汽车噪声的产生及控制浅析

尚勇

摘 要：汽车噪声的产生，不仅关系到乘员的乘坐舒适性，因为一切噪声源于振动，因此它还关系到汽车的使用寿命，从而对汽车行驶安全性构成极大的威胁。本文从汽车的基本构造出发，分析其产生噪声的主要因素，并针对性提出改进措施，期待能够提高汽车的乘坐舒适性及驾乘安全。

关键词：噪声；舒适性；振动；驾乘安全

前沿

伴随着汽车工业的快速发展，人们追求汽车的乘坐舒适性要求越来越高。据有关机构统计分析，在城市环境噪声污染中，機动车噪声污染最为严重，约占60%，它严重影响着人们身心健康，所以汽车噪声的控制，不仅关系到乘坐舒适性，而且还关系到我们人类生活的自然环境保护。同时，我们都知道一切噪声源于振动，振动产生噪声，更严重的是对于机械部件，振动能够引起某些部位的疲劳损坏，从而降低该部件的使用寿命，降低汽车的机械部件可靠度，对汽车行驶安全性构成了极大的威胁。过高的噪声既能损害驾驶员及周边行人的听力，还会使驾驶员迅速产生疲劳感，也关系到汽车的安全性。振动、噪声、舒适性及安全性这四者紧密相关，既要减小振动，降低噪声，又要提高乘坐舒适性及驾乘安全，使汽车噪声控制在标准范围之内，提高产品的性价比，提升产品的竞争力。

1 汽车噪声分类

汽车的噪声主要是由发动机等机械构件工作噪声、轮胎与地面行驶摩擦声、汽车冲破空气产生的碰撞摩擦声）及车身内饰板等部件发生震动产生的噪音等组成，同时随着汽车科技含量的提高，汽车电子电磁工作所产生的噪声比例也在着不增加。因此总结可知，汽车噪声产生的主要因素即空气动力、机械传动、电器电磁三部分。从汽车结构上可分为发动机噪声（除发动机体发出的机械声外，还包括进气系统噪音，即高速气体经空气滤清器、进气管、气门进入气缸，在流动过程中，会产生一种很强的气动噪音），底盘噪声（即传动系噪声、各部件的连接配合引起的噪声），电器设备噪声（冷却风扇噪声、汽车发电机噪声），车身噪声（车身上的金属构件在外力作用下产生震动而产生噪音）。其中发动机噪声占汽车噪声的50%以上，因此发动机的减振、降噪成为汽车噪声控制的关键。

2 噪声法规要求及评价指标

根据《汽车加速行驶车外噪声限值及测量方法》（GB 1495-2002）规定，从2005年1月1日以后生产的客车，要求汽车额定功率小于150kw以下的，噪声许可值则不得超过80dB（A）；汽车额定功率大于等于150kw的，噪声许可值则不得超过83dB（A）。GB 1495-2002主要参考了ECE Reg.No.51和ISO 362，而欧洲的法规要求从1996年10月起，客车的外部噪声必须从77dB（A）降到74dB（A），到2000年末进一步降低到71dB（A）。

噪声评价指标主要是指车内、外的噪声值和振动适应性。评价方法可分为主观评价和客观评价。客观评价可以从响度、抖动强度、粗糙度、尖锐度、语言清晰度和音调度6个声学参数评价，可以采用PCNM噪声测量装置测量试验进行分析。主观评价时，按 GB 1495-2002中的附录A进行。

3汽车噪声产生分析及控制方法

根据汽车噪声的产生机理，我们把噪声控制技术分为三类：一是对噪声源的控制，二是对噪声传播途径的控制，三是对噪声接受者的保护。其中对噪声源的控制是最根本、最直接的措施，包括降低噪声的激振力等，即改造振源和声源。但是对噪声源难以进行控制时，就需要在噪声的传播途径中采取措施，例如吸声、隔声、消声、减振及隔振等措施。汽车的减振降噪水平与整车的动力性、经济性、可靠性及强度、刚度、质量、制造成本和使用密切相关。

