探讨商用车驾驶室减振降噪技术

叶青 文颖 李少鹏

摘 要：随着我国各领域经济的不断发展，商用车的数量每年都在持续的增加。而对商用车驾驶员进行调查后发现，驾驶室内的噪声污染对其驾驶舒适度以及对路况以及车辆行驶的判断能力都有一定的影响。文章就商用车驾驶室噪声的产生原因进行简单的分析，并提出一些减震降噪技术的应用，为商用车的应用提供一点建议。

关键词：商用车;驾驶室噪声;减振降噪;技术

中图分类号：U462.1  文献标识码：A  文章编号：1671-7988（2020）06-78-03

Abstract： With the continuous development of China's economy in various fields， the number of commercial vehicles continue to increase every year. After the investigation of commercial vehicle drivers， it is found that the noise pollution in the driving room has a certain influence on their driving comfort， road conditions and driving judgment ability. This paper makes a simple analysis on the causes of the cab noise of commercial vehicles， and puts forward some applications of shock and noise reduction technology to provide some Suggestions for the application of commercial vehicles.

Keywords： Commercial vehicle; Cab noise; Vibration and noise reduction; Technology

CLC NO.： U462.1  Document Code： A  Article ID： 1671-7988（2020）06-78-03

前言

汽車在行驶过程中，驾驶室会产生强烈的振动和噪声，这不仅影响驾驶员本身驾驶的舒适度，还会影响其对路况以及车辆行驶的把握。可能会造成驾驶效率降低，严重的还会造成不必要的损失和伤亡[1]。尤其是商用车，随着其数量的不断增加，驾驶室内的噪声问题也引起了相关部门的重视。为了对商用车驾驶室噪声问题进行解决，需要对其产生的原因进行分析，并给出合理的解决措施。

1 噪声的产生

对商用车驾驶室噪声进行分析后发现，导致噪声的原因，一是车体振动造成的噪声，二是驾驶室内空腔传播造成的噪声。三是由于驾驶室密闭不严造成的噪声。

1.1 车体振动造成的噪声

1.1.1 电机运转产生的噪声

商用车的电机功率相对比较大，在运转过程中，机器零部件连接之间会产生振动，由电机牵动各系统进行运作，高频率的噪声，会传导至驾驶室，给驾驶员造成严重的影响[2]。

1.1.2 车辆行进产生的噪声

商用车在行驶过程中，受到鲁抗的影响以及驾驶速度的影响，都会产生很大的噪声。

1.2 驾驶室空腔传播造成的噪声

驾驶室内的空腔传播噪声，与商用车的生产过程有关。根据成本的考虑，加上商用车本身的结构特点，在进行生产设计时，使用的材料刚度有限。因此在受到外部噪声干扰后，不能有效的隔离，从而在驾驶室内造成空腔噪声[3]。

1.3 驾驶室密闭不严造成的噪声

在商用车行驶过程中，空气传播、风声等外部噪声比较大，由于在车辆生产时，存在密闭不严的问题，噪声通过空气传播至驾驶室内，会造成噪声污染。

2 驾驶室减振降噪技术的应用

通过对驾驶室噪声产生的原因进行分析后发现，要想改善这一情况，需要从三方面入手，一是要减少车辆本身电机以及行驶过程中产生的噪声，可通过使用先进的阻尼材料来解决;二是要采用壁板结构改进的方式，对驾驶室内壁板材料的刚度进行提升;并合理使用吸声技术;三是要加强对商用车驾驶室的密封性进行提升。

2.1 使用先进的阻尼材料，减少车辆本身产生的噪声

商用车本身对驾驶室造成的噪声，可以通过采用先进的阻尼材料来处理产生噪声的振动部件。对机械部件表面进行阻尼处理，可以实现结构优化，减少共振，以达到抗振减噪的目的[4]。用在商用车中，主要应用范围是一些受弯振动且厚度正常的汽车零部件表面。

（1）阻尼材料

目前，比较先进的阻尼材料包括宽温域高性能阻尼材料，这种高聚物阻尼材料以高聚物的粘弹性为主要特点，可以将外场作用能力转化为热能进行消耗。其特有的分子链运动可以产生内摩擦作用，将声音和机械振动转化为热能，具有较好的减振降噪效果。还有一种高阻尼涂料，通过对空间曲面结构的改变达到阻尼效果。这种材料通过利用高分子材料粘弹性，将车辆本身的振动转化为热能，可以降低驾驶室内的振动幅度，同时具有吸声作用，目前已经被广泛应用在汽车制造中[5]。还包括沥青以及橡胶两种粘弹性比较高的阻尼材料。目前，橡胶类阻尼材料在商用车制造中的使用比较少，通过将这种材料进行应用，可以改变驾驶室结构，有效的减振降噪。而采用沥青材料，可以通过与其他辅助材料进行结合利用，大面积的应用在机械设备以及驾驶室壁板等部位，可以有效的隔离噪声，减少机械设备以及车身振动[6]。

