收稿日期:2004-03-13
作者简介:韩善灵,(1972-),男,上海交通大学博士研究生,助理研究员,主要研究方向为汽车噪声控制技术,汽车CAE 技术,
获中国高校技术发明一等奖一项,山东省建委科技进步一等奖一项,山东省科技进步二等奖二项,发表论文12篇。
主动噪声控制技术及其在车内噪声控制中的应用
韩善灵,朱平,林忠钦
(上海交通大学,机械与动力工程学院,上海 200030)
摘 要:主动噪声控制是集声学、自适应控制及数字信号处理等技术为一体的高新技术,已成为国内外噪声控制界的研究热点。基于主动噪声控制的S winbanks 多极子系统理论,证明了主动噪声控制技术适合于低频声的理论依据。阐述了决定主动噪声控制效果的决定因素及在车内噪声控制中应用的发展过程,并指出当前研究中需解决的问题和今后的研究方向。
关键词:主动噪声控制;自适应控制;Swinbanks 多极子系统;车内噪声
中图分类号:U462 文献标识码:A 文章编号:1006-0316(2004)06-0055-04
Active noise control technology and application on automobile cabin noise
HAN Shan -ling,Z HU Ping,LI N Zhong -qin
(School o f Mechanical Engineering,Shanghai Jiao Tong University,Shanghai 200030,C hina)
Abstract:Active noise con trol (ANC)is a new high technology integrated with acoustic,adaptive control and digi tal signal process and i t has become the research focus center of noise control.Based on ANC Swi nbanks mutipoles system,the theory foundation for advantage of ANC application for low frequency noise is given.Then the factors to influence ANC are introduced and the development of active auto -mobile cabin noise control is discussed.At last,the problem in ANC and the research trends are pointed out.Key words:active noise control;adap tive control;swinbanks multipoles system;automobile cabin noise
随着现代高新技术的飞速发展,清除噪声成
为人们最关注的新课题之一,而对噪声控制的研究,已发展成为一门新学科)))噪声控制学。它作为一门边缘科学,涉及声学、控制、材料、计算机等多种学科。传统的噪声控制技术通常采用过滤吸收和屏蔽的方法,通过噪声声波与声学材料或声学结构的相互作用消耗声能,从而达到降噪的目的,属于被动式的控制方法。由于这种控制方法在低频段控制效果不理想。故人们由被动式噪声控制逐渐发展到今日的主动噪声控制(Active Noise Control,简称ANC)
。
图1 ANC 基本原理
主动噪声控制这一基本思想是1933年由德
国人P.Lueg 以专利形式提出的,其基本原理如图1所示。该结构是通过在管道上游采用前置麦克风拾取噪声信号,经电信号处理后,送给管道下游的次级声源,调整次级声源的输出,使其与上游噪声信号的相位相反而达到降噪目的。由于当时电子技术的限制,这一控制方法未能实现。到了上世纪60、70年代,随着电子技术的发展,尤其是80年代以来,在超大规模集成电路的制造,高速信号处理器(DSP)的开发成功,使得主动噪声控制技术得到飞速发展。现在世界上主要的工业国纷纷开展ANC 技术的研究,如英国南安普敦大学的声振研究所、美国弗吉尼亚州立大学、澳洲Adelaide 大学等。目前,英、日、美、法等国在高级豪华的小轿车中已装备这个系统,美国还用此来消除空调器、磁偏振成像系统、大功率冰箱等电器的噪声,已在小范围内取得0闹中取静0的效果。我国虽然从上世纪80年代也进行了ANC 的研究,如清华大学、南京大学、西北工业大学、吉林工业大学、北京理工
新技术开发
大学等,但是在理论研究和工程应用都与国外有较大的差距[1]。
1ANC 的Swinbanks 多极子系统理论
Swinbanks 多极系统理论认为,主动降噪的物理机制是初、次级声系统的辐射类似于多极子声源辐射。它们相互作用,抑制了作为一个整体向外辐射的声能量;同时,次级声源的存在还会改变初级声源的声阻抗。
自由空间中,源强为Q 的单极声源的辐射声功率为
W n =Q ck 2Q 2
4P
(1)
两个距离为l 的同强度的单极子构成的偶极子声源辐射声功率为
W d =
Q ck 4Q 2l 2
12P
(2)
横向四极子声源辐射声功率为
W #。=
Q ck 6Q 2l 21l 2
2
240P
(3)
纵向四极子声源辐射声功率为W 纵=
Q ck 6Q 2l 21l 2
2
20P
(4)
由以上4式可得
G d =w d w n =k 2l 23
(5)G #。
=w #。w n =k 4l 21l 22
60
(6)G 纵=w 纵w n
=k 4l 21l 2
2
5(7)式中,k =2P f /c 。式(5),式(6)和式(7)表明,如果在初级点源附近布置一个反相的单极子源或三极子源,只要其距离足够小,尤其对于低频声,即可得到一定的降噪目的。
Swinbanks 多极系统的理论与实验研究对管道主动消声的发展有重要意义。但由于它的结构过于复杂,且不易安装与调试,因而就工程应用来说,仍然是有缺陷的。
2影响ANC 效果的因素
在自适应主动噪声控制系统中,决定最终降噪量的因素有以下4个方面:
(1)系统可能取得的最大降噪量由次级声源的布放确定,这种降噪量称为理论降噪量。对简
单初级声源和规则声学空间,可以通过理论计算
获得。
(2)对实际系统来说,需要确定一个可以实现的控制目标。理论上的控制目标通常是声功率最小,由于声功率无法用传感器实际检测,实际中通常用有限点的声压平方和代替,由此得到的降噪量显然比理论降噪量要低。
(3)假定自适应控制算法能够收敛到稳定状态,所得到的降噪量并不等于基于控制函数的降噪量,它与算法的稳态性能有关,依赖于控制器结构、算法类型及控制器参数。
(4)对于前馈系统来说,参考信号质量对实际降噪量产生重要影响。具体地说,参考信号与误差传感器处初级声场变量的相关性越高,自适应算法就越接近由控制目标和算法稳态性能共同决定的降噪量。
图2 决定ANC 效果的因素
各因素的影响效果如图2所示。对一个实际的主动噪声控制系统,是否能取得好的控制效果,关键的因素有:
