汽车噪声与振动
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汽车车身噪声与振动控制技术汽车在行驶过程中会产生各种各样的噪声和振动,这些噪声和振动不仅会影响驾驶者的舒适性,还有可能导致车辆的损坏以及对周围环境造成污染。
因此,控制汽车车身噪声和振动成为了汽车制造商和工程师们的重要任务之一。
随着科技的进步,汽车车身噪声与振动控制技术也得到了长足的发展。
1. 汽车噪声和振动的来源在了解和掌握噪声和振动控制技术之前,我们首先需要了解噪声和振动的来源。
汽车车身噪声和振动主要来自于以下几个方面:1.1 发动机噪声和振动:汽车的发动机是噪声和振动产生的主要源头之一。
机械运转和爆炸过程会产生很大的噪声和振动。
1.2 路面噪声和振动:汽车在行驶过程中,轮胎和地面的摩擦会产生噪声和振动。
1.3 车辆空气动力学噪声和振动:汽车在高速行驶时,车身与空气的相互作用也会产生噪声和振动。
1.4 车辆骨架噪声和振动:车辆的车架、车身等部件之间的连接和振动也会引起噪声和振动。
2. 噪声和振动控制技术为了降低汽车车身噪声和振动,汽车制造商采用了许多控制技术。
以下是一些常见的噪声和振动控制技术:2.1 降噪材料的应用:制造商在汽车的车身、座椅和地毯等区域采用吸音材料和隔音材料,以吸收和隔离噪声。
2.2 噪声和振动的隔离:通过改善车辆的悬挂系统和减震系统,阻止噪音和振动传递到车身。
2.3 发动机和排气系统的优化:优化发动机和排气系统的设计,减少机械运转和爆炸过程中产生的噪声和振动。
2.4 车身结构的优化:改善车身结构和连接方式,降低车辆骨架噪声和振动。
3. 新技术在噪声和振动控制方面的应用随着科技的不断发展,还有一些新的技术在汽车车身噪声和振动控制方面得到了应用。
3.1 主动噪声和振动控制技术:该技术使用传感器和控制器,对车辆的噪声和振动进行实时监测和控制,以达到降低噪声和振动的效果。
3.2 振动能量回收技术:该技术利用车辆行驶时产生的振动能量,将其转化为电能并储存起来,从而减少能量浪费和噪声产生。
汽车NVH介绍1.NVH现象与基本问题2.噪声与振动源3.NVH传递通道4.NVH的响应与评估5.NVH试验6.NVH的CAE分析7.NVH开发8.汽车声品质动态性能静态性能汽车的性能❑汽车的外观造型及色彩❑汽车的内室造型、装饰、色彩❑内室及视野❑座椅及安全带对人约束的舒适性❑娱乐音响系统❑灯光系统❑硬件功能❑维修保养性能❑重量控制❑噪声与振动(NVH )❑碰撞安全性能❑行驶操纵性能❑燃油经济性能❑环境温度性能❑乘坐的舒适性能❑排放性能❑刹车性能❑防盗安全性能❑电子系统性能❑可靠性能NVH 是汽车最重要的指标之一汽车所有的结构都有NVH问题☐车身☐动力系统☐底盘及悬架☐电子系统☐……在所有性能领域(NVH,安全碰撞、操控、燃油经济性、等)中,NVH是设及面最广的领域。
什么是NVH?NVH : N oise, V ibration and H arshness⏹噪声Noise:●是人们不希望的声音●注解: 声音有时是我们需要的●是由频率, 声级和品质决定的●频率范围: 20-10,000 Hz⏹振动Vibration●人身体对运动的感觉, 频率通常在0.5-200 Motion sensed by the body,mainly in .5 hz-50 hz range●是由频率, 振动级和方向决定的⏹不舒服的感觉Harshness●-Rough, grating or discordant sensation为什么要做NVH?