汽車加速行駛車外噪聲分析與改進

賈琦 董猛 張文成

摘要：隨著大排量豪華越野車、多功能貨車、重卡、跑車以及轎跑等越來越多的出現在人們的視野中，大排量進口車加速噪聲在城市噪聲中越來越受到人們的重視，而國內外大多數汽車企業更多的是研究車內的噪聲品質以達到吸引消費者的目的。然而車外的行人和道路兩旁的居民才是城市道路汽車噪聲最大的受害者。如何有效的降低汽車加速噪聲至關重要，本文將從降低汽車加速行駛中發動機的轉速方面入手，以日產GT-R跑車（ M1汽油）、奔馳專用醫療車（N2柴油）為例，淺析汽車加速行駛車外噪聲的另一種控制思路。

關鍵詞：大排量越野車;專用貨車;跑車;汽車加速噪聲;發動機轉速;控制思路

隨著我國進口汽車行業的迅猛發展，人們對于國產汽車的舒適性和振動噪聲控制的要求越來越嚴格。有統計資料表明，城市噪聲的70%來源于交通噪聲，而汽車噪聲正是交通噪聲的主要組成部分。它不僅影響著人們的生活、工作和健康，更嚴重地污染著城市環境。所以汽車噪聲的控制，不僅關系到乘坐舒適性，還關系到環境保護。對于汽車噪聲而言，目前大家都比較關心，如何通過物理機械裝置來消除已經發出的發動機噪聲，然而本文卻覺得與其控制不如減源;從噪聲的源頭做控制研究，通過降低加速過程中發動機的轉速，來降低汽車的加速噪聲。

一、汽車加速噪聲振動源的研究分析

汽車加速噪聲有三大噪聲振動源;動力系統噪聲振動源、路面噪聲振動源和風激勵起的噪聲振動源。下面就這三個振動源進行研究分析。第一，動力系統產生的噪聲報動。動力系統包括發動機、變速器、進氣系統、排氣系統、傳動軸系等。經過試驗分析得出，動力系統噪聲報動的一個鮮明特征是與發動機轉速和點火階次密切相關。汽車在城市工況下，動力系統產生的噪聲是加速噪聲最主要的噪聲和振動源。第二，路面與懸架系統產生的噪聲振動。這類噪聲振動與車速有關，同時還與車胎和懸架系統的參數相關，當在城市工況下，汽車大多數處于低速或者中低速，這類噪聲對行人和居民產生的噪聲污染較小。第三，風與車身產生的噪聲振動。通常，汽車在高速行駛時（如高于120km/h），風噪會壓過動力系統產生的噪聲和來自路面的噪聲，成為最大的噪聲源。在城市工況下，汽車加速噪聲中，這類噪聲一般較小。依據 GB 1495-2002 汽車加速行駛車外噪聲限值及測量方法的要求，動力系統產生的噪聲是汽車加速噪聲最主要的噪聲源。而動力系統噪聲振動的一個鮮明特征是與發動機轉速和點火階次密切相關;在城市工況下，隨著轉速和點火階次的提高，動力系統噪聲就增高，所以如何保持低轉速行車對于降低加速噪聲變得至關重要。

二、車加速噪聲的環保要求和測量方法

依據 GB 1495-2002 汽車加速行駛車外噪聲限值及測量方法的要求，汽車加速噪聲的限值，以MI為例，是74dB（A），針對大多數跑車而言，是75dB（A）;以N2（超過150kw）為例，是84 dB（A）;汽車加速噪聲的測量速度大致在40-70km/h之間，基本上汽車在整個過程都處于低速行駛中，如何保證這個過程中發動機的轉速一直處于低轉速是我們研究的重點，下面我們將選擇兩款大持量的進口車來進行試驗。

三、依據國家標準規定的試驗方法進行試驗

從汽車加速噪聲的振動源的研究分析可知，在城市工況車速下，動力系統產生的噪聲是加速噪聲最主要的來源，而動力系統包括發動機、變速器、進氣系統、排氣系統、傳動軸等。根據多次實驗，我們發現，動力系統產生的噪聲，最主要的兩個噪聲因素是發動機噪聲和排氣噪聲，而我們國家標準 GB16170-1996 汽車定置噪聲限值中對發動機噪聲和排氣噪聲都有規定;并且二者與發動機轉速和點火階次都密切相關;在城市工況下，隨著轉速和點火階次的提高，動力系統噪聲就增高，所以如何保持低轉速行車對于降低加速噪聲變得至關重要。第一，依據國標規定的試驗方法進行加速噪聲試驗（以GTR跑車為例 M1汽油 AT）。（1）保持恒定50km/h的速度：高檔位、低怠速（試驗發現，當GT-R以50km/h 行駛的時候，發動機轉速是怠速 750-800r/min，檔位是5檔;此時的轉速處于低怠速，動力系統帶來的噪聲很低）。（2）加速狀態：低檔位、低轉速（當汽車前端到達進線位置時，加速踏板迅速踩下，試驗發現，檔位迅速降到3檔，發動機轉速緩慢上升，當車輛尾端出線時，發動轉速在2800-3000r/min，而 GT-R 的額定轉速是6400r/min;出線轉速相對較低，此時測出的加速噪聲是74.4 dB（A）。第二，依據國標規定的試驗方法進行試驗（以奔馳底盤專用醫療車為例N2柴油類AT）。

（1）恒定50km/h的速度：高檔位、低怠速（試驗發現，當GT-R以50km/h行駛的時候，發動機轉速是怠速800-850r/min，檔位是6檔;此時的轉速屬于低怠速，動力系統帶來的噪聲很低）。

（2）加速狀態：恒定檔位、低轉速（當汽車前端到達進線位置時，加速踏板迅速踩下，試驗發現，檔位保持不變，發動機轉速緩慢上升，當車輛尾端出線時，發動轉速在1200-1500r/min，出線轉速相對較低，此時測出的加速噪聲是 82.4 dB（A））。

通過試驗，我們得出：對于GT-R跑車而言，其排量3.8L V6，雙渦輪增壓發動機。他作為一輛跑車，能有著如此低的加速噪聲，主要是在加速過程中，發動機轉速始終保持中低轉速有關系。

四、結束語

我們知道，中國城市道路上加速噪聲污染最嚴重的來源就是大排量汽車和重卡帶來的加速噪聲;然而本文選取的這兩輛汽車的控制思路值得中國車企的思考。現階段，汽車已經從專屬的奢侈品跨入大眾消費時代，特別是進口車的不斷增多，大排量汽車的數量也越來越多，GT-R 跑車、奔馳專用車加速噪聲的控制思路值得我們國內汽車企業的思考。當然，這其中發動機與變速器的匹配參數還屬企業的機密，這里不便研究說明，但是這種通過控制發動機轉速來降低加速噪聲的思路和方向值得國內汽車企業的學習和研究。

參考文獻：

[1]龐劍.汽車車身噪聲與振動控制、北京：機械工業出版社，2015.1.

[2]H.布雷斯.U賽福爾特.汽車工程手冊，北京：機械工業出版社，2014.4.

（作者單位：中機科（北京）車輛檢測工程研究院有限公司）