浅谈汽车噪声的控制

　　一、汽车噪声的产生 

　　究其原因，汽车噪声产生的主要因素有：空气动力、机械传动以及电磁。具体来说，汽车发动机等机械构件运动噪声（发动机噪声）、轮胎与地面的摩擦声（路噪）、汽车冲破空气幕产生的碰撞及摩擦声（风噪）、外环境传入车内的声音（如大货柜车呼啸而过的声音）、驾驶舱内饰板等部件发生震动产生的内部噪音等诸多因素都可能引发汽车噪声。 

　　二、噪声的种类 

　　汽车是一个包括各种不同性质噪声的综合噪声源，其产生的噪声具体可分为发动机噪声，底盘噪声，电器设备噪声以及车身噪声，其中发动机噪声占汽车噪声的二分之一以上。因此，发动机的减振、降噪成为汽车噪声控制的关键。 

　　此外，汽车轮胎在高速行驶时，也会引起较大的噪声。这是由于轮胎在地面滚动时，位于花纹槽中的空气被地面挤出与重新吸入过程所引起的响声，以及轮胎花纹与路面的撞击声。 

　　三、噪声的控制 

　　对照汽车噪音的成因，我们可把噪声控制分为以下三类：一是对噪声源的控制，二是对噪声传播途径的控制，三是对噪声接受者的保护。其中对噪声源的控制是最根本、最直接的措施，即改造振源和声源。但是对噪声源难以进行控制时，就需要在噪声的传播途径中采取措施，例如吸声、隔声、消声、减振及隔振等措施。 

　　四、发动机噪声 

　　降低发动机噪声是汽车噪声控制的重点。发动机是产生振动和噪声的根源。发动机的噪声是由燃料燃烧，机械运动，正时齿轮及活塞的敲击噪声等合成的。 

　　降低发动机本体噪声就要改造振源和声源，设计发动机时，选用柔和的燃烧工作过程，提高机体的结构刚度，采用严密的配合间隙，降低配气机构噪声。例如在油底壳上增设加强筋和横隔板，以提高油底壳的刚度，减少振动噪声。另外，给发动机涂阻尼材料也是一个有效的办法。阻尼材料能把动能转变成热能。进行阻尼处理的原理就是将一种阻尼材料与零件结合成一体来消耗振动能量。它的采用明显地减少了共振的幅度，加快了自由振动的衰减，降低各个零件的传振能力，增加了零件在临界频率以上的隔振能力。 

　　进气噪声是发动机的主要噪声源之一，系发动机的空气动力噪声，随发动机转速的提高而增强。非增压式发动机的进气噪声主要成分包括周期性压力脉动噪声、涡流噪声、气缸的共振噪声等。增压式柴油机的进气噪声主要来自增压器的压气机。对此，最有效的方法是采用进气消声器。类型有阻性消声器（吸声型）、抗性消声器（膨胀型、共振型、干涉型和多孔分散型）和复合型消声器。将其与空气滤清器结合起来（即在空滤器上增设共振腔和吸声材料，例R3238型）就成为最有效的进气消声器。 

　　排气系统噪声是底盘的主要噪声源，主要由排气压力的脉动噪声，气流通过气门座时所发出的涡流噪声以及排气口处的喷流噪声所组成。 

　　优化设计性能良好的消声器，是降低汽车噪声的重要手段之一。降低排气噪声与提高动力性也是一对矛盾，对此，采用并联流路的双功能消声器，在降低气流噪声方面颇为有效。另外 ，对于发动机排气歧管到消声器入口的一段管路，采用柔性管的减振、降噪效果明显。 

　　五、底盘噪声 

　　传动系噪声来源于变速齿轮啮合引起的振动和传动轴旋转振动。一般采取的措施是：一是选用低噪变速器，二是发动机与变速箱及后桥主减速器等部件与底盘用橡胶垫进行柔性连接，从而达到隔振的目的;三是控制传动轴的平衡度，降低扭转振动。 

　　六、电器设备噪声 

　　冷却风扇是噪声的发生装置，受到护风圈、水泵、散热器及传动装置的影响。 

　　汽车发电机噪声取决于多种来源的效应，这些来源有磁体源、机械和空气动力源。噪声级取决于发电机的磁力和通风系统的结构，以及发电机的制造和装配精度。 

　　七、车身噪声 

　　随着车速的提高，车身的噪声也就越来越大，主要起因是空气动力噪声。因此，一是对车身进行流线型设计，实现光滑过渡;二是在车身与车架之间采用弹性元件连接;三是进行室内软化，如在顶棚及车身内蒙皮间使用吸声材料。另外，汽车在高速行驶时，轮胎也是产生噪声的一个来源。轮胎的花纹与噪声的产生也有很大的关系，选用有合理花纹的钢丝帘布子午线轮胎是降低轮胎噪声的有效方法。 

　　八、其他措施 

　　对汽车噪声的控制，除了在设计上使用优化方法和零件的优化选用以外，还可以对噪声进行主动控制。这就是以声消声技术，原理是：利用电子消声系统产生与噪声相位相反的声波，使两者的振动相互抵消，以降低噪声。这种消声装置采用极其先进的电子元件，具有优异的消声效果，可用于降低车内噪声、发动机噪声，还可以用于主动发动机支撑系统，以抵消发动机振动噪声。 

　　九、结束语 

　　汽车噪声的危害之大，故采取相应的控制措施就显得十分重要。被动降噪方法采用阻尼比较大的吸声材料，利用隔声、隔振技术进行结构设计控制噪声，会导致汽车体积大而且降噪效果也不十分理想。而主动控制的关键在于硬件基础、控制逻辑、微处理器等，保证传感器所测信号的准确性。到目前为止，主动降噪的研究还处于发展阶段，距离技术成熟和普及仍有一定的差距，但也取得了一定的进展，例如在汽车悬架振动中实现了自适应控制，可以预见主动控制技术必将在未来的汽车工程中得到广泛应用。 

　　降低汽车噪声是未来汽车科技的一个重要课题。汽车噪声的治理应走全方位综合治理之路，从政府到生产厂商，再到驾驶员，每个主体都要发挥自身的优势，扮演好自身的角色，共同致力于汽车噪声的控制。 

　　参考文献： 

　　[1]靳晓雄，张立军.汽车噪声的预测与控制[M].上海：同济大学出版社，2006. 

　　[2]邢世凯，闻德生.轿车车内减振降噪控制方法的研究[J].噪声与振动控制，2007. 

　　[3]林启荣等.噪声控制压电智能系统研究的现状和展望[J].力学季刊，2000，21.