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汽车噪音来源及控制方法

汽车噪音来源及控制方法

一.汽车噪声源分析

1.1 噪音系统分析

噪音系统可以分为3个基本元素:噪音来源;噪音传播途径;噪音接收者。噪音来源是扰乱空气的元素。一般情况下,噪音来源是震动体或面,进而导致空气在一定的频率范围内(20~2000 周每秒或赫兹)产生震动。噪音传播途径指的是声能从一点传播到另一点的媒介。空气是最常见的噪音途径,尽管液体和固体同样可以有效地传播声能。噪音接收者指的是在某些点可接收到噪音,并潜意识地抱怨噪音等级或密度的人。噪音接收者则是乘客和驾驶员。

1.2 汽车噪音

对于汽车而言,车辆噪声分为车外及车内噪声,其来源有三种,分别是是动力系、轮胎/ 车体悬架装置和气流。

(1)由于动力系统设计的不平衡,发动机燃烧过程产生一个宽频段噪音谱,发动机传动装置和变速器产生较窄的频段噪音。

(2)轮胎和车体悬架装置由于轮胎与地面制件的相互作用产生噪音。车体悬架装置由于车轮转动、跳动和振动起反应,汽车结构将这种振动能转换成声能。

(3)气流噪音来源于边界层对汽车周围空气的黏性剪切。由于密封的缝隙和车身表面的不连贯性产生的局部涡流产生了气流噪音。气流噪音随着车速和自然风的波动而增加。

汽车噪声的传播途径主要有以下几种:

发动机噪声主要有3 条传入路径:(1) 发动机噪声→仪表板→室内;(2)发动机噪声→车体骨架→地板→室内;(3)发动机噪声→车顶→室内。

路面行驶噪声主要有5 条传入路径:(1)路面噪声→轮罩,地板→室内;(2) 路面噪声→车身→支柱→车顶→室内;(3)路面噪声→前柱→车顶→室内;(4) 路面噪声→后柱→车顶→室内;(5)路面噪声→行李箱(共鸣)→室内。

挡风玻璃噪声传递路径如下:挡风玻璃噪声→前挡风玻璃→车顶前部→车顶→室内。空调,其中加热器噪声有二条传入路径:(1)空调、加热器噪声→仪表板→室内;(2)空调、加热器噪声→支柱→车顶→室内。

二.汽车噪声的控制方法

2.1 噪音控制原则

如果要降低噪声的接收等级,至少需要处理一个噪声系统的元素。解决噪音来源是一种解决局部噪音问题的最有效的方式。然而,它也是最难做到的方式,也是成本较高的一种方式,因为需要对噪声源重新设计。解决噪音接受者是最不希望采用的方法。因为每一个接受者都得单独处理。耳塞或是耳罩的添加都会妨碍接受者。根据噪音源和噪音产生机理来训练接受者是另一种可能性。无论如何,处理方法的效果好坏都会变化,因为对噪音的客观反应都因人而异。

解决噪音途径是理论上最简单的方式,因此也是解决局部噪音问题最常用的解决办法。该方法是放置一些材料在噪音的传播途径上,一般放在噪音源和噪音接收者之间,以便噪音接受者接收到的噪音减少。然而,材料的应用通常过分简单,导致材料未起作用和无效。因此,材料的选择以及安装位置、安装步骤就显得尤其重要。

2.2 汽车噪音控制方法

汽车噪声的控制可分为主动控制和被动控制:主动控制主要是从噪声源头采取的控制措施,主要途径有提高零部件加工精度和装配质量,减少运动噪声;改进发动机结构,提高激振频率;改善悬挂系统,阻断振动传递;优化车身结构,提高刚度,提高一阶模态;被动控制主要是从车身控制角度出发的措施,主要途径有吸音、吸振,合理分布车身装饰材料;密封、隔音、隔振,阻断声源的有效传播,阻尼,优化悬置,改变激振状态。随着发动机及变速器技术的不断进步,动力系统噪声已不是主要问题,而对已定型的车身来说,被动降噪技术就尤为显得重要;本文主要从被动控制,即处理噪声传播途径方面阐述汽车噪声的主要控制措施。

(1)车门隔音处理

车门外部容易受到风的影响而产生振动,形成噪音源之一。其次,来自于发动机舱以及车轮的传播振动也会让车门的振动效果得以加强。所以,通过例外两层车门钣金以及饰件里层加装吸音棉,能后大大减少振动以及加强吸音效果。

(2)车内隔音处理

这部分的隔音处理主要集中在车地板钣金,该部位是最直接连接发动机舱以及四轮连接,振动的传播最为直接,通过减振板、吸音棉以及专用于吸收低频噪音材料的应用,振动、噪音将会尽可能地降低。

(3)后备箱隔音处理

后背箱由于结构的原因,其环形封闭的结构让振动所产生的噪音在这里产生共鸣,噪音会在这增强。另外,发动机排气管的振动会继续加强该位置的噪声。这部位的隔音处理与车地板的处理大致相同。

(4)车轮隔音处理

车轮的噪音是整车的最大噪音源,特别是高速行驶时,噪音将会不断放大。所以对这部位的处理尤其重要。主要通过对车轮叶子板、内则钣金、塑胶板等位置加装减振板、吸音棉或者凌静隔音四轮消音套件。噪音将会得到进一步控制。

(5)引擎盖隔音处理

主要处理部位是引擎盖钣金,这部分受到风、发动机的振动影响较大,也会产生一定的噪音。这部位的施工主要用减振板以及凌静隔音V15擎立静隔音棉。

(6)凹槽及防火墙隔音处理

这两部位算是补充隔音处理,通过对这两部位的处理,效果还较好的。但防火墙隔音处理需要特别主要,这部位常需要把车中控台卸下才能进行较好的隔音材料安装,所以需要做这部位的隔音的话,需要特别注意。

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