尚勇

摘 要：汽車噪聲的產(chǎn)生，不僅關(guān)系到乘員的乘坐舒適性，因?yàn)橐磺性肼曉从谡駝?dòng)，因此它還關(guān)系到汽車的使用壽命，從而對(duì)汽車行駛安全性構(gòu)成極大的威脅。本文從汽車的基本構(gòu)造出發(fā)，分析其產(chǎn)生噪聲的主要因素，并針對(duì)性提出改進(jìn)措施，期待能夠提高汽車的乘坐舒適性及駕乘安全。

關(guān)鍵詞：噪聲；舒適性；振動(dòng)；駕乘安全

前沿

伴隨著汽車工業(yè)的快速發(fā)展，人們追求汽車的乘坐舒適性要求越來(lái)越高。據(jù)有關(guān)機(jī)構(gòu)統(tǒng)計(jì)分析，在城市環(huán)境噪聲污染中，機(jī)動(dòng)車噪聲污染最為嚴(yán)重，約占60%，它嚴(yán)重影響著人們身心健康，所以汽車噪聲的控制，不僅關(guān)系到乘坐舒適性，而且還關(guān)系到我們?nèi)祟惿畹淖匀画h(huán)境保護(hù)。同時(shí)，我們都知道一切噪聲源于振動(dòng)，振動(dòng)產(chǎn)生噪聲，更嚴(yán)重的是對(duì)于機(jī)械部件，振動(dòng)能夠引起某些部位的疲勞損壞，從而降低該部件的使用壽命，降低汽車的機(jī)械部件可靠度，對(duì)汽車行駛安全性構(gòu)成了極大的威脅。過(guò)高的噪聲既能損害駕駛員及周邊行人的聽(tīng)力，還會(huì)使駕駛員迅速產(chǎn)生疲勞感，也關(guān)系到汽車的安全性。振動(dòng)、噪聲、舒適性及安全性這四者緊密相關(guān)，既要減小振動(dòng)，降低噪聲，又要提高乘坐舒適性及駕乘安全，使汽車噪聲控制在標(biāo)準(zhǔn)范圍之內(nèi)，提高產(chǎn)品的性價(jià)比，提升產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力。

1 汽車噪聲分類

汽車的噪聲主要是由發(fā)動(dòng)機(jī)等機(jī)械構(gòu)件工作噪聲、輪胎與地面行駛摩擦聲、汽車沖破空氣產(chǎn)生的碰撞摩擦聲）及車身內(nèi)飾板等部件發(fā)生震動(dòng)產(chǎn)生的噪音等組成，同時(shí)隨著汽車科技含量的提高，汽車電子電磁工作所產(chǎn)生的噪聲比例也在著不增加。因此總結(jié)可知，汽車噪聲產(chǎn)生的主要因素即空氣動(dòng)力、機(jī)械傳動(dòng)、電器電磁三部分。從汽車結(jié)構(gòu)上可分為發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲（除發(fā)動(dòng)機(jī)體發(fā)出的機(jī)械聲外，還包括進(jìn)氣系統(tǒng)噪音，即高速氣體經(jīng)空氣濾清器、進(jìn)氣管、氣門進(jìn)入氣缸，在流動(dòng)過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生一種很強(qiáng)的氣動(dòng)噪音），底盤噪聲（即傳動(dòng)系噪聲、各部件的連接配合引起的噪聲），電器設(shè)備噪聲（冷卻風(fēng)扇噪聲、汽車發(fā)電機(jī)噪聲），車身噪聲（車身上的金屬構(gòu)件在外力作用下產(chǎn)生震動(dòng)而產(chǎn)生噪音）。其中發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲占汽車噪聲的50%以上，因此發(fā)動(dòng)機(jī)的減振、降噪成為汽車噪聲控制的關(guān)鍵。

2 噪聲法規(guī)要求及評(píng)價(jià)指標(biāo)

根據(jù)《汽車加速行駛車外噪聲限值及測(cè)量方法》（GB 1495-2002）規(guī)定，從2005年1月1日以后生產(chǎn)的客車，要求汽車額定功率小于150kw以下的，噪聲許可值則不得超過(guò)80dB（A）；汽車額定功率大于等于150kw的，噪聲許可值則不得超過(guò)83dB（A）。GB 1495-2002主要參考了ECE Reg.No.51和ISO 362，而歐洲的法規(guī)要求從1996年10月起，客車的外部噪聲必須從77dB（A）降到74dB（A），到2000年末進(jìn)一步降低到71dB（A）。

