汽車噪聲的產生及控制淺析

尚勇

摘 要：汽車噪聲的產生，不僅關系到乘員的乘坐舒適性，因為一切噪聲源于振動，因此它還關系到汽車的使用壽命，從而對汽車行駛安全性構成極大的威脅。本文從汽車的基本構造出發，分析其產生噪聲的主要因素，并針對性提出改進措施，期待能夠提高汽車的乘坐舒適性及駕乘安全。

關鍵詞：噪聲；舒適性；振動；駕乘安全

前沿

伴隨著汽車工業的快速發展，人們追求汽車的乘坐舒適性要求越來越高。據有關機構統計分析，在城市環境噪聲污染中，機動車噪聲污染最為嚴重，約占60%，它嚴重影響著人們身心健康，所以汽車噪聲的控制，不僅關系到乘坐舒適性，而且還關系到我們人類生活的自然環境保護。同時，我們都知道一切噪聲源于振動，振動產生噪聲，更嚴重的是對于機械部件，振動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，降低汽車的機械部件可靠度，對汽車行駛安全性構成了極大的威脅。過高的噪聲既能損害駕駛員及周邊行人的聽力，還會使駕駛員迅速產生疲勞感，也關系到汽車的安全性。振動、噪聲、舒適性及安全性這四者緊密相關，既要減小振動，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準范圍之內，提高產品的性價比，提升產品的競爭力。

1 汽車噪聲分類

汽車的噪聲主要是由發動機等機械構件工作噪聲、輪胎與地面行駛摩擦聲、汽車沖破空氣產生的碰撞摩擦聲）及車身內飾板等部件發生震動產生的噪音等組成，同時隨著汽車科技含量的提高，汽車電子電磁工作所產生的噪聲比例也在著不增加。因此總結可知，汽車噪聲產生的主要因素即空氣動力、機械傳動、電器電磁三部分。從汽車結構上可分為發動機噪聲（除發動機體發出的機械聲外，還包括進氣系統噪音，即高速氣體經空氣濾清器、進氣管、氣門進入氣缸，在流動過程中，會產生一種很強的氣動噪音），底盤噪聲（即傳動系噪聲、各部件的連接配合引起的噪聲），電器設備噪聲（冷卻風扇噪聲、汽車發電機噪聲），車身噪聲（車身上的金屬構件在外力作用下產生震動而產生噪音）。其中發動機噪聲占汽車噪聲的50%以上，因此發動機的減振、降噪成為汽車噪聲控制的關鍵。

2 噪聲法規要求及評價指標

根據《汽車加速行駛車外噪聲限值及測量方法》（GB 1495-2002）規定，從2005年1月1日以后生產的客車，要求汽車額定功率小于150kw以下的，噪聲許可值則不得超過80dB（A）；汽車額定功率大于等于150kw的，噪聲許可值則不得超過83dB（A）。GB 1495-2002主要參考了ECE Reg.No.51和ISO 362，而歐洲的法規要求從1996年10月起，客車的外部噪聲必須從77dB（A）降到74dB（A），到2000年末進一步降低到71dB（A）。

噪聲評價指標主要是指車內、外的噪聲值和振動適應性。評價方法可分為主觀評價和客觀評價。客觀評價可以從響度、抖動強度、粗糙度、尖銳度、語言清晰度和音調度6個聲學參數評價，可以采用PCNM噪聲測量裝置測量試驗進行分析。主觀評價時，按 GB 1495-2002中的附錄A進行。

3汽車噪聲產生分析及控制方法

根據汽車噪聲的產生機理，我們把噪聲控制技術分為三類：一是對噪聲源的控制，二是對噪聲傳播途徑的控制，三是對噪聲接受者的保護。其中對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。但是對噪聲源難以進行控制時，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力性、經濟性、可靠性及強度、剛度、質量、制造成本和使用密切相關。