☐NVH对顾客非常重要⏹NVH的好坏是顾客购买汽车的一个非常重要的因素. ☐NVH影响顾客的满意度⏹在所有顾客不满意的问题中, 约有1/3是与NVH有关. ☐NVH影响到售后服务☐约1/5的售后服务与NVH有关决定NVH的因素顾客的要求政府法规公司的需要和技术能力竞争车NVH –车速–发动机转速的关系动力系统(P/T) NVH路噪Road Noise风噪Wind Noise车速Vehicle speedSpeed1030507090110130150Wind NVH Road NVHPowertrain NVHPowertrain NVH DominanceRoad NVH DominanceWind NVH Dominance路面及动力系统的振动Road & P/TVibration路面及动力系统的噪声Road & P/T Sound风激励噪声Wind Noise 动力系统的声品质P/T Sound Quality0 Hz100 Hz250 Hz800 Hz5000 Hz NVH与频率的关系多通道分析源-通道-接受体模型⎛jP iF P ⎪⎭⎫⎝⎛jP P ⎪⎭⎫ ⎝P源通道源接受体源源源通道通道Interior Sound & VibrationNoise path 1Noise path 2Noise source 1Vibration source 1Noise source 2Noise source N ……Vibration source 2Vibration source N……Vibration path 1Vibration path 2Vibration path …Noise path …•源–动力系统–风–路面–其他•通道–底盘–车身–内饰–其他•接受体–耳朵–手–脚–座椅1.NVH现象与基本问题2.噪声与振动源3.NVH传递通道4.NVH的响应与评估5.NVH试验6.NVH的CAE分析7.NVH开发8.汽车声品质源: 动力系统NVH动力系统PowertrainPowertrainPowerplantDrivelineExhaustIntakeMountEngineTransmission动力总成Powerplant发动机噪声源机械振动与噪声◆曲轴系统◆凸轮轴系统◆链,齿轮,皮带◆非燃烧引起的冲击◆附件燃烧噪声☐活塞载荷☐气缸盖载荷☐曲轴轴承载荷流动噪声•进气•排气•风扇024680.20.40.60.811.21.41.61.8R e s p o n s e @ I n e r t i a M引起的问题☐曲轴共振☐曲轴的应力集中和断裂曲轴扭转振动阻尼器Damper 1.橡胶阻尼器2.液压阻尼器变速器啸叫•T.E. vs. Gear NoiseX aX bGear Mesh❑齿轮制造精度不够❑齿轮匹配对中不好❑齿轮材料不好啸叫的原因:齿轮啮合不好变速器敲击啸叫的原因:❑曲轴扭振❑传动轴系转速波动❑变速器齿轮间隙控制不好01000020000300004000050000600000100200300400500600700Crank Angle (degrees)F o r c e M a g n i t u d e (N )MB1 Mag Excite MB1 Mag JOA MB2 Mag Excite MB2 Mag JOAMB3 Mag Excite MB3 Mag JOA MB4 Mag ExciteMB4 Mag JOA动力总成NVH❑动力总成的弯曲模态❑动力总成的辐射噪声❑悬置位置的振动❑附件的振动及辐射噪声启动噪声发动机缸盖15CM处CM5_CB10改进前浪迪_K14五菱_B12CM5_CB10改进后改进方案为:1、加强飞轮2、飞轮启动齿轮不倒角3、加大飞轮启动齿圈直径变速箱分动器后传递轴后驱动桥后半轴前传递轴前驱动桥前半轴支撑轴承万向节传递轴系的NVH☐第一阶传递轴激励☐传递齿轮啸叫☐2阶激励r O AB 1. 齿轮啮合2. 轴的不平衡3. 由十字连接引起的2阶激励进气系统和排气系统的NVH排气系统进气系统TailpipeOrifice 歧管的设计与声品质1进气总管23654进气系统NVH空滤器❑进气口噪声❑壳体的辐射噪声四分之一波长管谐振腔排气系统的NVH控制指标❑挂钩传递到车体的力❑排气尾管噪声❑壳体辐射噪声控制方法:☐消音器的设计☐波纹管/球连接的选择☐。
汽车发动机的燃烧噪声与振动控制在现代社会,汽车已经成为人们生活中不可或缺的一部分。
然而,汽车的发动机燃烧噪声和振动给人们的驾驶体验带来了一定的困扰。
为了提高汽车的舒适性和安静性,对汽车发动机的燃烧噪声和振动进行控制是至关重要的。