(1)初级声源的类型和特征:对于主动噪声控制,最合适的噪声源是集中参数噪声源,它可以用尽量少的初级声源获得最大降噪量。从控制的角度看,如果初级噪声是单频噪声、离散线谱噪声或窄带噪声,则控制系统更容易收敛到稳定状态,而宽带噪声的控制则要难得多。
(2)次级声源和误差传感器的位置和个数:为了获得全局空间上完全复制初级声场,也就是使次级声场成为初级声场的/镜像0,而误差传感器应尽量使实际的控制目标逼近理论上的控制目标。
(3)参考信号及其质量:如果能够获得参考信号,我们就可以构造前馈控制器,反之,就只能采用反馈控制器。一般说来,前馈控制器结构简单,易于保持稳定;反馈控制器是最后一项选择。好的参考信号应该尽量少受到噪声/污染0,与误差传感器处的初级噪声保持最大程度的相关。
(4)自适应算法及其控制器硬件:宽带噪声的抵消效果、系统稳定性、控制器的复杂程度均
与自适应算法的类型有关。好的自适应算法应该兼顾收敛性、鲁棒性和计算量三方面。控制器硬件的主要指标是采样频率、计算速度、有限字长效应等,它们应该能够实时、准确地完成自适应算法确定的功能。
3车内主动噪声控制技术及其发展
自上世纪50年代,在人们还没有弄明白噪声产生机理的时候,汽车车内空间的噪声问题就被提出了出来。把主动噪声控制技术应用到车内噪声控制,最早出现在20世纪80年代。当时,研究工作主要集中在控制发动机噪声上。第一个主动噪声控制系统由Oswald 提出[2],是一个由一个扬声器,一个麦克风,一个参考信号组成单输入单输出主动降噪系统。该系统对200赫兹以下低频噪声,降噪效果非常显著。一个波形发生器用来把从发动机转速计得到的脉冲序列转换成一系列频率与发动机转速相同的正弦波。这些正弦波的幅值和相位被调相、叠加,使得扬声器产生抵消处噪声的反噪声。对单一频率降噪可达30分贝,Oswald 还发现:不管发动机的工作状态及转速如何,主动噪声控制系统可降噪至高于本地噪声5~7分贝。
80年代末期发展起来的采用自适应滤波方法的自适应主动降噪技术可实现选择性降噪,并能自动跟踪声场参数和噪声源的变化,可有效解决车辆上传统降噪措施对同一型号车辆治理中存在的离散度问题。国外一些汽车公司及研究机构于80年代后期开始尝试将主动降噪技术应用到车内噪声控制上,并相继推出了一些试验性系统。日本尼桑公司1991年在其蓝鸟轿车上开始装备主动降噪系统,可降低车内噪声5~6分贝。
1987~1990年,英国Lotus 汽车公司与ISVR 合作,将自适应主动降噪技术应用于轿车噪声控制。控制器的核心是数字计算机,采用发动机转速信号分频方法产生多阶正弦波参考信号。在发动机转速为3000~5000r/min 范围内明显地降低了车内低频发动机谐阶噪声,可降低车内轰鸣声10分贝左右。由于采用了多个监测传声器和次级声源,降噪区域较大,跟随时间短,能快速跟随车内低频发动机谐阶噪声的变化。
1992年,第一套商业化的发动机主动噪声控制系统由一家汽车制造商投入生产[3]。下一步的
发展是控制路面噪声,这个问题更具有挑战性,
因为路面和轮胎的相互作用本身就是随机不确定的,以及噪声源分布在4个轮胎上。在1994年,Roggenka mp 提出一个试验用轮胎噪声模型[4],这个模型考虑了结构噪声及空气噪声。对结构声,它使用了轿车车身上的力和车内的压力之间的测量传递函数;对空气声,使用轮胎周围的压力和车内压力的频率响应函数。作者用NIS 分析来决定外部麦克风的最优数目和最佳位置。这个模型在一辆轿车上进行了核实,结论是,只有在低频率尤其是低于150赫兹时,对轮胎噪声的预测才是有效的。
1999年,美国Virginia 州立大学VAL 实验室的Jerome Couche,Chris Fuller 对车内由于发动机和路面引起的噪声进行了系统的研究[5]
。实验用车是Ford Explorer,实验证明:可用两个传声器和两个误差传感器达到615dB 的降噪效果,见图3。
图3 控制前后噪声
2003年,西班牙巴伦西亚工业大学的A.Gonzalez,M.Ferrer 等人对汽车发动机噪声经主动噪声控制后的车内音质进行了研究。客观评价的结果是可获得10dB 的降噪量,主观评价的结论是除去一小部分人对于安静产生恐惧外,大部分人都获得了舒适感[6]。
4结论与展望
研究主动降噪技术在降低车内噪声中的应用,改善国产汽车的NVH 性能,具有较大的潜力,但目前国内尚没有成熟的车内主动噪声控制系统。
(1)主动降噪的机理研究还不够全面深入,尤其对于复杂的三维空间声场。由于车辆舱室噪声场不同于一般封闭的简谐声场,声场、声学条件和环境复杂,因此更需在这方面进一步研究。(2)主动噪声控制技术应用于车内低频噪声控制将成为研究热点,研究满足应用要求的简单、有效的声学器件和自适应控制算法是提高主动噪声控制技术实用性的有效途径。
(3)非线性控制技术、神经网络技术、自适应逆控制技术等在主动噪声控制技术中的应用将成为新的重要的研究方向和工程应用的突破点。
(4)在对噪声0治标0的同时,还应积极探索0治本0的途径,从以末端治理为主,逐步转到从噪声的源头开始控制。
尽管目前ANC技术还未能充分地应用到实际工程中,它的理论还有待进一步发展。然而,它所具有的优势预示着这一高新技术产业的美好前景,ANC技术必将在未来的噪声控制技术中发挥重要的作用。
参考文献:
[1]常振臣,王登峰,周淑辉等.车内噪声控制技术研究现状及展望,吉林大学学报,2002,32(4):86-911
[2]L.J.Oswald.Reduction of diesel engine nois e inside a pas senger compartments using active adaptive noise control.Proceedi ngs of Inter-noise.84,pp.483-488,19841
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[4]T.J.R oggenka mp,M.S.Kompella and R.J.Bernhard.De-velopment of Experimentall y Bas ed Structural/Acous tic Automobile Tire Noise M odels.Proceedi ngs of Noise-Con94,pp.111-116,19941 [5]J erome Couche.Active control of automobile cabin noise with con-ventional and advanced s peakers:(master thesis).Virgi nia Polytechnic Institute and State University,19991
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(上接第54页)