噪聲評(píng)價(jià)指標(biāo)主要是指車內(nèi)、外的噪聲值和振動(dòng)適應(yīng)性。評(píng)價(jià)方法可分為主觀評(píng)價(jià)和客觀評(píng)價(jià)。客觀評(píng)價(jià)可以從響度、抖動(dòng)強(qiáng)度、粗糙度、尖銳度、語(yǔ)言清晰度和音調(diào)度6個(gè)聲學(xué)參數(shù)評(píng)價(jià)，可以采用PCNM噪聲測(cè)量裝置測(cè)量試驗(yàn)進(jìn)行分析。主觀評(píng)價(jià)時(shí)，按 GB 1495-2002中的附錄A進(jìn)行。

3汽車噪聲產(chǎn)生分析及控制方法

根據(jù)汽車噪聲的產(chǎn)生機(jī)理，我們把噪聲控制技術(shù)分為三類：一是對(duì)噪聲源的控制，二是對(duì)噪聲傳播途徑的控制，三是對(duì)噪聲接受者的保護(hù)。其中對(duì)噪聲源的控制是最根本、最直接的措施，包括降低噪聲的激振力等，即改造振源和聲源。但是對(duì)噪聲源難以進(jìn)行控制時(shí)，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。汽車的減振降噪水平與整車的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、可靠性及強(qiáng)度、剛度、質(zhì)量、制造成本和使用密切相關(guān)。

3.1發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)與噪聲

發(fā)動(dòng)機(jī)是產(chǎn)生振動(dòng)和噪聲的重要根源。降低發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲是汽車噪聲控制的重點(diǎn)。發(fā)動(dòng)機(jī)的噪聲除由配氣機(jī)構(gòu)、正時(shí)齒輪及活塞的運(yùn)動(dòng)敲擊產(chǎn)生的機(jī)械聲外，還會(huì)有進(jìn)氣系統(tǒng)噪音，即高速氣體經(jīng)空氣濾清器、進(jìn)氣管、氣門進(jìn)入氣缸，在流動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的一種很強(qiáng)的氣動(dòng)噪音。

（1）發(fā)動(dòng)機(jī)本體機(jī)械噪聲

降低發(fā)動(dòng)機(jī)本體機(jī)械噪聲就要改造振源和聲源，如優(yōu)化設(shè)計(jì)，選用柔和的燃燒工作過(guò)程，提高機(jī)體的結(jié)構(gòu)剛度，采用嚴(yán)密的配合間隙，降低汽缸蓋噪聲，在油底殼上增設(shè)加強(qiáng)筋和橫隔板，以提高油底殼的剛度，減少振動(dòng)噪聲。另外，給發(fā)動(dòng)機(jī)涂阻尼材料也是一個(gè)有效的辦法。阻尼材料能把動(dòng)能轉(zhuǎn)變成熱能，進(jìn)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(lái)消耗振動(dòng)能量，它的采用能明顯地減少共振的幅度，加快自由振動(dòng)的衰減，降低各個(gè)零件的傳振能力，增加零件在臨界頻率以上的隔振能力。

（2）進(jìn)氣噪聲

進(jìn)氣噪聲是發(fā)動(dòng)機(jī)的主要空氣動(dòng)力噪聲源之一，它是由進(jìn)氣門的周期性開啟與閉合而產(chǎn)生的壓力起伏變化而形成的，隨發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的提高而增強(qiáng)，其噪聲頻率成分主要集中在200HZ以下的低頻范圍。與此同時(shí)，當(dāng)氣流以高速流經(jīng)進(jìn)氣門流通截面時(shí)，產(chǎn)生湍流脫體，導(dǎo)致高頻噪聲的產(chǎn)生，主要集中在1000HZ以上的高頻范圍。降低進(jìn)氣噪聲最有效的方法是采用進(jìn)氣消聲器，如有阻性消聲器（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(fù)合型消聲器，根據(jù)研究消聲量可超過(guò)20dB（A）。