本文将从发动机噪声和振动的原因入手,探讨一些常见的噪声和振动控制技术。
一、噪声的来源和控制1.1 燃烧噪声燃烧噪声指的是发动机在燃烧过程中产生的噪声。
这种噪声主要源于燃烧室内的高温高压气体和燃油的燃烧不完全。
燃烧噪声可以通过以下控制手段来减少:(1)改善燃烧室设计:优化燃烧室结构和燃烧室内的气流分布,提高燃烧效率,减少噪声的产生。
(2)提高燃油的喷射技术:采用先进的燃油喷射技术,如直接喷射和多点喷射等,可以使燃油燃烧更充分,减少噪声的产生。
(3)降低排气温度:通过增加散热器的面积和改进冷却系统,有效降低排气温度,减少噪声的散发。
1.2 机械噪声机械噪声是指发动机内部机械零部件运动时产生的噪声。
这种噪声的主要来源有曲轴、连杆、凸轮轴等部件的运动和摩擦声。
机械噪声可以通过以下控制手段来减少:(1)优化零部件的材料和制造工艺:选择高强度、低噪声的材料,并采用精密加工工艺,降低摩擦噪声。
(2)加装隔音材料:在发动机的关键部位加装隔音材料,如凸轮轴盖、曲轴箱等,有效降低机械噪声。
(3)减震措施:采用减震器和隔振装置,减少机械振动,进而降低机械噪声。
二、振动的来源和控制2.1 内燃机的振动内燃机的振动主要来自于排气脉动和不平衡力。
由于内燃机的工作过程是不连续的,燃烧的脉动力会给发动机带来一定的振动。
此外,由于内燃机各零部件的质量分布和工作时的力分布不均匀,也会导致发动机的振动。
内燃机的振动可以通过以下控制手段来减少:(1)改善配气系统:通过优化进气和排气系统的设计,使排气脉动减小,有助于降低内燃机的振动。
(2)平衡旋转部件:对内燃机旋转部件进行平衡处理,减少不平衡力,降低振动的产生。
汽车振动噪声测量实验报告一、实验目的汽车振动噪声测量实验的主要目的是探究汽车行驶时所产生的振动和噪声,并通过测量分析来找出其产生原因,以便进行相应改进。
二、实验原理1.振动:在汽车行驶过程中,由于路面不平整或车辆本身设计缺陷等原因,会产生不同频率和幅度的振动。
这些振动会通过底盘传递到车内,给乘客带来不适感。
2.噪声:汽车行驶时所产生的噪声来源较多,包括发动机、轮胎与路面摩擦、风阻力等。
这些噪声也会通过底盘传递到车内,影响乘客舒适度。
3.测量方法:为了准确测量汽车振动和噪声,需要使用专业仪器进行测试。
常用仪器包括加速度计、麦克风、频谱分析仪等。
加速度计用于测量振动信号,麦克风用于测量声音信号,频谱分析仪则可将信号转化为频谱图以便进一步分析。
三、实验步骤1.准备工作:确保测试车辆处于正常工作状态,所有仪器已经校准并连接好。
2.振动测量:使用加速度计对车辆进行振动测量。
将加速度计固定在底盘上,并进行数据采集。
通过数据分析,可以得出车辆在不同路况下的振动情况。
3.噪声测量:使用麦克风对车辆进行噪声测量。
将麦克风放置在车内,并进行数据采集。
通过数据分析,可以得出车辆在不同路况下的噪声情况。
4.信号分析:将振动和噪声信号转化为频谱图,并进行进一步分析。
通过频谱图可以找出信号中存在的主要频率和幅度,以及其产生原因。
5.改进措施:根据分析结果,制定相应的改进措施,例如更换悬挂系统、降低发动机噪声等。
四、实验结果与分析经过实验测量和信号分析,我们发现汽车行驶时所产生的主要振动频率为10Hz-50Hz,而噪声主要来自于发动机和轮胎与路面摩擦。
针对这些问题,我们可以采取以下措施进行改进:1.更换悬挂系统,提高车辆稳定性和舒适度。
2.降低发动机噪声,采用消音器等降噪设备。
3.改善路面状况,减少轮胎与路面摩擦产生的噪声。
五、实验结论通过本次汽车振动噪声测量实验,我们深入了解了汽车行驶时所产生的振动和噪声,并通过测量分析找出了其产生原因。
汽车振动与噪声实验报告实验目的1.熟悉声传感器和两种加速度传感器,并区分两种加速度传感器。
2.学会对声传感器和加速度传感器进行标定3.了解Snyergy数据采集仪的简单操作4.学会用两种穿感觉分别测量汽车的振动与噪声,并将结果进行对比分析实验框图1.标定声传感器将声传感器与发声装置相连,并与采集仪相连,打开发声仪器发展单位声波并开始采集信号。