由上分析可知,机械手动作是属于步进型的,控制输入量是开关量,因此采用PC控制器控制。设计两种控制方式:一是手动控制、二是自动控制。自动工作方式又分为单步、单周期和连续工作方式。为了保证安全,机械手转动后,只有在工装内没有零件的情况下才能伸出将工件放下,若还有工件,则机械手应自动暂停等待。为此,设置了一只光电开关,以检测/无工件0的信号。
PC的输入位置检测信号有下限(下降限)、上限(上升限)、缩回限、伸出限、手臂正转限、手臂反转限、手腕正转限、手腕反转限,总共需要8个输入端子;/无工件0的检测信号,用光电开关作检测元件则需要一个输入端子;工作方式选择开关为手动、单步、单周期、连续4种,则需要4个输入端子;手动操作时,需要有下降、上升、回缩、手臂下降、手臂正转、手臂反转、手腕正转、手腕反转、夹紧、放松,总共需要10个输入端子;自动工作时,尚需启动按钮、停止按钮和复位按钮,总共需要3个输入端子。从上面的分析可知:输入端需要26个输入端子。
PC的输出信号用来控制机械手的下降、上升、伸出、缩回、手臂正转、手臂反转、手腕正转、手腕反转、夹紧等9个电磁阀线圈,则需要9个输出点;机械手从原点开始工作,需要一个原点指示,即也需要一个输出点,总共则需要10个输出点。
综上所述,I/O总数可为36,则选用三菱公司的F1)60MR型PC,其中I:36;O:24。将手动程序和自动程序分别编出相应的独立的程序段,用条件跳转指令进行选择。其中设置一段公用程序,当系统从自动工作方式切换到手动工作方式时,将移位寄存器M100和表示连续工作方式的M200复位,否则在返回自动逐个方式时可能会出现错误的动作。
4结论
机器人技术的发展成为工业自动化的一个象征,在现代化大生产中应用广泛。本文实例说明用机器人技术改造传统生产线切实可行;用机器人机构学理论推导出装卸机械手运动学方程可以准确地控制手部的位置和姿态;抓重较大的机械手可以考虑用液压系统作为动力,采用PC(可编程控制)控制器对机械手进行顺序控制,可以实现手动控制、自动控制即单步、单周期和连续工作方式。从设计制造出的结果表明,该机械手结构简单、控制性能良好、成本低,满足生产线的要求,而且可将其运用于柔性制造系统,大大提高了设备利用率。在生产实际中,对改进生产线及提高生产率有重大的帮助。
参考文献:
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YF-ED-J2183 可按资料类型定义编号 奇妙的噪声控制技术实用 版 In Order To Ensure The Effective And Safe Operation Of The Department Work Or Production, Relevant Personnel Shall Follow The Procedures In Handling Business Or Operating Equipment. （示范文稿） 二零XX年XX月XX日
奇妙的噪声控制技术实用版 提示：该解决方案文档适合使用于从目的、要求、方式、方法、进度等都部署具体、周密，并有很强可操作性的计划，在进行中紧扣进度，实现最大程度完成与接近最初目标。下载后可以对文件进行定制修改，请根据实际需要调整使用。 噪声是干扰和影响人们正常工作、生活、 学习的声音，随着社会生产水平和人民 物质文化生活水平的不断提高，人们对从 各方面控制和消除噪声的要求越来越强烈， 因此降低噪声，是环境保护和劳动保护的 一项重要课题。 目前，国外在噪声治理方面进展较快，提 出了一系列奇妙的噪声控制技术，有些 早已付诸实施，效果甚佳。美国等一些国 家的专家提出的“反噪声”技术就是十分新 颖的。美国希格比教授利用这一技术，成
功地处理了大柴油机的低频噪声振动。即用一组传感器将检测到的柴油机噪声信号输入计算机，然后，计算机对这种声音进行分析并把“反噪声”信号通过一组密布在发动机表面的喇叭发送出来，这样柴油机就完全“沉寂”了。国外一些电气公司最近还研制了一种特制耳机，这种耳机由一个微型的拾音器和一个通话器组成。进入耳机的声音由拾音器送入一个小小的电气箱里接受分析，并测出了它的噪音成份类型。这时便产生一个“反噪声”信号，这个信号与噪声的频率一致，但声波相位恰恰相反。两者由于干涉而相互抵消。使用这种特制的耳机，可将噪声降低到５０分贝左右。这种耳机在美国和欧洲至少有６家公司正在销
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要。 车辆噪声控制问题的复杂程度剧增,主要体现在噪声控制方向的模糊性、广泛性,以及各类噪声来源与车辆整体噪声水平之间的弱相关性。这里需要指出,由车身壁板结构振动辐射的噪声,在车内空间建立声场并与车身结构振动相耦合,其噪声能量主要集中在低频。对于这类噪声,特别是在20～200Hz的频段内,给人的主观感受是一种所谓的“轰鸣声”,即通常所说的“Booming”,能造成司乘人员强烈的不适感。在如此低的频段内,常规的吸声降噪措施几乎无效。目前,主动消声技术尚不成熟,由于其用做控制声源的大体积低频扬声器的空间布置受到限制,亦不能很好地实现工程应用。事实上,对Booming的控制仍是目前世界性的难题。 当前,同档次车型在常规性能方面的综合性价比越来越接近且均已达到较高水平,因此,提高车辆噪声控制水平已成为新的竞争焦点和技术发展方向。在此背景下,车辆的NVH(Noise/Vibration/Harshness)性能正逐渐演变为重要的设计指标,这也是用户所关心的整车性能指标之一。汽车噪声控制水平必将
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来，这样柴油机就完 全“沉寂”了。国外一些电气公司最近还研制了一种特制耳机，这种耳机由一个微型 的拾音器和一个通话器组成。进入耳机的声音由拾音器送入一个小小的电气箱里接受 分析，并测出了它的噪音成份类型。这时便产生一个“反噪声”信号，这个信号与噪 声的频率一致，但声波相位恰恰相反。两者由于干涉而相互抵消。使用这种特制的耳 机，可将噪声降低到５０分贝左右。这种耳机在美国和欧洲至少有６家公司正在销 售，已广泛用于航空上。美国威斯康星州一厂家已生产出一种可放在空气管道中，以 减轻工业电风扇和加热器叶片及空调系统噪声的反噪声装置。纽约的反噪声专家前不 久宣称，他们为汽车制造的电子消声器，能在不减弱发动机性能和燃烧率的情况下抑 制发动机的隆隆声。加州一研究小组研制了一种电子计算机操作
汽车噪音的控制措施及控制技术 随着汽车工业的发展，汽车给世界带来了现代物质文明，但同时也带来了环境噪声污染等社会问题。至此汽车噪声控制日益引起人们的关注，尤其近几年来，作为汽车乘坐舒适性的重要指标，汽车噪声也会在很大程度上反映出生产厂家的设计水平及工艺水平，噪声水平成为衡量汽车质量的重要标志之一，因此控制汽车噪声到最低水平也是追求的方向.汽车噪声通过声辐射的方式传到车外、车内，为了达到国家规定的噪声标准，需要控制车辆外部噪声；随着现代汽车对乘坐的舒适性和行使安全性的要求越来越高，需要降低车辆内部的噪声。车内噪声过大会影响汽车的舒适性、语言清晰度，甚至影响驾驶员和乘客的心理、生理健康，如果驾驶员长期处于噪声环境中容易引起疲劳造成交通事故和生命危险；车外噪声过大会影响路人的身心健康。因此只有掌握车辆噪声产生机理采取对症下药就显得非常必要了。 1.噪声的产生机理 车辆噪声主要是发动机噪声，按其产生的机理可以分为结构振动噪声和空气动力噪声。 1.1空气动力噪声 凡是由于气体扰动以及气体和其他物体相互作用而产生的噪声称为空气动力噪声，它包括进气噪声、排气噪声、风扇噪声。进气噪声的主要成分通常包括：周期性压力脉动噪声、涡流噪声、气缸的亥姆霍兹共振噪声和进气管的气柱共振噪声；排气噪声是