3.1發動機的振動與噪聲

發動機是產生振動和噪聲的重要根源。降低發動機噪聲是汽車噪聲控制的重點。發動機的噪聲除由配氣機構、正時齒輪及活塞的運動敲擊產生的機械聲外，還會有進氣系統噪音，即高速氣體經空氣濾清器、進氣管、氣門進入氣缸，在流動過程中產生的一種很強的氣動噪音。

（1）發動機本體機械噪聲

降低發動機本體機械噪聲就要改造振源和聲源，如優化設計，選用柔和的燃燒工作過程，提高機體的結構剛度，采用嚴密的配合間隙，降低汽缸蓋噪聲，在油底殼上增設加強筋和橫隔板，以提高油底殼的剛度，減少振動噪聲。另外，給發動機涂阻尼材料也是一個有效的辦法。阻尼材料能把動能轉變成熱能，進行阻尼處理的原理就是將一種阻尼材料與零件結合成一體來消耗振動能量，它的采用能明顯地減少共振的幅度，加快自由振動的衰減，降低各個零件的傳振能力，增加零件在臨界頻率以上的隔振能力。

（2）進氣噪聲

進氣噪聲是發動機的主要空氣動力噪聲源之一，它是由進氣門的周期性開啟與閉合而產生的壓力起伏變化而形成的，隨發動機轉速的提高而增強，其噪聲頻率成分主要集中在200HZ以下的低頻范圍。與此同時，當氣流以高速流經進氣門流通截面時，產生湍流脫體，導致高頻噪聲的產生，主要集中在1000HZ以上的高頻范圍。降低進氣噪聲最有效的方法是采用進氣消聲器，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）和復合型消聲器，根據研究消聲量可超過20dB（A）。

3.2底盤傳動系噪聲

傳動系噪聲來源于變速齒輪嚙合引起的振動和傳動軸旋轉振動。一般采取的措施是：一是選用低噪變速器，二是發動機與變速箱及后橋主減速器等部件與底盤用橡膠墊進行柔性連接，從而達到隔振的目的；三是控制轉動軸的平衡度，降低扭轉振動。

另外，汽車在高速行駛時，輪胎也是產生噪聲的一個重要來源，其主要有輪胎花紋間隙的空氣流動和輪胎四周空氣擾動構成的空氣噪音、胎體和花紋部分震動引起的輪胎震動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力噪聲，車身上的金屬構件由于在外力作用下產生震動而產生的噪音，其隨著車速的提高，噪聲也就越來越大。同時車身噪聲還會由以下原因造成，如整車板金工藝和使用鐵皮厚度不夠，車頂鈑金過薄，引起與車身的共振，組裝或設計不良引起的各種雜音（常見的螺絲松動和減震橡膠墊老化）。因此，提出了如下方案來改善車身噪聲：一是對車身進行流線型設計，實現光滑過渡；二是在車身與車架之間采用彈性元件連接；三是進行室內軟化，如在頂棚及車身內蒙皮間使用吸聲材料。

3.4 電器設備噪聲

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成比列在逐步增加，因此其產生的噪聲比例也將逐步增加。目前汽車的電氣設備噪聲主要有風扇噪聲和發電機噪聲。

4結語

對汽車噪聲的控制，除了在設計上使用優化方法和零件的優化選用以外，還可以對噪聲進行主動控制，如利用電子消聲系統產生與噪聲相位相反的聲波，使兩者的振動相互抵消，以降低噪聲，這也將是未來汽車噪聲控制業的同行們的努力方向。

從國家標準于歐洲法規的對比可知，我國的汽車噪聲法規修訂速度極慢，噪聲限值過于寬松，沒有跟上國際法規的變化。目前，國內的一些大城市計劃將市區交通環境噪聲平均值控制在70dB（A）以內，這對我們汽車行業的噪聲控制工作者來說，降噪工作所面臨的形勢非常嚴峻；但對噪聲控制業的同行們來說，確是一次發展機遇。相關行業噪聲控制限值標準的提高，有利于提高我國汽車產品的技術水平。加快與國際汽車行業接軌的步伐！

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