采集前要进行数据初始化,选择相应的通道,并对相应的单位进行设置。
根据说明书参考值预设要标定的系数,采集图像,选取较平整的一段图像放大,寻找最大波峰值和最小波谷值,理想值应为±1.414,如实验得到数的绝对值小于1.414则将系数调大重新测量,否侧将系数调小,反复尝试至采得值在±1.414左右即标定完成。
2.标定奇士乐加速度传感器将奇士乐加速度传感器与振动装置相连,并与采集仪相连,打开振动装置发出单位振动频率并开始采集信号。
采集前要进行数据初始化,选择相应的通道,并对相应的单位进行设置。
根据说明书参考值预设要标定的系数,采集图像,选取较平整的一段图像放大,寻找最大波峰值和最小波谷值,理想值应为±1.414,如实验得到数的绝对值小于1.414则将系数调大重新测量,否侧将系数调小,反复尝试至采得值在±1.414左右即标定完成。
3.标定BK437加速度传感器将BK437加速度传感器与电荷放大器相连,在通过电荷放大器连接到采集仪。
根据说明书对电荷放大器参数进行预设为0.91,然后进行数据采集。
采集前要进行数据初始化,选择相应的通道,并对相应的单位进行设置。
采集图像,选取较平整的一段图像放大,寻找最大波峰值和最小波谷值,理想值应为±1.414,如实验得到数的绝对值小于1.414则将电贺放大器的参数调小重新测量,否侧将参数调大,反复尝试至采得值在±1.414左右即标定完成。
4.测量汽车内噪声和发动机振动分别将加速度传感器布置在汽车发动机上,将声音采集器布置与驾驶室内,连接设备并进行仪器调试,分别观察汽车在怠速情况下和加速情况下振动频率图像和噪声频率图像,并通过软件进行傅里叶变换进行频域分析。
汽车怠速车内噪声与振动评级和测量方法嘿,咱今儿就来聊聊汽车怠速车内噪声与振动评级和测量方法这档子事儿。
你说这汽车啊,有时候就像个会跑的大嗓门怪兽,要是它在怠速的时候还嗡嗡响个不停,那可真够让人头疼的。
这噪声和振动,就像是车里藏着的小捣蛋鬼,时不时就出来捣乱一下。
那咱怎么给这些小捣蛋鬼评级呢?这就好比给学生打分一样。
咱得有个标准,看看它们到底有多调皮。
比如说,声音大不大呀,振动厉不厉害呀。
咱可以把它们分成不同的等级,就像考试成绩有优秀、良好、及格啥的。
那怎么测量呢?嘿,这就有讲究啦!咱不能随随便便拿个东西就测,得用专门的工具。
就好像你要量身高,不能拿根绳子随便比划比划吧,得用尺子才行。
测量噪声,有专门的仪器,能把声音的大小准确地测出来。
测量振动呢,也有相应的设备,能告诉你车子抖动得有多厉害。
你想想看,要是咱开车的时候,车里安静得跟图书馆似的,那多舒服呀!可要是像在工地一样吵吵闹闹,那可不得烦死啦!所以说,这个评级和测量方法可重要啦,它能让咱知道车子到底好不好。
就好比你去买苹果,你得看看苹果红不红、大不大、甜不甜吧?这汽车怠速车内噪声与振动评级和测量方法,就是咱判断车子这个“大苹果”好不好的标准。
咱再打个比方,要是你家旁边有条大马路,每天车来车往吵得你睡不着觉,你肯定希望那些车都安安静静的吧?这就需要汽车厂家在生产的时候,好好关注这个问题,把车子的噪声和振动控制好。
而且啊,这噪声和振动可不光是影响咱开车的心情,时间长了对咱的身体也不好呢!就像你总在一个吵闹的环境里待着,耳朵能好受吗?所以啊,这个评级和测量方法真的是很重要呢!咱平时开车的时候,也可以留意一下车子的声音和抖动情况。
要是感觉不对劲,就像你身体不舒服会去看医生一样,赶紧去检查检查车子。
可别小瞧了这些小问题,不及时处理,说不定以后会变成大麻烦呢!总之啊,汽车怠速车内噪声与振动评级和测量方法,这可不是什么可有可无的东西。
它关系到咱开车的舒适性和健康呢!咱可得重视起来,让咱的车子都能乖乖地不吵不闹,安安稳稳地带着咱到处跑!。
新能源汽车功率电子系统的噪声与振动控制随着环境保护和能源消耗问题的日益凸显,新能源汽车正成为全球汽车行业的热门话题。
然而,新能源汽车的发展面临着许多挑战,其中之一就是功率电子系统的噪声与振动控制问题。
本文旨在探讨新能源汽车功率电子系统的噪声与振动控制方法,以提高驾乘体验和推动新能源汽车的进一步发展。