汽车及其发动机中能量最大的最主要的噪声源，它的噪声往往比发动机整机噪声高10~15dB(A)，因此降低排气噪声是主要的；风扇噪声在空气动力噪声中，一般小于进、排气噪声，特别是近几年来，一些车辆装设车内空调系统及排气净化装置等原因，使发动机罩内温度上升，风扇负荷加大，噪声变得更加严重。 1.2结构振动噪声 发动机的每一个零件在激振力的作用下发生振动而辐射的噪声，根据激振力的不同可以分为燃烧噪声、机械噪声、液体动力噪声三类。燃烧噪声是指气缸燃烧压力通过活塞、连杆、曲轴、缸体等途径向外辐射产生的噪声；机械噪声是发动机的零部件作往复的运动和旋转运动产生的周期力、冲击力和撞击力对发动机结构激振产生的噪声；液体动力噪声是发动机中液体流动产生的力对发动机结构激振产生的噪声。此外，由于机械撞击、摩擦和机械载荷的作用，车内装备的运动部件也会产生振动和车内噪声。 综上所述，噪声源是由多方面引起的，它与车身结构的固有频率、振型、阻尼等模态参数有着密切的关系。 2.噪声的控制措施 在汽车发动机中,柴油机的燃烧噪声在总噪声中占有很大比例。目前所研究的降噪措施主要有: (1)采用隔热活塞以提高燃烧室壁温度,缩短滞燃期,降低空间雾化燃油系统的直喷式柴油机的燃烧噪声。如尼莫尼克镍基合
多智能体的振动噪声前馈主动控制技术 DOI：10.16385/jki.issn.1004-4523.2017.01.009 引言 与振动噪声主动控制发展的长久历史、人力物力的大量投入相比，主动控制技术的实用化进程目前还没达到人们最初的预期，主要原因是很多研究成功的主动控制系统在稳定性、通用性、安装维护便利性等方面存在某一项或几项缺点，严重制约了它们的推广应用。由此考虑综合多智能体技术与自适应前馈算法建立振动噪声主动控制系统，以期解决上述难题，实现以车厢、机舱等为研究背景的复杂封闭空间智能降噪。 智能体能在特定环境下感知环境，并能自治地运行以代表其设计者或使用者实现一系列目标的实体或计算程序。智能体具有自治性、主动性和社会性等特性，被看成是多智能体系统的微观层次，可以实施要求一定“智商”的特定的功能；而有关智能体问的关系研究则构成多智能体系统的宏观层次，其特点在于通过对各层次智能体的组织与协作，完成那些需要更高灵活性、环境适应性以及柔性的综合功能。目前基于多智能体的控制技术正受到控制学术界和工程应用界极大关注。 在振动噪声控制研究领域中，控制算法是至关重要的。有源声控制普遍采用自适应前馈FxLMS（Filtered-x Least Mean Square，x 滤波最小均方）算法，并且基于此算法的产品已推向
市场。振动噪声主动控制大多也采用该算法。它的缺点是鲁棒性 差、对控制通道误差敏感，因此对它的性能分析和改进一直是热点问题。同时，由于复杂结构与声场耦合导致的高维动态系统、恶劣变化的环境、问接传感机制以及尚不完善的建模工具所必然导致的物理模型不确定性等诸多因素的影响，使得控制系统的通用性和稳定性成为其能否应用于实践的关键因素。目前，振动噪声主动控制领域用到的算法还有：鲁棒H^控制理论、遗传算法等，但需要克服它们计算量大、实时性差等缺点。本文综合自适应前馈FxLMS空制算法及其智能体的智能应激反应算法形成控制器的核心软件部分，以解决不确定性干扰导致的系统自适应和稳定性等问题。另外，智能体的模块化及其控制框架的设计可实现系统的强可扩展性。 目前传统振动噪声主动控制大多是在整体系统单一层次进行建模，尽管这种方法设计思路简单明确，但对复杂高维耦合连续分布参数结构系统，实践证明其控制效果并不理想。同时，系统大多采用分布式控制，导致其难以大规模工程应用。因为系统中各控制单元尽管有共同的控制目标，但缺乏交流与合作的灵活性，难以适应复杂耦合系统的稳定状态对随机干扰的敏感性。因此如何解决控制单元和整体控制架构之间的冲突与协调问题成为关键技术。针对复杂耦合系统，国际最新的技术趋势是分布控制若干“机敏单元”，实现对高维耦合系统的动力学特征或过程的控制。本文研究符合这一趋势，提出基于多智能体的振动噪声主动控制技术。智能体之间能
汽车振动噪声与控制文献综述 中国汽车产业已进入内涵式发展的稳健增长期，车型品质的提升已取代产能的增长成为发展的主流，这对汽车的噪声、振动与声振粗糙度(Noise, Vibration, Harshness, NVH)提出日益苛刻的要求，使得汽车NVH性能越来越受到重视，成为衡量汽车品质最重要的指标之一。 前期汽车NVH控制主要集中在发动机、车身等主要系统上，随着这些主要系统的NVH问题得到解决，其研究重心开始转向声品质技术、新能源汽车NVH、车身底盘NVH、制动系和悬架系NVH以及振动主动控制等方面。 汽车的NVH问题可以从三个层面上考虑：接受体（方向盘的加速度或人耳处的声压等，但最终是人对振动噪声的感觉）；传递路径（隔振隔声系统，车身及内饰等）；振动噪声源（发动机/驱动电机、齿轮传动系统、路面不平、风噪声等）。 一、接受体处NVH分析与控制 1.1声品质评价 首先，在对车辆振动与噪声进行分析前需对其NVH状况进行评价。驾驶室内成员处的振动评价相对简单，而人耳对噪声的感知则较为复杂，同时由于汽车车身及底盘技术、汽车发动机技术的突飞猛进，特别是新能源汽车的持续推广，除发动机噪声外，其他排气噪声、传动系噪声、轮胎噪声、空气动力噪声及车身壁板结构振动辐射噪声等，对车辆整体噪声的贡献相对增大，使得车辆噪声控制问题变得更加复杂。 因此，声品质技术应运而生。声品质是指在特定的技术目标或任务内涵中声音的适宜性，声品质中的“声”是人耳的听觉感知，“品质”则是指人耳对声音事件的听觉感知过程，并最终做出的主观判断。人是声品质最终的接受者和最直接的评价者，声品质受到声音固有特性、评价者的生理、心理等各方面的综合影响，因此声品质的研究是一个综合多领域的多学科研究。 声品质主观评价是以人为主体，通过问卷调查或评审团评议的形式，运用试验心理学来研究噪声问题，涉及测试对象选择、噪声准备、听测环境和评价方法