（2）阻尼处理

对商用车表面进行阻尼处理，主要是通过自由阻尼处理和约束阻尼处理来实现。自由阻尼处理是通过将驾驶室壁板表面粘贴厚度合适的粘弹性阻尼材料来实现，其外侧表面处于自由状态，形成自由阻尼层。驾驶室表面出现振动，阻尼表面也会随之振动，当发生拉扯变形时，受到阻尼材料内部交变应力的影响，会将机械能转化为热能，从而将振动和噪声进行转化、削弱。而约束阻尼处理，则是在自由阻尼层的基础上，再加一层弹性层。根据将弹性层的弹性模量设置超出阻尼层的方式，来实现其作用。约束阻尼处理的材料一般选择薄铁皮或者铅皮。阻尼层随着商用车运动一起出现弯曲振动时，阻尼层会出现相应的弯曲变形，而弹性层的设计，则会对阻尼层的拉伸变形进行抑制[7]。以沥青材料为例，其应用在驾驶室噪声的控制中，具有较好的阻尼效果。将其用在商用车驾驶室后壁板的阻尼处理中，驾驶室声功率值会明显下降，再利用约束阻尼进行表面处理后，声功率值进一步下降。对其原因进行分析后发现，约束阻尼处理，阻尼层出现拉扯变形过程中，约束层会同时承受剪切变形的压力，在此过程中，会消耗较大的热能，使机械能更好的转换成热能被消耗。因此，在对驾驶室由于车辆本身的结构和运动造成的噪声进行研究时，采用对驾驶室顶板和后壁板进行约束阻尼的处理，使降低噪声的最有效方法。

2.2 采用提高壁板刚度和吸声的方式，降低驾驶室内的噪声

2.2.1 提高壁板刚度

驾驶室内的噪声，与驾驶室材料的使用有很大的关系。在车辆行驶过程中，驾驶室壁板的振动，也会造成车腔内的噪声。对由于驾驶室壁板刚度不够引发的噪声，可采用提高壁板刚度方式来解决。一个方法是增加壁板厚度，二是通过在壁板外加筋的方式来解决。增加壁板厚度，需要对车辆本身的重量以及各部承重之间的关系来实现，需要通过专业人员的改造来进行，改造成本相应的增加，效果也比较显著。通过壁板外加筋的方式来解决，顶板厚度不会相应的增加，但是其减振降噪的功能比较明显。根据研究显示，声压在扩散过程中，是由中心部位向四周逐渐发散。由此可见，通过在车辆壁板外通过加筋疏密程度来进行改造，通过将顶板外加筋进行外疏内密的布置方式，可以使驾驶室噪声得到明显的削弱。内部噪声的减少，驾驶员的驾驶舒适度也会相应的增加，其在驾驶过程中的反应力也会随之提升。

2.2.2 吸声处理

对商用车驾驶室进行吸声处理，是利用了空气波入射时经过内消耗转变为热能这一原理。在商用车表面增加吸声材料，可以实现驾驶室外噪声转化为热能后被消耗，还可以避免由于反射产生的反响，减少驾驶室空间内的声压影响，有效控制驾驶室内的噪声[8]。因此，在对商用车进行设计时，可以尽量将顶棚、底板、侧壁等部位的内饰等使用吸声材料。与隔声材料充分结合，通过最少的材料来达到最好的驾驶室内吸声的效果。对市场上的吸声材料进行筛选后发现，多孔性吸声材料，包括玻璃棉以及毛毡等以及开孔壁吸声材料（主要应用在车顶内饰中），这两种材料吸声性能比较优越。

2.3 保证密封性能，减少驾驶室噪声

驾驶室内的噪声来源，还与其密封性能有着密切的联系。驾驶室由于密封性能不佳，会导致车辆本身以及车辆外部噪声进入驾驶室内，形成噪声污染。因此，对车辆尤其是驾驶室进行全方位密封，可以起到减振降噪的作用。通常，可以采用钢板、麻毡以及内部涂层材料等，对驾驶室顶部、地板等进行密封，减少空气造成的噪声传播。还可以合理使用乙烯、人造革等对驾驶室侧壁等进行隔离，减少车壁振动，降低噪声。另外，对于车门、车窗等经常开关的部位，可以通过使用密封材料，如橡胶等进行密封，可以通过将外部噪声进行隔离方式达到减少驾驶室噪声的目的。

3 结束语

综上所述，本文中，对商用车在行驶过程中驾驶室产生的振动和噪声进行了深入的分析，找出了引起驾驶室噪声的主要原因，既包括车辆本身传动以及电机工作产生的噪声，还包括外部噪声的传播，也有由于驾驶室内侧噪声传播以及密封不严造成的噪声。由此，提出采用先进的阻尼材料以及对驾驶室壁板刚度进行加强以及采用吸声材料和密封材料等方法来达到减振降噪的目的。通过以上减振降噪的技术的应用，可以在很大程度上改善商用車驾驶室噪声对驾驶员驾驶舒适度以及对车辆控制的效果。

参考文献

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[3] 郭济伟，王黎明，程文露，等.动车组减振降噪新材料探讨[J].机车车辆工艺，2017（5）：1-3.

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[8] 宋玉宝，温激鸿，郁殿龙，等.板结构振动与噪声抑制研究综述[J]. 机械工程学报，2018， 54（15）：60-77.