1. 噪声与振动的影响新能源汽车中的功率电子系统包括电动机驱动器、逆变器等部件,它们在工作过程中会产生噪声和振动。
这些噪声和振动不仅对车辆的驾乘舒适性有影响,还可能对其他车载电子设备的正常工作产生干扰。
因此,降低功率电子系统的噪声与振动是提高车辆整体性能和可靠性的重要一步。
2. 噪声与振动的原因分析噪声与振动的产生主要源于功率电子器件的工作原理和结构造成的电磁力和机械振动。
在电子器件中,电工化学过程、电磁力、温度变化等因素都会引起振动和噪声。
此外,功率电子系统中的电源和散热器等部件也可能造成振动和噪声。
3. 噪声与振动控制方法为了降低功率电子系统的噪声与振动,可以采用以下方法:(1) 材料选择与设计优化:选择合适的材料以降低振动和噪声产生的概率,通过优化设计减少组件之间的摩擦和机械不稳定性。
(2) 振动隔离与消除:采用隔振材料或隔振结构来减少传导振动的路径,降低振动对车辆内部其他部件的干扰。
(3) 噪声和振动的传导途径控制:通过调整和优化电子器件的布置和连接方式,减少噪声和振动的传导到车辆结构的路径。
(4) 散热与降温技术:控制功率电子器件的工作温度,减少温度变化引起的热膨胀和机械振动。
(5) 振动和噪声的检测与反馈控制:通过传感器等装置对振动和噪声进行实时监测,并通过反馈控制系统调整工作参数,以达到降低噪声和振动的目的。
4. 未来发展趋势随着新能源汽车技术的不断发展,功率电子系统的噪声与振动控制也将得到进一步改善。
未来的发展趋势包括使用更高性能的材料、结构与设计优化、智能化的振动与噪声控制系统等。
同时,随着电动汽车的推广,电动汽车功率电子系统噪声与振动控制的标准和法规也将逐渐完善。
汽车气动噪声和振动的控制第一章汽车气动噪声的成因及控制汽车气动噪声指的是由汽车在行驶过程中产生的空气流动引起的噪音。
汽车的速度、车身形状、车窗、轮毂等都会影响汽车产生气动噪声的大小和频率。
另外,气动噪声还会产生震动,影响车辆的乘坐舒适性和行驶稳定性。
为了降低汽车气动噪声的水平,汽车制造商采用了多种技术。
其中,最常见的是降低车身前沿和车窗的风阻,以减少气流的干扰;通过优化车身设计,如采用可调光顶、翼子板和后扰流板,来改善车身流线,减轻空气噪音;并且,使用吸音材料包裹车辆其内部的结构件以降低汽车内部空间所反射的气动噪声级别。
第二章汽车振动的成因及控制汽车振动指的是由引擎和传动系统所产生的振动,这些振动从引擎和传动系统传递到车架、悬挂、轮胎和车身等部位,影响车辆的乘坐舒适性和行驶稳定性。
为了降低汽车振动的水平,汽车制造商采用了多种技术。
其中,最常见的是使用发动机技术,例如改善发动机的平衡性、采用低噪音高效降噪器和防振器等提高引擎性能。
而其余的技术包括采用更好的悬挂系统、更高效的轮胎和电子控制系统等。
第三章未来汽车气动噪声和振动的控制技术随着汽车工业的不断发展,控制汽车气动噪声和振动的技术也在不断创新。
新技术不仅可以控制噪声和振动水平的提高,还可以提高汽车的安全性、燃油效率和环保性。
例如,主动悬挂系统可以根据路面状况自动调节承载力和阻尼,从而提高车辆的稳定性和乘坐舒适度,并有效地消除悬挂系统引起的振动和噪声。
此外,主动噪声控制技术和电子隔音技术可以减少并消除汽车的气动噪声和机械噪声,从而提高车辆的静音性能。
总结控制汽车气动噪声和振动是现代汽车制造中必须面对的问题。
汽车制造商采用多种技术,包括车身优化设计、发动机技术、悬挂系统和电子控制系统等,来提高汽车的行驶稳定性和乘坐舒适度。
而未来技术的不断创新,如主动悬挂系统和主动噪声控制技术等,将帮助汽车制造商实现更高的噪声和振动控制水平,并提高汽车的性能、燃油效率和环保性。
汽车动力系统噪声与振动控制技术研究汽车动力系统噪声与振动控制技术研究汽车是现代社会不可或缺的交通工具,而汽车动力系统噪声和振动问题一直是制约汽车行驶舒适性和安全性的因素。
因此,汽车动力系统噪声和振动控制技术的研究一直是汽车工业领域的热点之一。
汽车动力系统噪声和振动的来源主要包括发动机、变速器、传动轴、驱动桥等部件。