车内噪声控制技术及发展趋势 摘要：分析了汽车车内噪声产生的机理，评述了车内噪声被动控制技术的三个途径，并对主动控制技术在汽车减振降噪领域的应用作了探讨和展望。 关键词：减振；噪声控制；汽车 前言 噪声、振动和舒适性是衡量现代汽车制造质量的一个综合性技术指标，也是世界汽车业各大整车制造企业和零部件企业关注的问题之一。车内噪声影响驾驶员和乘客的身心健康、行车安全以及乘车舒适性。为了提高车辆的舒适性。世界各大汽车公司都对车内噪声水平制定了严格的控制标准，将车内噪声控制作为重要的研究方向。现代汽车既是交通工具，又是人们生活空间的一部分，随着汽车制造水平的提高和消费者对舒适性要求的提高，对汽车噪声控制的研究也越来越深入。因此掌握车内噪声产生机理，采取相应的减振降噪技术加以控制是十分必要的。智能材料结构的出现以及主动控制技术的发展为振动与噪声的控制开辟了新的途径。 1 车内噪声产生机理 汽车车内噪声的来源可以从两个传播途径加以分类，即固体传播和空气传播。具体来讲，根据车内噪声产生的不同振动源和噪声源又可分为以下几种： (1)动力传动系统噪声。发动机燃烧和惯性力引起的振动，传至车身引起弯曲振动和扭转振动，向车内辐射中、低频噪声，发动机运行产生的排气噪声、进气噪声、风扇噪声等。由空气通过车身的孔、缝隙传至车内或通过车身板壁透声至车内，传动系由于质量不平衡及齿轮啮合产生的振动，传至车身引起振动进而辐射中、低频噪声至车内。 (2)路面不平度激励引起的噪声。路面激励通过悬架等引起车身振动造成车内低频噪声。 (3)车轮噪声。由于车轮不平衡引起的振动传至车身引起振动，产生车内低频噪声，轮胎与地面的摩擦声(路噪)通过车底板传到车内。 (4)空气扰动噪声。高速行驶时，汽车冲破空气幕产生的碰撞及摩擦对车身的激励造成车身高频振动．在车内产生高频噪声。 (5)其他噪声。驾驶舱内饰板等部件发生振动产生的内部噪声；空调系统产生的噪声；制动系统产生 的噪声等。 以上可知，固体传播振动通过结构件传播至车身，引起车身的振动，再由车身板壁振动辐射噪声至车内，形成车内噪声；空气传播则将各种噪声源所辐射的噪声通过空气，由车身的缝隙或孔洞传播至车内，形成车内噪声。而对于车身而言，本身结构的固有频率、振型、阻尼等模态参数，对车内噪声的形成有着重要的作用。当外界激励与车身固有频率一致时，车身发生共振，可使噪声放大；同时，车身上外界振动输入点的动刚度对振动能量的输入也有很大影响，在一定程度上影响着车内噪声水平。实践表明，中低频(3O-400Hz)车内噪声主要由固体传播这一途径造成，而高频车内噪声则以空气传播为主。如果能够削弱或消除固体传播，则可使车内噪声大大降低。 2 被动控制技术 被动控制降噪技术多从以下三方面着手：一是消除或减弱声源噪声；二是控制噪声传播途径，阻断固体传播；三是保护噪声接受者。 2.1 消除、减弱噪声源 首先，在开发过程中，必须对汽车进行减振降噪结构设计。目前国外已有用于研究汽车噪声
汽车噪声声音品质主观评价及控制 第一章绪论 1.1 论文研究的背景 随着现代社会的发展以及对高质量生活的不断追求，人们对车辆乘坐的舒适性要求越来越高。车内噪声不仅降低了乘坐的舒适性，还增加了驾驶员的疲劳感，容易使人烦躁，甚至危及行车安全。除此之外，也影响到人们对汽车质量的评价，进一步影响到汽车的销售。因此，如何控制和改善车内噪声就显得尤为重要。 传统的噪声控制，只强调噪声量级的大小，认为噪声级越低越好。为了得到舒适的车内环境，以前主要采取降低车内噪声的声压级的办法。随着研究的不断深入，我们发现传统的声压级不足以描述汽车噪声的全部特征，单纯地降低声压级并不能改善汽车乘坐的舒适性。近年来人们提出了声品质(Sound Quality)：声品质是在特定的技术目标或任务内涵中声音的适宜性。汽车声品质就是在满足人和环境的要求下，寻求符合汽车特性的产品声音。声品质的研究实际上提出了现代噪声控制的理念，即噪声控制不仅仅是消极被动地降低噪声的声压级，而是能够根据顾客的
主观评价，通过合理有效的措施，使特定产品的噪声听上去不仅仅安静，而且尽可能的悦耳，甚至调节噪声至理想状态，并使不同的产品有各自独特的声音特性。除了频率及强度两大因素外，声品质的研究更强调心理声学及非声学因素等的直接影响。 1.2 汽车NVH 研究汽车噪声就要谈到NVH技术，汽车NVH是指汽车的Noise(噪声)、Vibration(振动)和Harshness(舒适性)，主要是研究汽车噪声振动对整车性能及舒适性的影响。 Noise(噪声)是指引起人烦躁而危害人体健康的声音。汽车噪声不但增加驾驶员和乘员的疲劳从而影响汽车的行驶安全，而且对环境造成噪声污染。噪声常用声压级评价，其频率范围在20Hz-20kHz。汽车噪声主要包括结构噪声(车身壁板振动产生的噪声)、辐射噪声(如发动机、排气系统、制动器等辐射的噪声)、空气动力噪声(风噪、空气摩擦车身形成的噪声)等。 Vibration(振动)描述的是系统状态的参量(如位移)在其基准值上下交替变化的过程。汽车低频振动危害驾驶员和乘员的身体健康，同时不良的振动会给汽车零部件带来损坏，影响零部件的寿命。振动是噪声产生的原因，因此，振动和噪声的研究是密不可分的。
车内噪声控制技术及发展趋势 随着人们环保意识的日益增强，降低汽车噪声已成为群众最关心的问题之一。我国在汽车工业发展规划中，已把改善汽车乘坐舒适性、降低车内噪声作为亟待解决的主要问题之一。本文重点论述了车内噪声的主要来源以及传统车内噪声控制技术，并对车内噪声控制技术的发展趋势进行阐述。 标签：车内噪声；控制技术；发展趋势 一、车内噪声的主要来源 1.发动机噪声 发动机噪声包括：发动机工作时产生的进气噪声、排气噪声、冷却风扇噪声、结构噪声等通过空气由车身的缝隙或孔、洞传播至车内而形成的车内噪声；由于发动机燃烧和惯性力矩引起的振动，通过发动机悬架和副车架传动车身，而引起车身弯曲振动、扭转振动等，同时也会引起板件及结构产生局部振动，进一步向车内辐射的中低频噪声。 2.底盘噪声 底盘噪声主要包括：由于轮胎快速滚动对其周围空气形成扰动而产生的轮胎噪声；齿轮系啮合和振动而产生的变速器、驱动桥噪声；旋转和振动传递而产生的传动轴噪声；汽车高速行驶时，空气紊流对车身的激励造成高频振动，并在车内产生的高频噪声；汽车制动时产生的鸣叫声。 3.车身噪声及车内附属设备噪声 车身噪声及车内附属设备噪声包括：由于车身的振动和空气与车身的冲击与摩擦而产生的噪声；空调机或暖风装置工作而产生的噪声。这些噪声源所辐射的噪声，在车身周围空间形成一个不均匀的声场，并向车内传播。 二、传统车内噪声控制技术 1.减弱或消除噪声源的噪声辐射 降低汽车任何声源能量都有利于控制车内噪声，具体途径有：对发声部件采用消声器，对振动部件采用减振器；改善结构设计，降低产生噪声的激振力；采用改进密封元件，通过增加密封压力的方法来消除泄漏气流的间隙；改善车身形状设计，避免空气紊流造成车身高频振动，并在车内产生高频噪声。 2.隔绝声源、振源与车身间的传播途径
