汽車車外噪聲控制

【摘要】簡述了汽車車外噪聲的主要來源及相應控制措施。根據國家標準 BG1495-2002第 二 階段的限值要求，江鈴汽車股份有限公司采取了降噪措施。對車型的試驗結果進行了分析，由此闡述了強制性標準對控制汽車車外噪聲的促進作用，試驗效果明顯。

【關鍵詞】車外噪聲；控制；國家標準；試驗

1.汽車車外噪聲的主要來源

按汽車噪聲產生的過程和機理，將其分為與發動機有關的噪聲源和與汽車行駛有關的噪聲源。

與發動機有關的噪聲源：

發動機是存在多個聲源的復雜機器。根據發動機的工作原理、工作狀態以及有關聲學理論，可將發動機的主要噪聲源分為3種：空氣動力性噪聲、機械噪聲、燃燒噪聲。圖1為發動機噪聲源示意圖。空氣動力性噪聲主要包括進、排氣噪聲和風扇噪聲，這部分噪聲直接向發動機周圍的空氣中輻射。在沒有安裝進、排氣消聲器時，排氣噪聲是發動機的最大聲源，進氣噪聲次之。風扇噪聲也是發動機的主要噪聲源之一，特別是近年來在車內安裝有空調、排氣凈化裝置等，使發動機罩內溫度上升，冷卻風扇負擔加大，噪聲變得更為嚴重。燃燒噪聲和機械噪聲很難嚴格區分。本文把氣缸內燃燒所形成的壓力振動通過缸蓋、活塞—連桿—曲軸—機體向外輻射的噪聲稱為燃燒噪聲，將活塞對缸套的撞擊，以及正時齒輪、配氣機構、噴油系統等運動件之間機械撞擊所產生的振動激發的噪聲稱為機械噪聲。一般直噴式柴油機燃燒噪聲高于機械噪聲，非直噴式柴油機機械噪聲則高于燃燒噪聲，但低速運轉時燃燒噪聲都高于機械噪聲；汽油機燃燒柔和，零件受力也小，燃燒噪聲和機械噪聲都比柴油機低。

圖1 發動機噪聲源示意

發動機在高速運轉時機械噪聲常常是主要的噪聲源。在機械噪聲中，活塞的敲擊噪聲是首要因素；其次是齒輪機構噪聲；供油系統的噪聲主要是噴油泵和高壓油管的振動所引起的。

2.汽車車外噪聲的控制

國產汽車在加速行駛時，排氣噪聲對車外加速噪聲貢獻最大，其次是發動機風扇噪聲，而傳動系噪聲和輪胎噪聲則相對較小，僅占車外總加速噪聲的13%左右。因此，降低加速噪聲應優先考慮降低排氣系統噪聲和冷卻風扇噪聲。

2.1排氣噪聲的控制

排氣噪聲由周期性排氣噪聲、渦流噪聲和空氣柱共鳴噪聲組成。周期性排氣噪聲是排氣門開啟時一定壓力的氣體急速排出而產生的；渦流噪聲是高速氣流通過排氣門和排氣管道時產生的；空氣柱共鳴噪聲是管道中的空氣柱在周期性排氣噪聲的激發下發生共鳴而產生的。

影響排氣噪聲的主要因素是發動機轉速和負荷。減小排氣噪聲的最有效方法是安裝消聲器，并且要求消聲器消聲性能好，在各工況下保持穩定，同時排氣尾管長度也影響消聲效果，因此要通過試驗確定最佳長度。

2.2風扇噪聲的控制

風扇噪聲也是主要噪聲源之一，特別是車內空調、排氣凈化裝置的安裝使風扇噪聲更加嚴重。影響風扇噪聲的因素有風扇轉速、風扇與散熱器的距離以及風扇葉片的數量、形狀和材料。降低風扇噪聲的措施：在結構許可下增加風扇直徑，降低轉速；安裝風扇自動離合器使風扇在需要的工況下工作；改進導風罩形狀；增大散熱器尺寸；選用合適的葉片數和合適的葉片材料。

2.3發動機機械噪聲和燃燒噪聲的控制

發動機產生的機械噪聲與產品制造水平有很大關系。因此，要控制發動機的機械噪聲，就得提高發動機的制造工藝水平。

降低柴油機燃燒噪聲的根本措施是適當降低柴油機燃燒過程中速燃期氣缸內的平均壓力增長率，而該平均壓力增長率又取決于著火延遲期和在著火延遲期形成的可燃混合氣的數量和質量，因此可以采取選用十六烷值高的燃料、合理組織噴油過程、設計良好的燃燒室形狀等措施。

2.4傳動系噪聲的控制

減小齒輪傳動中噪聲不僅要從設計、生產制造工藝及加工精度等方面考慮，同時在維修中對于齒輪的安裝應該注意其嚙合間隙和印痕的調整。

2.5輪胎滾動噪聲的控制

要降低輪胎滾動噪聲，可采用多種花紋節距胎面，采用高阻尼橡膠材料，調整好輪胎的負載平衡以減少自激振動，以及采用變節距花紋的輪胎或在輪胎和車體之間增加隔振材料等措施。

3.我國現行汽車噪聲限值標準及噪聲水平現狀

國標BG1495-2002限值見下表：

4.江鈴汽車的降噪措施

采用的整車降噪方案為股份公司花巨資請國外專業公司為皮卡等車型設計，根據陸風車具體狀態轉化為工程設計方案。但由于降噪件的存在，并且取消發動機防撞板，所以會降低車輛越野性能（縱向通過角由23°減少為20°）。故裝配有降噪件的陸風車只適合普通用戶使用，針對專業越野用戶須將降噪隔音板拆除，并加裝發動機防撞板之后才能進行專業越野。

工程設計開發，以皮卡的噪方案結合陸風車實際情況進行設計開發：

4.1對于車身隔熱墊及車身內飾方面

發動機蓋隔熱墊更換成隔音棉；增加發動機前壁隔音棉、前輪轂隔音棉、前翼子板隔音棉、發動機倉密封條整套及前輪轂阻尼墊。安裝結構上不需改動。

4.2底盤部分

按照皮卡方案根據陸風車底盤開發隔音罩，在車架相應位置增加支架及脫焊螺母用于安裝，覆蓋范圍為：從第一橫梁至高度調節臂支架部分只保留前后兩處通風口，下部及側面均為密封狀態，對擺臂等存在運動的部件在不影響其性能前提下盡量密封。

4.3排氣系統

對現有排氣消聲器進行測試，改進排氣消聲器提高其消聲效果。

5.結束語

查測試驗結果可以看出，在采取降噪措施后汽車的車外加速噪聲得到了較大的改觀，每種車型平均都降了3個dB（A）左右，可達到國家規定的第二階段噪聲限值的要求。

【參考文獻】

[1]周新祥.噪聲控制及應用.海洋出版社，1999.

[2]BG1495-2002 汽車加速行駛車外噪聲限值及測量方法.

[3]何渝生.汽車噪聲控制.北京：機械工業出版社，1995.