这些部件在运转过程中会产生各种噪声和振动,其中发动机是主要的噪声和振动源。
发动机的噪声和振动主要来自于燃烧过程、气门机构、曲轴连杆机构、活塞环等部件的运动。
为了控制汽车动力系统的噪声和振动,目前主要采用以下几种技术:1. 声学设计技术声学设计技术是通过优化汽车发动机和车身的结构设计来降低噪声和振动。
例如,在发动机的进气和排气系统中加装消音器、在发动机周围安装隔音材料等措施可以有效地降低发动机的噪声和振动。
2. 主动噪声控制技术主动噪声控制技术是通过在汽车内部安装传感器、控制器和扬声器等设备来实现噪声的反相干涉,从而达到降低噪声的目的。
这种技术可以有效地降低低频噪声,但对高频噪声的控制效果较差。
3. 振动控制技术振动控制技术是通过在汽车结构中安装减振器、阻尼器等装置来消除振动。
例如,在发动机和变速器之间加装减振器、在车身结构中加装阻尼材料等措施可以有效地降低汽车的振动。
除了以上技术外,还有一些新兴的技术正在逐渐应用于汽车动力系统噪声和振动控制中,如无源噪声控制技术、智能材料技术等。
无论采用哪种技术,汽车动力系统噪声和振动控制都需要进行精确的测试和分析。
目前,常用的测试方法包括模态分析、频响分析、传递路径分析等。
这些测试方法可以帮助工程师了解汽车动力系统中各部件的振动特性,进而优化设计和控制方案。
总之,汽车动力系统噪声和振动控制技术是汽车工业领域中不可或缺的一部分。
随着科技的不断进步,相信未来会有更多更先进的技术被应用于汽车动力系统噪声和振动控制中,为人们创造更加舒适、安全的出行环境。
汽车噪声与振动概述:随着汽车发动机功率的不断提高,噪声与振动的问题日渐突现出来,开始成为汽车开发工程中的主要问题之一。
在汽车界,人们在讨论噪声与振动时,常用的一个词就是NVH,即是噪声(Noise)、振动(Vibration)和不舒适(Harshness)三个英文单词首字母的简写。
汽车噪声振动有两个特点,一是与发动机转速与汽车行驶速度有关,二是不同的噪声振动源有不同的频率范围。
在低速时,发动机是主要的噪声和振动源,在中速时,轮胎与路面的摩擦是主要的噪声和振动源,而在高速时,车身与空气之间的摩擦变成了最主要的噪声和振动源。
近年来汽车噪声振动问题研究现状行驶汽车的噪声包括发动机、底盘、车身以及汽车附件和电气系统噪声。
发动机噪声是汽车的主要噪声源。
在我国,车外噪声中发动机噪声约占60%左右。
1.发动机噪声发动机噪声按其机理可分为结构振动噪声和空气动力性噪声。
1.1结构振动噪声通过发动机外表面以及与发动机外表面刚性连接件的振动向大气辐射的噪声称为结构振动噪声或者称为表面辐射噪声。
根据发动机表面噪声产生机理,结构振动噪声又可分为燃烧噪声、机械噪声以及液体动力噪声。
燃烧噪声的发生机理相当复杂,主要是由于气缸内周期性变化的压力作用而产生的,与发动机的燃烧方式和燃烧速度密切相关。
机械噪声是发动机工作时各运动件之间及运动件与固定件之间作用的周期力、冲击力、撞击力所引起的,它与激发力的大小和发动机结构动态特性等因素有关。
一般在低速时,燃烧噪声占主导地位;在高转速时,由于机械结构的冲击振动加剧而使机械噪声上升到主导地位。
车用发动机的辐射噪声频率范围主要在500~3000Hz内,而其主要噪声辐射部件的临界频率大致在500—800Hz范围内。
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称为液体流动噪声,如冷却系中水流循环对水套冲击产生的噪声。
1.2空气动力性噪声空气动力性噪声直接向大气辐射噪声源,即由于空气动力学的原因使空气质点振动产生的噪声。
空气动力噪声包括进、排气噪声和风扇或风机噪声。
排气噪声是发动机的最大声源,进气噪声次之。
风扇噪声也是发动机的主要噪声源之一。
排气噪声由周期性排气、涡流和空气柱共鸣噪声组成。
周期性排气噪声是排气门开启时一定压力的气体急速排出而产生;涡流噪声是高速气流通过排气门和排气管道时产生的;空气柱共鸣噪声是管道中空气柱在周期性排气噪声的激发下发生共鸣而产生。