https://www.doczj.com/doc/d210328459.html, 车内噪声主动控制技术的研究 徐云峰靳晓雄 （同济大学汽车学院上海 201804） fly10007@https://www.doczj.com/doc/d210328459.html, 摘要：基于国内对汽车车内噪声控制标准的提升，运用目前国内外对噪声主动控制方面的研究成果，结合汽车本身的特点，本文阐述了利用压电陶瓷对车内噪声进行主动控制的研究。并根据车内声学模态对压电陶瓷优化配置方法和基于神经网络的控制策略进行探讨，通过对桑塔纳2000型轿车试验证实了这种主动控制方法的有效性。 关键词：车内噪声，压电陶瓷，主动控制，控制策略 1.前言： 随着国内外汽车技术的发展，车内噪声的控制标准越来越严格，它对汽车噪声控制技术提出了更高的要求。众所周知，传统的噪声被动控制技术较好的解决了车内高频段噪声，而对低频段噪声控制效果不佳。对此我们研究了一种新的噪声控制技术，即基于神经网络的基础上，利用传感器/作动器来进行车内噪声的主动控制。试验研究表明，这种控制技术有效的降低了汽车车内噪声。并且随着信号处理、电子技术的飞速发展和现代控制理论及测试技术的进步，这种噪声主动控制方法有着广泛的应用前景。 2.压电传感器与作动器的配置研究 在压电传感/作动器的配置方面，主要是基于给定的压电传感器与作动器，要求最佳的数据采集与动作位置。先前的研究表明，在振动能量最大点布置传感器，在振动能量最小点布置作动器。以桑塔纳2000型轿车为例分析计算，使用ANSYS软件进行轿车结构振动的声学贡献模拟分析，在要研究的20HZ、25HZ、50HZ频率内，顶棚后部被认为正贡献区域并且其声学贡献较大，所以我们以顶棚作为对象进行振动噪声的控制。然后运用ANSYS软件对轿车顶棚进行模态分析，以掌握其振动特性，并确定待控振动模态。模态分析的部分计算结果如表1所示。 表1 轿车顶棚有限元模态分析结果 阶数（m，n）固有频率（Hz） 1 1，1 26.845 2 2，1 54.214 3 1，2 98.324 4 3，1 142.35 将轿车顶棚简化为四边简支的矩形薄板结构【1】，运用下面的声学辐射效率公式(1)对轿车顶
机械振动理论部分 第一章振动基础理论 1、振动系统的基本元件：弹性元件，惯性元件，阻尼元件 2、解决振动问题的基本方法：解析法和实验法 3、简谐振动的三要素：振幅，圆频率，初相位 4、简谐振动的合成，包括同频率，不同频率公有周期的求解和矢量图的表示 第二章单自由度系统的振动 1、要求掌握单自由度无阻尼系统的自由振动方程，包含计算和分析 2、串联弹簧和并联弹簧的特征及等效弹簧求解公式 3、单自由度有阻尼系统的衰减振动运动方程求解，阻尼固有频率，衰减振动周期及阻 尼比系数的求解 以上内容以作业题和例题为主要复习内容 第三章受迫振动 1、简谐激励作用下系统的受迫振动响应的计算和分析 2、任意激励作用下系统的受迫振动，以例题和作业题为重 3、受迫振动共振的条件激振力频率等于系统的固有频率 4、积极隔振和消极隔振的定义 5、隔振系统的设计，以例题和作业题为重 第四章多自由度系统的振动分析 第五章二自由度系统的振动分析 1、刚度影响系数的求解 2、固有频率和主振型的求解，例题和作业题为重点，会画振型图 3、无阻尼系统对初始条件作用下系统的振动分析，重点掌握结论 4、动力减振器的例题复习 汽车振动与噪声控制复习 汽车发动机的振动分析与控制 1、汽车发动机工作中主要激励源：不平衡惯性力和不平衡惯性力矩 2、针对单缸发动机，由于惯性力矩的作用产生使曲轴旋转的主动力矩，该力矩会激起曲轴的扭转振动。 3、作用在气缸活塞顶部的气体压力对汽车产生什么样的影响？只会使汽车气缸受到拉伸和压缩，不会传到发动机外而去引起汽车振动。 4、往复惯性力Pj和离心惯性力Pr的铅垂分量会使汽车产生（）振动？整车的铅垂振动 5、气体压力Pg和惯性力Pj与活塞对缸壁的压力Pn构成的反转力矩，会产生何种影响？反转力矩将通过发动机支承点传到车架上，整车产生横向摆动，旋转矢量的离心惯性力Pr 的水平分量会传到车架上，引起整车的水平振动。 6、为了减少直列多缸发动机的干扰力和干扰力矩引起发动机和车架的振动，通常采取以下措施来减少或消除这些干扰。（合理布置曲柄间的相互位置、采取有效的平衡方法、点火顺序和采取隔振措施） 7、V型发动机在计算发动机的干扰力和力矩时，需考虑V型气缸的（）。合成系数或V型角 8、振动隔离分为两种：（）和（）。主动隔振和被动隔振
汽车的振动测试技术-标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII
汽车的振动测试技术 汽车供应商们采用先进的振动测试技术来保证汽车在行驶中的安静和平稳。汽车上的零件和组装件必须经受振动可控测试技术的检验。 汽车内部从仪表板到桌椅，从安全气囊传感器到引擎注油泵，诸多零部件都要经过精确振动模式和幅度的测试。 在有些情况下，要用振动测试法验证汽车的各种装置在一般路面条件下不会损坏。在另一些情况下，通过振动测试来识别机械发出的烦人的噪声。 在振动控制的工业中，开发成功的数字信号处理技术有可能在实验室和生产线上制造成更加贴近真实的振动环境。今天，振动测试除了使用随机波、正弦波和冲击波的传统方法，又增加了更加复杂的方法，比如随机波上加正弦波和波形复制。 正如名称所示，随机正弦波是把随机振动与正弦波结合起来形成复杂的振动形式；波形复制振动模仿出真实的汽车振动环境。随机正弦波振动把多个正弦波与具有宽频带的噪声结合在一起。正弦波振动可以是固定的或者是扫描式的谐波或非谐波振动，而且在整个频带内的振动幅度是可变的。就模仿在路面变化行驶中的随机振动的汽车来说，其引擎转速增加或减少时，随机正弦波振动是很好的测试方法。 实际应用 采用随机正弦波振动和波形复制方法对汽车进行测试，可真实地再现汽车行驶中的实际环境，用作设计验证和质量控制。 ?仪表板 许多汽车制造厂对仪表板组件进行振动测试以检查其发出的咯吱声和卡嗒声。这一项是新车购买者可能最不满意的地方，在保证金中占很大份额。 为了测试建造了专用振动台，它不使用风扇，为的是造成清静的环境来验证振动中的仪表板是否有咯吱声和卡嗒声。因为没有通风散热，只能在温升超过工作温度时做短时间的振动测试，然后测试要暂停一会儿让设备冷却下来。 除振动台外，所有能发出噪声的仪器设备，包括振动台的控制器都应放在测试室的列边。遥控面板和显示器要悬挂在测试装置的上面，便于工作人员能听见噪声并控制测试过程。 用于检验咯吱声和卡嗒声的振动模式，由随机波、扫描正弦波和代表负荷的多段波形所构成。其振动幅度要控制在汽车正常行驶中的额定实验值内。为了避免振动过于猛烈。要维修部件并做好紧固工作。 在振动测试中，操作人员起着关键性的作用，例如施加扫描式正弦波来重复加速引擎的振动模式，此时可能要加上几次扫频来发现异常的噪声。由于咯吱声和卡嗒声难于发现起因，操作者必须停止对仪表板做下一步的操作，并且用于动方式来控制振动频率和振幅，检查产生噪音的真正原因。这样才能找到产生噪声的机理，许多设备生产厂也采用这种方法作为质量控制的手段。
