車內(nèi)噪聲機理、測量及其評價標準匯總.doc

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1、車內(nèi)噪聲的產(chǎn)生機理、測量方法及其評價標準汽車噪聲與振動是一門非常復雜的學科,涉及很多方面。在汽車產(chǎn)品開發(fā)過程中,噪聲與振動控制也是一門關(guān)鍵技術(shù)。汽車噪聲與振動可以用很多方法來分類:按頻率來分,可以分成低頻問題、中頻問題和高頻問題;按專題來分可以分成摩擦噪聲、風激勵噪聲、機械噪聲等等;按源—傳遞途徑—接受體來分,可以分成振動噪聲源、傳遞通道和人體對噪聲與振動的響應。本文就汽車噪聲與振動問題中的一個方面——車內(nèi)噪聲的產(chǎn)生機理、測量方法及其評價標準作一個簡單的論述。1車內(nèi)噪聲的產(chǎn)生機理一般噪聲與振動系統(tǒng)可以用源-傳遞路徑-接

2、受體模型來表示。車輛的主要噪聲源有:發(fā)動機輻射噪聲、進排氣噪聲、冷卻風扇噪聲、底盤噪聲、輪胎噪聲、風噪聲等;主要振動源有:發(fā)動機自身振動、排氣系統(tǒng)振動、傳動軸振動、懸架振動、路面激勵等。振動的傳遞路徑主要有:發(fā)動機懸置、車身、懸架、排氣系統(tǒng)懸置等;噪聲傳遞路徑主要有:車身孔隙、車身。接受體主要指駕駛員和乘客,噪聲和振動通過傳遞路徑傳遞到人體。對于噪聲與振動的控制包括對噪聲源和振動源的控制、對傳遞路徑的控制和對接受體的控制,降噪的根本是要控制噪聲源和振動源,其次在傳播路徑上加以控制。車內(nèi)噪聲產(chǎn)生的機理如圖1所示。車輛噪聲

3、源,如輪胎-路面噪聲和發(fā)動機噪聲向外輻射,通過車身孔隙透射到乘坐室內(nèi),車內(nèi)這部分噪聲被稱為空氣傳播噪聲,其頻率一般在幾百赫茲到幾千赫茲。車輛振動源,如路面激勵、發(fā)動機振動等直接或者間接作用到車身,引起車身振動;另外車輛噪聲源向外輻射噪聲作用到車身,也會引起車身振動,車身的振動產(chǎn)生結(jié)構(gòu)輻射噪聲,車內(nèi)這部分噪聲被稱為結(jié)構(gòu)噪聲,結(jié)構(gòu)噪聲的頻率一般在幾十赫茲到幾百赫茲。結(jié)構(gòu)噪聲和空氣傳播噪聲相互疊加形成車內(nèi)噪聲。車身孔隙噪聲源車內(nèi)噪聲噪聲疊加車身振動振動源圖11.1發(fā)動機的噪聲發(fā)動機熱力過程中的周期性及部分受力機件的往復運動構(gòu)

4、成為汽車主要的振動噪聲源,主要分為三種:燃燒噪聲、機械噪聲和空氣動力噪聲。燃燒噪聲聲強與壓力升高率的平方成正比,噪聲聲壓級與放熱率的對數(shù)成正比,燃燒噪聲還與滯燃期、轉(zhuǎn)速負荷等有關(guān)。機械噪聲主要是活塞敲擊、配氣機構(gòu)的摩擦、沖擊、齒輪嚙合、齒帶嚙合、皮帶打滑、軸承工作、供油噪聲等。機械噪聲正比于發(fā)動機轉(zhuǎn)速,另外結(jié)構(gòu)的共振也引起噪聲輻射,在發(fā)動機表面輻射噪聲中,主要是發(fā)動機機體表面和油底殼輻射,其次是缸頭、缸蓋罩等。風扇噪聲的主要影響因素是轉(zhuǎn)速、葉片弦長、型線、夾角和葉片數(shù)。進、排氣噪聲是由于壓力脈動、氣流通過氣門時的渦流、

5、邊界層氣流擾動排氣口噴注引起的。尾管的影響和消聲器壁面振動輻射的噪聲也是重要聲源之一。圖2為發(fā)動機噪聲貢獻分項圖,可見影響發(fā)動機噪聲的主要因數(shù)有燃燒噪聲、排氣噪聲等。圖2發(fā)動機噪聲貢獻分項圖表1為發(fā)動機主要噪聲源的噪聲主要頻率范圍表,這里大部分噪聲源都與發(fā)動機轉(zhuǎn)速密切相關(guān)。表1發(fā)動機主要噪聲源的噪聲主要頻率范圍表Table1Thefrequencyofenginenoisesources噪聲源頻率范圍/Hz備注燃燒500-8000汽油機集中在500-4000Hz,柴油機范圍廣活塞敲擊2000-8000與轉(zhuǎn)速和缸數(shù)有關(guān)進

6、、排氣門500-2000與轉(zhuǎn)速和氣門有關(guān)冷卻風扇200-2000與轉(zhuǎn)速和葉片數(shù)有關(guān)進氣50-5000周期進氣〉200Hz,進氣渦流<1KHz、排氣50-5000排氣渦流〉1kHz噴油泵〉2000與轉(zhuǎn)速和分泵數(shù)有關(guān)齒輪<4000與轉(zhuǎn)速、齒數(shù)等有關(guān)皮帶〉4000與轉(zhuǎn)速、不對中、摩擦系數(shù)等有關(guān)1.2風激勵噪聲風激勵噪聲是汽車在高速行駛的時候,車身與空氣相互摩擦而產(chǎn)生的。汽車高速行駛的時候,風對車身的激勵成了最主要的噪聲源,同時也會使車體產(chǎn)生振動。風激勵噪聲是一種空氣動力噪聲,風與汽車接觸的時候,一些轉(zhuǎn)角處形成空氣動力紊流,這

7、種紊流特別容易在結(jié)構(gòu)不平滑的地方出現(xiàn),如天線、雨刷等地方。如果汽車密封不好,車身有空洞和縫隙,這種風激勵的噪聲就更容易傳進車內(nèi)。汽車車內(nèi)感受到的風噪屬于來自單極子聲源發(fā)生的情況有兩種,一種是通過車門窗的密封條傳遞的噪聲,又稱滲漏噪聲,另外一種單極子聲源發(fā)生是車外空氣動壓造成車門車窗密封條處局部很大的負壓,引起密封條變形而使車外噪聲傳入車內(nèi),這種噪聲是氣吸噪聲。汽車車內(nèi)感受到的風噪屬于來自雙極子聲源的一個例子是汽車表面的非定常空氣動力脈動。這種動力脈動具有時間上的隨機性和空間分布的統(tǒng)計特性,不妨理解成為成百上千個微型揚聲

8、器陣和激振器陣相互關(guān)聯(lián)的作用在汽車結(jié)構(gòu)表面,引起噪聲向車內(nèi)投射,并引起汽車結(jié)構(gòu)的振動,向車內(nèi)聲輻射噪聲。汽車車內(nèi)感受到的風噪屬于來自雙極子聲源發(fā)聲的另外一種情況是氣流與汽車表面突出桿狀物體,如天線和行李架桿等作用,產(chǎn)生渦流單音噪聲。從表現(xiàn)形式上我們可大致的分為以下幾類:①、密封不良引起的噪聲,與車門、車窗等密封條的密封設計有關(guān);②

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