0 引 言
隨著汽車(chē)工業(yè)的迅速發(fā)展,人們對(duì)于汽車(chē)的舒適性和振動(dòng)噪聲控制的要求越來(lái)越嚴(yán)格。據(jù)國(guó)外有關(guān)資料表明,城市噪聲的70%來(lái)源于交通噪聲,而交通噪聲主要是汽車(chē)噪聲。它嚴(yán)重地污染著城市環(huán)境,影響著人們的生活、工作和健康。所以噪聲的控制,不僅關(guān)系到乘坐舒適性,而且還關(guān)系到環(huán)境保護(hù)。然而一切噪聲又源于振動(dòng),振動(dòng)能夠引起某些部件的早期疲勞損壞,從而降低汽車(chē)的使用壽命;過(guò)高的噪聲既能損害駕駛員的聽(tīng)力,還會(huì)使駕駛員迅速疲勞,從而對(duì)汽車(chē)行駛安全性構(gòu)成了極大的威脅。所以噪聲控制,也關(guān)系到汽車(chē)的耐久性和安全性。因此振動(dòng)、噪聲和舒適性這三者是密切相關(guān)的,既要減小振動(dòng),降低噪聲,又要提高乘坐舒適性,保證產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)性,使汽車(chē)噪聲控制在標(biāo)準(zhǔn)范圍之內(nèi)。
1 噪聲的種類(lèi)
產(chǎn)生汽車(chē)噪聲的主要因素是空氣動(dòng)力、機(jī)械傳動(dòng)、電磁三部分。從結(jié)構(gòu)上可分為發(fā)動(dòng)機(jī)(即燃燒噪聲),底盤(pán)噪聲(即傳動(dòng)系噪聲、各部件的連接配合引起的噪聲),電器設(shè)備噪聲(冷卻風(fēng)扇噪聲、汽車(chē)發(fā)電機(jī)噪聲),車(chē)身噪聲(如車(chē)身結(jié)構(gòu)、造型及附件的安裝不合理引起的噪聲)。其中發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲占汽車(chē)噪聲的二分之一以上,包括進(jìn)氣噪聲和本體噪聲(如發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng),配氣軸的轉(zhuǎn)動(dòng),進(jìn)、排氣門(mén)開(kāi)關(guān)等引起的噪聲)。因此發(fā)動(dòng)機(jī)的減振、降噪成為汽車(chē)噪聲控制的關(guān)鍵。
此外,汽車(chē)輪胎在高速行駛時(shí),也會(huì)引起較大的噪聲。這是由于輪胎在地面流動(dòng)時(shí),位于花紋槽中的空氣被地面擠出與重新吸入過(guò)程所引起的泵氣聲,以及輪胎花紋與路面的撞擊聲。
2 噪聲要求
歐洲的法規(guī)規(guī)定,從1996年10月起,客車(chē)的外部噪聲必須從77dBA降到74dBA,減少了一半噪聲能量,到本世紀(jì)末進(jìn)一步降低到71dBA。日本的法規(guī)規(guī)定,小型汽車(chē)在今后十年內(nèi)噪聲標(biāo)準(zhǔn)控制在76dBA以下。國(guó)內(nèi)的一些大城市也計(jì)劃在2010年交通干線的噪聲平均值控制在70dBA以內(nèi)。而據(jù)國(guó)內(nèi)目前有關(guān)資料表明,國(guó)內(nèi)的大客車(chē)的噪聲許可值則不得超過(guò)82dBA,輕型載貨車(chē)為83.5dBA。由此可見(jiàn),我國(guó)在車(chē)輛噪聲控制方面還得狠下工夫。
3 噪聲評(píng)價(jià)
噪聲評(píng)價(jià)指標(biāo)主要是指車(chē)內(nèi)、外的噪聲值和振動(dòng)適應(yīng)性。評(píng)價(jià)方法可分為主觀評(píng)價(jià)和客觀評(píng)價(jià)。影響汽車(chē)噪聲主觀評(píng)價(jià)的主要因素是舒適性、響度和確定性,例如可以利用語(yǔ)義微分法進(jìn)行主觀評(píng)價(jià)。在客觀評(píng)價(jià)時(shí),可以采用PCNM噪聲測(cè)量裝置測(cè)量試驗(yàn)進(jìn)行分析;此外模擬技術(shù)中的有限元法(FEM)和邊界元法(BEM)也被廣泛應(yīng)用。
4 噪聲的控制
根據(jù)噪聲產(chǎn)生和傳播的機(jī)理,可以把噪聲控制技術(shù)分為以下三類(lèi):一是對(duì)噪聲源的控制,二是對(duì)噪聲傳播途徑的控制,三是對(duì)噪聲接受者的保護(hù)。其中對(duì)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及降低發(fā)動(dòng)機(jī)部位對(duì)激振力的響應(yīng)等,即改造振源和聲源。但是對(duì)噪聲源難以進(jìn)行控制時(shí),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(chē)的減振降噪水平與整車(chē)的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、可靠性及強(qiáng)度、剛度、質(zhì)量、制造成本和使用密切相關(guān)。
4.1 發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)與噪聲
降低發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲是汽車(chē)噪聲控制的重點(diǎn)。發(fā)動(dòng)機(jī)是產(chǎn)生振動(dòng)和噪聲的根源。發(fā)動(dòng)機(jī)的噪聲是由燃料燃燒,配氣機(jī)構(gòu)、正時(shí)齒輪及活塞的敲擊噪聲等合成的。