3.2底盤傳動(dòng)系噪聲

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

另外，汽車在高速行駛時(shí)，輪胎也是產(chǎn)生噪聲的一個(gè)重要來(lái)源，其主要有輪胎花紋間隙的空氣流動(dòng)和輪胎四周空氣擾動(dòng)構(gòu)成的空氣噪音、胎體和花紋部分震動(dòng)引起的輪胎震動(dòng)噪音及路面不平造成的路面噪音。選用有合理花紋的子午線輪胎是降低輪胎噪聲的有效方法。對(duì)于輪胎的材料而言，使用更富有彈性且柔軟度高的橡膠，可制造出低噪的輪胎。endprint

3.3車身噪聲

車身的噪聲主要是空氣動(dòng)力噪聲，車身上的金屬構(gòu)件由于在外力作用下產(chǎn)生震動(dòng)而產(chǎn)生的噪音，其隨著車速的提高，噪聲也就越來(lái)越大。同時(shí)車身噪聲還會(huì)由以下原因造成，如整車板金工藝和使用鐵皮厚度不夠，車頂鈑金過(guò)薄，引起與車身的共振，組裝或設(shè)計(jì)不良引起的各種雜音（常見(jiàn)的螺絲松動(dòng)和減震橡膠墊老化）。因此，提出了如下方案來(lái)改善車身噪聲：一是對(duì)車身進(jìn)行流線型設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)光滑過(guò)渡；二是在車身與車架之間采用彈性元件連接；三是進(jìn)行室內(nèi)軟化，如在頂棚及車身內(nèi)蒙皮間使用吸聲材料。

3.4 電器設(shè)備噪聲

汽車電子噪音非常低，但隨著汽車科技含量的提高，汽車電子元器件占整車的構(gòu)成比列在逐步增加，因此其產(chǎn)生的噪聲比例也將逐步增加。目前汽車的電氣設(shè)備噪聲主要有風(fēng)扇噪聲和發(fā)電機(jī)噪聲。

4結(jié)語(yǔ)

對(duì)汽車噪聲的控制，除了在設(shè)計(jì)上使用優(yōu)化方法和零件的優(yōu)化選用以外，還可以對(duì)噪聲進(jìn)行主動(dòng)控制，如利用電子消聲系統(tǒng)產(chǎn)生與噪聲相位相反的聲波，使兩者的振動(dòng)相互抵消，以降低噪聲，這也將是未來(lái)汽車噪聲控制業(yè)的同行們的努力方向。

從國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)于歐洲法規(guī)的對(duì)比可知，我國(guó)的汽車噪聲法規(guī)修訂速度極慢，噪聲限值過(guò)于寬松，沒(méi)有跟上國(guó)際法規(guī)的變化。目前，國(guó)內(nèi)的一些大城市計(jì)劃將市區(qū)交通環(huán)境噪聲平均值控制在70dB（A）以內(nèi)，這對(duì)我們汽車行業(yè)的噪聲控制工作者來(lái)說(shuō)，降噪工作所面臨的形勢(shì)非常嚴(yán)峻；但對(duì)噪聲控制業(yè)的同行們來(lái)說(shuō)，確是一次發(fā)展機(jī)遇。相關(guān)行業(yè)噪聲控制限值標(biāo)準(zhǔn)的提高，有利于提高我國(guó)汽車產(chǎn)品的技術(shù)水平。加快與國(guó)際汽車行業(yè)接軌的步伐！

參考文獻(xiàn)：

[1]中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn).GB 1495-2002 汽車加速行駛車外噪聲限值及測(cè)量方法[S].

[2]孫林.國(guó)內(nèi)外汽車噪聲法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展[J].汽車工程，2000，22（3）：154-158.

[3]葉志剛，唐新蓬，周曉琴，王衛(wèi)東，胡佩之.汽車通過(guò)噪聲法規(guī)的頒布對(duì)汽車相關(guān)產(chǎn)業(yè)的影響[J].汽車科技，2004，（1）：12-15.

[4]龐劍，諶剛，何華.汽車噪聲與振動(dòng)—理論與應(yīng)用[M].北京：北京理工大學(xué)出版社，2006.

[5]徐中明，張芳，周小林，李傳兵，雷應(yīng)鋒.汽車?yán)嚷暺焚|(zhì)主觀評(píng)價(jià)于分析[J].汽車工程，2013.35（2）：188-192.endprint