聲占汽車噪聲的二分之一以上。因此，發(fā)動機的減振、降噪成為汽車噪聲控制的關(guān)鍵。

此外，汽車輪胎在高速行駛時，也會引起較大的噪聲。這是由于輪胎在地面滾動時，位于花紋槽中的空氣被地面擠出與重新吸入過程所引起的響聲，以及輪胎花紋與路面的撞擊聲。

三、噪聲的控制

對照汽車噪音的成因，我們可把噪聲控制分為以下三類：一是對噪聲源的控制，二是對噪聲傳播途徑的控制，三是對噪聲接受者的保護。其中對噪聲源的控制是最根本、最直接的措施，即改造振源和聲源。但是對噪聲源難以進行控制時，就需要在噪聲的傳播途徑中采取措施，例如吸聲、隔聲、消聲、減振及隔振等措施。

四、發(fā)動機噪聲

降低發(fā)動機噪聲是汽車噪聲控制的重點。發(fā)動機是產(chǎn)生振動和噪聲的根源。發(fā)動機的噪聲是由燃料燃燒，機械運動，正時齒輪及活塞的敲擊噪聲等合成的。

降低發(fā)動機本體噪聲就要改造振源和聲源，設計發(fā)動機時，選用柔和的燃燒工作過程，提高機體的結(jié)構(gòu)剛度，采用嚴密的配合間隙，降低配氣機構(gòu)噪聲。例如在油底殼上增設加強筋和橫隔板，以提高油底殼的剛度，減少振動噪聲。另外，給發(fā)動機涂阻尼材料也是一個有效的辦法。阻尼材料能把動能轉(zhuǎn)變成熱能。進行阻尼處理的原理就是將一種阻尼材料與零件結(jié)合成一體來消耗振動能量。它的采用明顯地減少了共振的幅度，加快了自由振動的衰減，降低各個零件的傳振能力，增加了零件在臨界頻率以上的隔振能力。

進氣噪聲是發(fā)動機的主要噪聲源之一，系發(fā)動機的空氣動力噪聲，隨發(fā)動機轉(zhuǎn)速的提高而增強。非增壓式發(fā)動機的進氣噪聲主要成分包括周期性壓力脈動噪聲、渦流噪聲、氣缸的共振噪聲等。增壓式柴油機的進氣噪聲主要來自增壓器的壓氣機。對此，最有效的方法是采用進氣消聲器。類型有阻性消聲器（吸聲型）、抗性消聲器（膨脹型、共振型、干涉型和多孔分散型）和復合型消聲器。將其與空氣濾清器結(jié)合起來（即在空濾器上增設共振腔和吸聲材料，例R3238型）就成為最有效的進氣消聲器。

排氣系統(tǒng)噪聲是底盤的主要噪聲源，主要由排氣壓力的脈動噪聲，氣流通過氣門座時所發(fā)出的渦流噪聲以及排氣口處的噴流噪聲所組成。

優(yōu)化設計性能良好的消聲器，是降低汽車噪聲的重要手段之一。降低排氣噪聲與提高動力性也是一對矛盾，對此，采用并聯(lián)流路的雙功能消聲器，在降低氣流噪聲方面頗為有效。另外 ，對于發(fā)動機排氣歧管到消聲器入口的一段管路，采用柔性管的減振、降噪效果明顯。

五、底盤噪聲

傳動系噪聲來源于變速齒輪嚙合引起的振動和傳動軸旋轉(zhuǎn)振動。一般采取的措施是：一是選用低噪變速器，二是發(fā)動機與變速箱及后橋主減速器等部件與底盤用橡膠墊進行柔性連接，從而達到隔振的目的;三是控制傳動軸的平衡度，降低扭轉(zhuǎn)振動。

六、電器設備噪聲

冷卻風扇是噪聲的發(fā)生裝置，受到護風圈、水泵、散熱器及傳動裝置的影響。

汽車發(fā)電機噪聲取決于多種來源的效應，這些來源有磁體源、機械和空氣動力源。噪聲級取決于發(fā)電機的磁力和通風系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，以及發(fā)電機的制造和裝配精度。

七、車身噪聲

隨著車速的提高，車身的噪聲也就越來越大，主要起因是空氣動力噪聲。因此，一是對車身進行流線型設計，實現(xiàn)光滑過渡;二是在車身與車架之間采用彈性元件連接;三是進行室內(nèi)軟化，如在頂棚及車身內(nèi)蒙皮間使用吸聲材料。另外，汽車在高速行駛時，輪胎也是產(chǎn)生噪聲的一個來源。輪胎的花紋與噪聲的產(chǎn)生也有很大的關(guān)系，選用有合理花紋的鋼絲簾布子午線輪胎是降低輪胎噪聲的有效方法。

八、其他措施

對汽車噪聲的控制，除了在設計上使用優(yōu)化方法和零件的優(yōu)化選用以外，還可以對噪聲進行主動控制。這就是以聲消聲技術(shù)，原理是：利用電子消聲系統(tǒng)產(chǎn)生與噪聲相位相反的聲波，使兩者的振動相互抵消，以降低噪聲。這種消聲裝置采用極其先進的電子元件，具有優(yōu)異的消聲效果，可用于降低車內(nèi)噪聲、發(fā)動機噪聲，還可以用于主動發(fā)動機支撐系統(tǒng)，以抵消發(fā)動機振動噪聲。

九、結(jié)束語

汽車噪聲的危害之大，故采取相應的控制措施就顯得十分重要。被動降噪方法采用阻尼比較大的吸聲材料，利用隔聲、隔振技術(shù)進行結(jié)構(gòu)設計控制噪聲，會導致汽車體積大而且降噪效果也不十分理想。而主動控制的關(guān)鍵在于硬件基礎(chǔ)、控制邏輯、微處理器等，保證傳感器所測信號的準確性。到目前為止，主動降噪的研究還處于發(fā)展階段，距離技術(shù)成熟和普及仍有一定的差距，但也取得了一定的進展，例如在汽車懸架振動中實現(xiàn)了自適應控制，可以預見主動控制技術(shù)必將在未來的汽車工程中得到廣泛應用。

降低汽車噪聲是未來汽車科技的一個重要課題。汽車噪聲的治理應走全方位綜合治理之路，從政府到生產(chǎn)廠商，再到駕駛員，每個主體都要發(fā)揮自身的優(yōu)勢，扮演好自身的角色，共同致力于汽車噪聲的控制。

參考文獻：

[1]靳曉雄，張立軍.汽車噪聲的預測與控制[M].上海：同濟大學出版社，2006.

[2]邢世凱，聞德生.轎車車內(nèi)減振降噪控制方法的研究[J].噪聲與振動控制，2007.

[3]林啟榮等.噪聲控制壓電智能系統(tǒng)研究的現(xiàn)狀和展望[J].力學季刊，2000，21.