《车辆振动与噪声控制》课程教学大纲 课程代码：020242025 课程英文名称：Control of Vehicle Vibration and Noise 课程总学时：32 讲课：26 实验：6 上机：0 适用专业：车辆工程装甲车辆工程能源与动力工程交通运输 大纲编写（修订）时间：2017.5 一、大纲使用说明 （一）课程的地位及教学目标 车辆振动与噪声控制是车辆工程专业、装甲车辆工程、能源与动力工程和交通运输专业的专业选修课。面对激烈竞争的汽车市场，除了提高汽车的各项性能指标和经济指标外，降低汽车振动与噪声，提高汽车运行舒适度已成为现代汽车设计及新技术开发研究的一个重要方面。本课程的主要任务是使学生了解并掌握汽车振动的基本要素；单自由度、二自由度及多自由度振动的基本特性；随机振动的统计特性及汽车的平顺性分析。通过本课程的学习，能培养学生对工程实际问题观察、分析及解决的能力，为从事专业设计与研究打下坚实的基础。 （二）知识、能力及技能方面的基本要求 通过本课程的学习，学生要对本课的基本内容有系统的理解，掌握其基本概念、理论和方法，运用这些理论分析，解决工程实际问题，并达到如下要求： 1．具有建立典型汽车结构力学模型的能力，并能够确定其边界条件和初始条件。 2．掌握模型系统的模态分析与响应分析方法。 （三）实施说明 教师在授课过程中可以根据实际情况酌情安排各部分的学时，课时分配表仅供参考。教师要注重对基本概念、基本方法和解题思路的讲解，以便学生在实际应用中能举一反三，灵活运用。根据专业特点，教师应结合实际问题，在教学过程中注意理论与实际结合，突出实际应用。 （四）对先修课的要求 本课程的先修课程有《高等数学》等相关课程。 （五）对习题课、实验环节的要求 结合有关章节中的重点和难点问题以及典型的问题，安排一定的习题练习，并以讲、练、讨论相结合的方式进行。引导学生对所学内容的基本概念、基本原理和基本方法有更加深入的了解。结合每次课的内容、重点和难点，有针对性的布置与有关实际问题相联系的思考题。 （六）课程考核方式 1.考核方式：考查。 2.考核目标：考核学生对单自由度及多自由度振动基本原理掌握情况，在此基础上掌握模态分析的基本理论。通过对汽车模型的简化，在一定路面激励下，分析汽车的平顺性。 3.成绩构成：本课程的总成绩主要由两部分组成：平时成绩占10%，实验成绩占10%，考试成绩占80%。 平时成绩由任课教师视具体情况按百分制给出。 （七）主要参考书目:
噪声控制技术 教案 魏明宝
绪论 噪声定义：人们不需要的声音。它包括杂乱无章的和影响人们工作、休息、睡眠的各种不协调声音，甚至谈话声、脚步声、不需要的音乐声都是噪声。与人们接触时间最长、危害最广泛、治理最因难的噪声是生活和社会活动所产生的噪声。生活噪声虽然不会对人产生生理危害，但会使人烦噪、心神不定，干扰休息和工作。 1．《噪声控制技术》课程的性质和内容 噪声控制技术是声学理论在环境科学中的应用，是一门迅速发展的边线性应用学科，它涉及机械、建筑、材料、电子、环境、仪器乃至医学等多个领域，呈现多元化的发展趋势。 通过本门课程的学习，培养学生具有噪声控制仪器设备使用、选型和噪声治理方案选择的能力，掌握隔声、吸声、消声及隔振阻尼等控制技术的原理、特点、计算及应用，学会噪声影响评价的原则方法。 2．噪声控制技术的发展 随着社会经济科技的发展，环境问题已被国际社会公认为是影响21世纪可持续发展的关键性问题，而噪声污染更是成为21世纪首要攻克的环境问题之一。人类社会在进步，科技在发展，人们的环境意识也在不断增强。近几年来，在噪声污染控制领域，无论在技术上，还是政策管理方面，都有长足的进步，效果非常显著。从20世纪70年代到90年代，噪声控制技术日益成热，目前世界上常用的噪声控制技术有消声、吸声、消声、隔振阻尼等。主要是在声源、噪声传播途径及接受点上进行控制和处理。从噪声源和振动源上进行噪声控制，既是最积极主动、有效合理的措施，也是工业生产中噪声控制的努力方向之一。 有源降噪技术自1947年美国H．F．奥尔森首次提出后，引起了世界各国的广泛兴趣。1953年，H．F．奥尔森等人又提出了“电子吸声器”，并付之实用。20世纪60一70年代，英、法、苏等国把单个有源消声扩展为多通道系统和组合次级声源，并成功地将其应用于管道消声。1980年，法国特配有微处理的有源泊声器装置应用于2．2kw的实验室柴油机，在20—250Hz范围内可降低噪声20dB 。 近年来，国内不少大专院校、科研设计单位及工厂企业开展了产品低噪声化研究、实践，深入分析研究各种噪声源的发声机理及其传播途径，研制成功并批量生产了20余种低噪声产品．例如低噪声轴流风机、低噪声离心风机、低噪声罗茨鼓风机等。 噪声控制的进步还体现在政策管理方面，我国早在20世纪70年代就特保护环境确立为一项基本国策，并制定了各种环境规划，努力实现经济效益、社会效益和环境效益相统一。近10年来，国家和地方各级政府建立健全了环境保护管理机构、环境监测管理系统以及环保产品质员监督检验体系，颁布了环境噪声污染防治法和各种噪声与振动限值标准及测民方法，使噪声控制有法可依，有标准可循。 3．《噪声控制技术》课程的学习要求和方法 (1)学习要求 《噪声控制技术》是——门理论性和实践性非常强的课程，学习要求如下； ①掌握噪声的产生、传播相接收的原理、噪声的物理量度、噪声的传播特性危害、噪声源的分类、噪声控制的基本途径； ②掌握噪声测设仪器的使用、测点的选择、测量方法的选择、噪声源声功级的测量和声压级差的测量； ③掌握隔声声原理、隔声装置的类型、特点及选择； ④掌握消声原理、消声器的类型、特点及选择；
解决方案编号：YTO-FS-PD355 奇妙的噪声控制技术通用版 The Problems, Defects, Requirements, Etc. That Have Been Reflected Or Can Be Expected, And A Solution Proposed T o Solve The Overall Problem Can Ensure The Rapid And Effective Implementation. 标准/ 权威/ 规范/ 实用 Authoritative And Practical Standards
奇妙的噪声控制技术通用版 使用提示：本解决方案文件可用于已经体现出的，或者可以预期的问题、不足、缺陷、需求等等，所提出的一个解决整体问题的方案（建议书、计划表），同时能够确保加以快速有效的执行。文件下载后可定制修改，请根据实际需要进行调整和使用。 噪声是干扰和影响人们正常工作、生活、学习的声音，随着社会生产水平和人民 物质文化生活水平的不断提高，人们对从各方面控制和消除噪声的要求越来越强烈， 因此降低噪声，是环境保护和劳动保护的一项重要课题。 目前，国外在噪声治理方面进展较快，提出了一系列奇妙的噪声控制技术，有些 早已付诸实施，效果甚佳。美国等一些国家的专家提出的“反噪声”技术就是十分新 颖的。美国希格比教授利用这一技术，成功地处理了大柴油机的低频噪声振动。即用 一组传感器将检测到的柴油机噪声信号输入计算机，然后，计算机对这种声音进行分 析并把“反噪声”信号通过一组密布在发动机表面的喇叭发送出来，这样柴油机就完 全“沉寂”了。国外一些电气公司最近还研制了一种
汽车维修工高级技师论文 汽车车内噪声控制方法研究 姓名：付建伟 日期：2011年8月19日