3.1发动机的振动与噪声

发动机是产生振动和噪声的重要根源。降低发动机噪声是汽车噪声控制的重点。发动机的噪声除由配气机构、正时齿轮及活塞的运动敲击产生的机械声外，还会有进气系统噪音，即高速气体经空气滤清器、进气管、气门进入气缸，在流动过程中产生的一种很强的气动噪音。

（1）发动机本体机械噪声

降低发动机本体机械噪声就要改造振源和声源，如优化设计，选用柔和的燃烧工作过程，提高机体的结构刚度，采用严密的配合间隙，降低汽缸盖噪声，在油底壳上增设加强筋和横隔板，以提高油底壳的刚度，减少振动噪声。另外，给发动机涂阻尼材料也是一个有效的办法。阻尼材料能把动能转变成热能，进行阻尼处理的原理就是将一种阻尼材料与零件结合成一体来消耗振动能量，它的采用能明显地减少共振的幅度，加快自由振动的衰减，降低各个零件的传振能力，增加零件在临界频率以上的隔振能力。

（2）进气噪声

进气噪声是发动机的主要空气动力噪声源之一，它是由进气门的周期性开启与闭合而产生的压力起伏变化而形成的，随发动机转速的提高而增强，其噪声频率成分主要集中在200HZ以下的低频范围。与此同时，当气流以高速流经进气门流通截面时，产生湍流脱体，导致高频噪声的产生，主要集中在1000HZ以上的高频范围。降低进气噪声最有效的方法是采用进气消声器，如有阻性消声器（吸声型）、抗性消声器（膨胀型、共振型、干涉型和多孔分散型）和复合型消声器，根据研究消声量可超过20dB（A）。

3.2底盘传动系噪声

传动系噪声来源于变速齿轮啮合引起的振动和传动轴旋转振动。一般采取的措施是：一是选用低噪变速器，二是发动机与变速箱及后桥主减速器等部件与底盘用橡胶垫进行柔性连接，从而达到隔振的目的；三是控制转动轴的平衡度，降低扭转振动。

另外，汽车在高速行驶时，轮胎也是产生噪声的一个重要来源，其主要有轮胎花纹间隙的空气流动和轮胎四周空气扰动构成的空气噪音、胎体和花纹部分震动引起的轮胎震动噪音及路面不平造成的路面噪音。选用有合理花纹的子午线轮胎是降低轮胎噪声的有效方法。对于轮胎的材料而言，使用更富有弹性且柔软度高的橡胶，可制造出低噪的轮胎。endprint

3.3车身噪声

车身的噪声主要是空气动力噪声，车身上的金属构件由于在外力作用下产生震动而产生的噪音，其随着车速的提高，噪声也就越来越大。同时车身噪声还会由以下原因造成，如整车板金工艺和使用铁皮厚度不够，车顶钣金过薄，引起与车身的共振，组装或设计不良引起的各种杂音（常见的螺丝松动和减震橡胶垫老化）。因此，提出了如下方案来改善车身噪声：一是对车身进行流线型设计，实现光滑过渡；二是在车身与车架之间采用弹性元件连接；三是进行室内软化，如在顶棚及车身内蒙皮间使用吸声材料。

3.4 电器设备噪声

汽车电子噪音非常低，但随着汽车科技含量的提高，汽车电子元器件占整车的构成比列在逐步增加，因此其产生的噪声比例也将逐步增加。目前汽车的电气设备噪声主要有风扇噪声和发电机噪声。

4结语

对汽车噪声的控制，除了在设计上使用优化方法和零件的优化选用以外，还可以对噪声进行主动控制，如利用电子消声系统产生与噪声相位相反的声波，使两者的振动相互抵消，以降低噪声，这也將是未来汽车噪声控制业的同行们的努力方向。

从国家标准于欧洲法规的对比可知，我国的汽车噪声法规修订速度极慢，噪声限值过于宽松，没有跟上国际法规的变化。目前，国内的一些大城市计划将市区交通环境噪声平均值控制在70dB（A）以内，这对我们汽车行业的噪声控制工作者来说，降噪工作所面临的形势非常严峻；但对噪声控制业的同行们来说，确是一次发展机遇。相关行业噪声控制限值标准的提高，有利于提高我国汽车产品的技术水平。加快与国际汽车行业接轨的步伐！

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