对于发动机噪声的评价,除考虑其辐射噪声能量总水平外,还应考察以下噪声特性:噪声级及其随发动机工作状态的变化关系、发动机周围空间各点噪声级数值的分布状态、空间各点的噪声频谱以及发动机工作过程各阶段的瞬时声压级。
通过这些信息,不但可以比较和评价发动机辐射噪声的大小,还可以深入研究辐射声能频率的分布情况,判断发动机工作循环中辐射声最大的阶段,以便分析产生高噪声的原因,提高噪声控制措施并比较和评价这些措施的有效性和经济上的合理性。
2.底盘噪声汽车底盘结构固体声源产生噪声主要是传动系噪声和轮胎噪声。
传动系噪声频率为400—2000Hz。
其中齿轮传动的机械噪声是主要部分。
齿轮噪声以声波向空间传出的仅是一小部分,大部分则是变速器驱动桥的激振使各部分产生振动而变为噪声。
按声源的激励性质不同,轮胎噪声主要产生机理可分三大类:(1)气流声机理。
随着轮胎的滚动,在与路面接触区,花纹沟内空气不断被吸入与挤出,由此形成“空气泵”噪声,这是横向花纹的一种主要噪声机理。
此声源为起伏变化的气体,属气流噪声。
(2)机械声机理。
由胎面花纹块撞击路面、轮胎结构的不均匀性以及路面的不平性等因素激发机械噪声,是光面胎及纵向花纹的主要噪声源。
(3)滤波放大机理。
轮胎与路面接触处形成喇叭口几何体,对上述噪声起着滤波放大作用。
另外,胎面花纹沟与路面所围管道内的空气共振以及轮胎花纹块离开路面处形成的赫姆霍兹共振效应主要为袋状沟的噪声机理。
3.车身噪声车身噪声主要是由于汽车加速行驶时空气流过汽车表面和孑L道时产生的噪声。
该噪声主要来源于气流有明显折弯的地方,在该区域内气流分离,分离区内旋涡脱落,形成噪声。
噪声控制的基本技术降低声源噪声是噪声控制的最根本、最直接和最有效的途径。
首先必须识别出噪声源,弄清声源产生噪声的机理和规律,然后改进机器设计方案和结构,降低产生噪声的激振力,降低发声部件对激振力的响应,从而达到根治噪声的目的。
降低发声部件对激振力的响应包含2层意思,其一是分析辨别机器主要辐射噪声的部件或表面,改善激振力源到该部位的传递特性,使之对激振力具有较小响应;其二是降低噪声辐射表面的声辐射系数,使同样大小的振动所辐射的噪声能量更小,常用措施是改善辐射表面的结构形状和附加一些内损耗系数较大的阻尼材料。
常用的噪声振动控制技术包括吸声、隔声、消声、隔振和阻尼减振,也称为无源控制技术。
1.吸声降噪在任何有限空间内,噪声源辐射噪声形成的声场都包含直达声和混响声。
如果在噪声源周围的有限空间内布置一些可吸声的材料,就会降低声能的反射量,使混响声大大降低,从而达到降噪目的。
采用吸声材料进行声学处理是最常用的吸声降噪措施。
工程上具有吸声作用并有工程应用价值的材料多为多孔性吸声材料,而穿孔板等具有吸声作用的材料,通常被归为吸声结构。
多孔材料主要吸收中高频噪声,大量研究和实验表明:多孔性吸声材料,如矿棉、超细玻璃棉等,只要适当增加厚度和容重,并结合吸声结构设计,其低频吸声性能也可以得到明显改善。
吸声结构的吸声机理就是利用赫姆霍兹共振吸声原理。
当声波入射到赫姆霍兹共振吸声器的入口时,容器内口的空气受到激励,产生振动,容器内的介质压缩或膨胀变形。
当赫姆霍兹共振吸声器达到共振时,其声抗最小,振动速度最大,对噪声的吸收也最大。
吸声材料主要用于发动机壳体,吸收和降低其声辐射效率。
在汽车发动机罩壳体内侧表面使用吸声材料时,500Hz以上区域,车室内噪声可降低2—3dBA。
发动机罩内侧吸声层一般是以玻璃纤维和毛毡系为吸声材料的基体材料,用非织物进行表面处理,背后设计成空气层结构。
2.隔声降噪声波在传播途中,遇到匀质屏障物时,由于介质特性阻抗的变化,使部分声能被屏障物反射,一部分被屏障物吸收,只有一部分声能可以透过屏障物辐射到另一空间,透射声能仅是入射声能的一部分。
通过反射与吸收,降低噪声的传播。
隔声构件隔声量的大小与隔声构件的材料、结构和声波的频率有关。
常见的基本隔声结构有单层壁和双层壁两种。
最简单的隔声结构是单层均匀密实壁,如钢板、铅板、砖墙、钢筋混泥土墙等。
试验发现,单层壁的隔声量与壁的单位面积质量有密切关系。