论文题目：汽车车内噪声控制方法研究 摘要：汽车车内噪声指行驶汽车车厢内存在的各种噪声。车内噪声极易使乘车人员感到疲劳，对汽车的舒适性有着重要影响。本文从系统的观点出发，在分析了国内外汽车 产品的噪声控制技术水平现状以及噪声研究和控制技术方法的基础上，开展了比较 系统的车内噪声控制研究，识别了主要的噪声源和噪声辐射部位，同时，通过本项 目的研究，摸索出了一些行之有效的汽车噪声研究和控制的方法和措施。 关键词：汽车，车内噪声，声源识别，噪声控制，试验研究。 论文内容： 交通噪声是目前城市环境中最主要的噪声源，汽车噪声约占整个交通噪声的75%，是影响其性能和质量的重要指标之一，根据汽车对环境的影响，汽车噪声一般分为车外噪声和车内噪声。车外噪声在很大程度上对外部环境产生生态影响，而车内噪声对乘客舒适性产生影响。 一、国内外汽车噪声状况及控制技术 国外一般对车外噪声有严格的限制标准，至于对车内噪声尚没有严格的标准。在欧洲、美国、日本一些发达国家，汽车加速行驶时主噪声源并不是来自发动机，而是来自胎噪。发达国家对汽车发动机、消声器、变速箱、冷却系等主要噪声源已有深入研究，并且有成熟的理论计算和产品开发设计程序。目前，国外汽车噪声研究和控制的重点已经转向结构振动噪声、轮胎噪声及发动机隔声罩的研究方面，控制技术已普遍达到实用阶段。 国内对车外加速噪声的限制标准制定相对缓慢，自1979年制定了GB1495-79《机动车辆允许噪声》以来一直未做修订，直到2002年才颁布新标准GB1495-2002《汽车加速行驶车外噪声限值及测量方法》，国内对车内噪声没有严格的限制，只对某些星级汽车设置了噪声限值，在国内，发动机噪声仍占汽车噪声的三分之一以上，发动机的减振、降噪成为汽车噪声控制的关键。 对于汽车噪声的控制，不同阶段针对不同噪声源采取的控制措施是不同的。国内汽车的噪声控制技术每个时期都有其侧重点（见表1） 表1不同阶段重点集中发展的控制技术
汽车噪声的控制措施及控制技术 摘要：通过分析汽车噪声的来源和噪声控制的一般方法,提出了降低汽车噪声的一些方法及措施。并简要阐述主动降噪方法和被动降噪方法，论证下各自的优缺点。 关键词：汽车、噪声、控制措施 随着汽车工业的发展，汽车给世界带来了现代物质文明，但同时也带来了环境噪声污染等社会问题。至此汽车噪声控制日益引起人们的关注，尤其近几年来，作为汽车乘坐舒适性的重要指标，汽车噪声也会在很大程度上反映出生产厂家的设计水平及工艺水平，噪声水平成为衡量汽车质量的重要标志之一，因此控制汽车噪声到最低水平也是追求的方向.汽车噪声通过声辐射的方式传到车外、车内，为了达到国家规定的噪声标准，需要控制车辆外部噪声；随着现代汽车对乘坐的舒适性和行使安全性的要求越来越高，需要降低车辆内部的噪声。车内噪声过大会影响汽车的舒适性、语言清晰度，甚至影响驾驶员和乘客的心理、生理健康，如果驾驶员长期处于噪声环境中容易引起疲劳造成交通事故和生命危险；车外噪声过大会影响路人的身心健康。因此只有掌握车辆噪声产生机理采取对症下药就显得非常必要了。 1.噪声的危害分析 经科学研究和长期实践证明,由于噪声的影响,会导致驾驶员神经系统功能下降。例如:条件反射受到抑制,神经末梢受损,震动觉、痛觉功能减退,对环境温度变化的适应能力降低;车辆的震动使手掌多汗,指甲松脆;震动过强时,驾驶员会感到手臂疲劳、麻木、握力下降。长此下去,会使肌肉痉挛、萎缩,引起关节的病变,出现脱钙、局部骨质增长或变形性关节炎。强烈的震动和伴随的噪音长期刺激人体,会使植物神经功能紊乱,出现恶心、呕吐、失眠和眩晕等症状,女驾驶员还会出现月经失调、痛经、流产、子宫脱垂等病症。噪声的危害应引起我们高度的重视。 2.噪声的产生机理 车辆噪声主要是发动机噪声，按其产生的机理可以分为结构振动噪声和空气动力噪声。 2.1空气动力噪声 凡是由于气体扰动以及气体和其他物体相互作用而产生的噪声称为空气动力噪声，它包括进气噪声、排气噪声、风扇噪声。进气噪声的主要成分通常包括：周期性压力脉动噪声、涡流噪声、气缸的亥姆霍兹共振噪声和进气管的气柱共振噪声；排气噪声是汽车及其发动机中能量最大的最主要的噪声源，它的噪声往往比发动机整机噪声高10~15dB(A)，因此降低排气噪声是主要的；风扇噪声在空气动力噪声中，一般小于进、排气噪声，特别是近几年来，一些车辆装设车内空调系统及排气净化装置等原因，使发动机罩内温度上升，风扇负荷加大，噪声变得更加严重。
噪声控制技术和设备的发展现状和展望 随着噪声污染的日趋严重，噪声控制技术的研究及设备的开发也得到迅速发展，世界发达国家的噪声控制设备的产值平均以10－15％的速度增加，我国在93年噪声振动控制设备产值已达到6.2亿元，“八五”期间用于噪声治理的工程费用达到9.2亿元，上述产值尚不包括配套的噪声振动控制设备，预计我国配套的噪声振动控制设备产值20亿左右。高速运输系统和工具等一些新出现的噪声源和计算机、数字处理、新材料等技术发展使噪声控制技术、设备的研究与开发既面临挑战，又提供了机遇。噪声控制技术和设备已开始进入规范化、标准化、系列化和配套化阶段。噪声控制技术和设备的研究和开发已取得很大进展，但应看到仍有一些技术不够成熟，需进一步研究的问题仍然很多。 1、噪声控制工程和设备的评价技术 1） 噪声控制工程 评价方法总的可以分类为噪声发射（noise emission）、噪声照射（noise immission）和噪声暴露（noise exposure）.噪声发射主要适用于评价各类噪声源，经常采用的评价量有A计权声功率级（LwA）和某一特定声学环境和距离的声压级（LpA）。声功率级LwA适合于评价固定机械设备，LpA适合评价汽车、火车等运输工具。噪声照射主要适用于环境噪声和工业噪声的控制工程效果和声质量，经常采用的量是A计权等效声级（LpAeq）。噪声暴露主要适合于评价人的噪声总暴露剂量和人的听力保护，经常采用的评价量A计权等效声级（LpAeq）。噪声照射和噪声暴露评价应考虑脉冲声和纯音修正（DLI和DLr），考虑脉冲的纯音修正后的评价量为评价声级（LpAr）。ISO已在近几年建立了这样的噪声评价体系，并贯穿在整个ISO有关噪声标准中（1）。 2） 消声器 消声器测量评价方法虽然多年以来就进行很多研究工作，但仅在近几年才形成为标准化和系列化的方法，包括试验室测量方法、现场测量方法和无气流静态测量方法（表1）。试验室测量方法可以准确地测量一定气流速度、温度和压力条件的倍频带或1/3倍频带的插入损失（DIL）、总压力损失（△P）和气流再生噪声（LW）,通常具有较好的试验结果再现性。但其缺点是对于某些消声器，很难模拟现场的高温、高压、高速气流和声源阻抗，因而造成和实际应用效果之间的测量误差。无气流静态方法适合小型消声器和消声器模型消声特性的研究开发，测量评价量是倍频程或1/3倍频程插入损失（DIL）和A计权插入损失。现场测量方法由于声源阻抗、气流状态和实际一致，其测量和实际工程效果有较好一致性。各类消声器，包括放空排气消声器、内燃机消声器等，均可找到合适的现场测试条件。但对消声器的空气动力性能、气流再生噪声测量，现场测量方法却往往不能胜任。在上述系列标准的基础上，还有一些专业性消声器试验标准，例如汽车、内燃机、气动工具等消声器试验方法。考虑到这些消声器的特殊要求，例如动力损失，油耗、容积等因素，这些规范都规定了一些具体的实验技术条件。这些实验方法对消声器设计者有更大的指导意义。我国在这个领域的试验方法很不系统，今后应特别加强这方面工作。