单位面积质量越大,其隔声量越高,同样厚度的钢板比铝板隔声效果好,同样的材料,结构厚度大的隔声效果好,这个规律称为隔声的质量定律。
双壁层是在双列平行的单层壁之间保留一定尺寸的空气层。
一般情况下,双层墙比单层匀质墙隔声量大5~10dBA;如果隔声量相同,双层墙的总重比单层墙减少2/3—3/4。
这是由于空气层的作用提高了隔声效果。
其机理是当声波透过第一层墙时,由于墙外及夹层中空气与墙板特性阻抗的差异,造成声波的两次反射,形成衰减,并且由于空气层的弹性和附加吸收作用,使振动的能量衰减,然后再传给第二层墙,又发生声波的两次反射,使透射声能再次减少,因而总的透射损失更多。
隔声法常用的隔声装置有隔声罩、隔声室和隔声屏。
在汽车中一般采用发动机罩将辐射噪声强烈的发动机遮蔽起来。
根据隔声罩的封闭范围可分成3种形式:全隔声罩、半隔声罩和局部隔声罩。
全隔声罩可用于发动机组降噪。
国际上已经成功设计出低噪声机组。
汽车驾驶室和客车车厢都属于这类隔声装置。
在高速公路两旁可以采用声屏障来抑制交通噪声对两旁居民的干扰。
3.阻尼降噪对于金属薄板振动辐射的噪声,常采用阻尼降噪技术。
阻尼是指系统损耗能量的能力。
从减振的角度看,就是将机械振动的能量转变成热能或其他可以损耗的能量,从而达到减振目的。
阻尼技术就是充分运用阻尼耗能的一般规律,从材料、工艺、设计等各项技术发挥阻尼在减振方面的潜力,以提高机械结构的抗振性,降低机械产品的振动,增强机械与机械系统的动态稳定性,减少因机械振动产生的声辐射,降低机械噪声。
此外,阻尼还可以使脉冲噪声的脉冲持续时间延长,降低峰值噪声强度。
衡量材料阻尼特性的参数是材料损耗因子,大多数阻尼材料的损耗因子随环境条件变化而变化,特别是温度和频率对损耗因子具有重要影。
向。
4.空气动力噪声的控制。
消声器能有效阻止或减弱噪声向外传播,是控制空气动力性噪声的主要技术措施。
在空气动力机械的输气管道中或进、排气口上安装合适的消声器,就能使进、出口噪声降低20—50dBA。
因此,消声器广泛用于各种风机、内燃机、空气压缩机、燃气轮机及其它高速气流排放的噪声控制中。
汽车噪声控制工程的基本过程:(1)噪声现状评价、声源分离和主要声源识别。
噪声源的分离技术包括整车加速噪声分离的道路试验与整车、主要总成噪声分离的台架试验。
表面声源识别技术包括铅覆盖法、声强法等近场测试方式,声振相关分析、功率流分析技术、统计能量分析技术。
(2)主要声源的发生、传播机理分析和控制措施研究。
(3)控制措施的实施、效果验证、总结评估。
目前国内各类车型噪声较大。
只要控制噪声方法得当,正确识别声源,采用基于试验分析技术和解析分析技术的汽车噪声控制方法,可以降低汽车噪声。
但随着噪声标准的提高,要降低汽车噪声达到新的国标困难很大,必须在现有技术的基础上提高研究和检测手段。
从汽车振动与噪声控制方面看,主要进行以下工作。
(1)提高噪声声源检测手段,解决运动中多个声源的检测问题。
如高速列车、汽车运动中的噪声源依次通过声波束时,系统应能测量噪声的声源强度,并能给出三维的噪声声源分布。
在汽车行驶中区别发动机、轮胎、排气和空气动力学噪声等检测问题。
(2)研究汽车智能子系统,减少汽车振动,降低汽车噪声。
(3)研究汽车在多场耦合作用下,噪声产生机理,减少多场作用产生的噪声(4)从系统理论出发,研究车一路一人的噪声传播机理,研究低噪声路面、低噪声轮胎和隔声设备以降低汽车噪声对人类的影响。
2.整车振动平顺性的研究发展动态汽车动力传动系由动力总成、传动轴、驱动桥总成组成,是车辆振动和噪声的重要来源。
基于车辆振动学可将动力传动系振动分为弯曲振动和扭转振动,主要因为发动机和路面周期性振动的频率与动力传动系的固有频率接近时导致共振。
这种振动不仅影响动力传动系的正常运转产生噪声,还会引起车身的垂直振动、纵向角振动和侧倾振动。
因此,建立动力传动系的振动分析模型,寻求降低振动的影响措施, 是整车振动的重要研究课题之一。
依据系统的动能和势能不变的原则,将振动系统简化为由无弹性的惯性盘和无质量的弹性轴组成的当量系统,测定各零部件的结构参数建立相应的力学和数学模型计算扭振的固有特性。