汽车加速行驶车外噪声分析与改进

贾琦 董猛 张文成

摘要：随着大排量豪华越野车、多功能货车、重卡、跑车以及轿跑等越来越多的出现在人们的视野中，大排量进口车加速噪声在城市噪声中越来越受到人们的重视，而国内外大多数汽车企业更多的是研究车内的噪声品质以达到吸引消费者的目的。然而车外的行人和道路两旁的居民才是城市道路汽车噪声最大的受害者。如何有效的降低汽车加速噪声至关重要，本文将从降低汽车加速行驶中发动机的转速方面入手，以日产GT-R跑车（ M1汽油）、奔驰专用医疗车（N2柴油）为例，浅析汽车加速行驶车外噪声的另一种控制思路。

关键词：大排量越野车;专用货车;跑车;汽车加速噪声;发动机转速;控制思路

随着我国进口汽车行业的迅猛发展，人们对于国产汽车的舒适性和振动噪声控制的要求越来越严格。有统计资料表明，城市噪声的70%来源于交通噪声，而汽车噪声正是交通噪声的主要组成部分。它不仅影响着人们的生活、工作和健康，更严重地污染着城市环境。所以汽车噪声的控制，不仅关系到乘坐舒适性，还关系到环境保护。对于汽车噪声而言，目前大家都比较关心，如何通过物理机械装置来消除已经发出的发动机噪声，然而本文却觉得与其控制不如减源;从噪声的源头做控制研究，通过降低加速过程中发动机的转速，来降低汽车的加速噪声。

一、汽车加速噪声振动源的研究分析

汽车加速噪声有三大噪声振动源;动力系统噪声振动源、路面噪声振动源和风激励起的噪声振动源。下面就这三个振动源进行研究分析。第一，动力系统产生的噪声报动。动力系统包括发动机、变速器、进气系统、排气系统、传动轴系等。经过试验分析得出，动力系统噪声报动的一个鲜明特征是与发动机转速和点火阶次密切相关。汽车在城市工况下，动力系统产生的噪声是加速噪声最主要的噪声和振动源。第二，路面与悬架系统产生的噪声振动。这类噪声振动与车速有关，同时还与车胎和悬架系统的参数相关，当在城市工况下，汽车大多数处于低速或者中低速，这类噪声对行人和居民产生的噪声污染较小。第三，风与车身产生的噪声振动。通常，汽车在高速行驶时（如高于120km/h），风噪会压过动力系统产生的噪声和来自路面的噪声，成为最大的噪声源。在城市工况下，汽车加速噪声中，这类噪声一般较小。依据 GB 1495-2002 汽车加速行驶车外噪声限值及测量方法的要求，动力系统产生的噪声是汽车加速噪声最主要的噪声源。而动力系统噪声振动的一个鲜明特征是与发动机转速和点火阶次密切相关;在城市工况下，随着转速和点火阶次的提高，动力系统噪声就增高，所以如何保持低转速行车对于降低加速噪声变得至关重要。

二、车加速噪声的环保要求和测量方法

依据 GB 1495-2002 汽车加速行驶车外噪声限值及测量方法的要求，汽车加速噪声的限值，以MI为例，是74dB（A），针对大多数跑车而言，是75dB（A）;以N2（超过150kw）为例，是84 dB（A）;汽车加速噪声的测量速度大致在40-70km/h之间，基本上汽车在整个过程都处于低速行驶中，如何保证这个过程中发动机的转速一直处于低转速是我们研究的重点，下面我们将选择两款大持量的进口车来进行试验。

三、依据国家标准规定的试验方法进行试验

从汽车加速噪声的振动源的研究分析可知，在城市工况车速下，动力系统产生的噪声是加速噪声最主要的来源，而动力系统包括发动机、变速器、进气系统、排气系统、传动轴等。根据多次实验，我们发现，动力系统产生的噪声，最主要的两个噪声因素是发动机噪声和排气噪声，而我们国家标准 GB16170-1996 汽车定置噪聲限值中对发动机噪声和排气噪声都有规定;并且二者与发动机转速和点火阶次都密切相关;在城市工况下，随着转速和点火阶次的提高，动力系统噪声就增高，所以如何保持低转速行车对于降低加速噪声变得至关重要。第一，依据国标规定的试验方法进行加速噪声试验（以GTR跑车为例 M1汽油 AT）。（1）保持恒定50km/h的速度：高档位、低怠速（试验发现，当GT-R以50km/h 行驶的时候，发动机转速是怠速 750-800r/min，档位是5档;此时的转速处于低怠速，动力系统带来的噪声很低）。（2）加速状态：低档位、低转速（当汽车前端到达进线位置时，加速踏板迅速踩下，试验发现，档位迅速降到3档，发动机转速缓慢上升，当车辆尾端出线时，发动转速在2800-3000r/min，而 GT-R 的额定转速是6400r/min;出线转速相对较低，此时测出的加速噪声是74.4 dB（A）。第二，依据国标规定的试验方法进行试验（以奔驰底盘专用医疗车为例N2柴油类AT）。

（1）恒定50km/h的速度：高档位、低怠速（试验发现，当GT-R以50km/h行驶的时候，发动机转速是怠速800-850r/min，档位是6档;此时的转速属于低怠速，动力系统带来的噪声很低）。

（2）加速状态：恒定档位、低转速（当汽车前端到达进线位置时，加速踏板迅速踩下，试验发现，档位保持不变，发动机转速缓慢上升，当车辆尾端出线时，发动转速在1200-1500r/min，出线转速相对较低，此时测出的加速噪声是 82.4 dB（A））。

通过试验，我们得出：对于GT-R跑车而言，其排量3.8L V6，双涡轮增压发动机。他作为一辆跑车，能有着如此低的加速噪声，主要是在加速过程中，发动机转速始终保持中低转速有关系。

四、结束语

我们知道，中国城市道路上加速噪声污染最严重的来源就是大排量汽车和重卡带来的加速噪声;然而本文选取的这两辆汽车的控制思路值得中国车企的思考。现阶段，汽车已经从专属的奢侈品跨入大众消费时代，特别是进口车的不断增多，大排量汽车的数量也越来越多，GT-R 跑车、奔驰专用车加速噪声的控制思路值得我们国内汽车企业的思考。当然，这其中发动机与变速器的匹配参数还属企业的机密，这里不便研究说明，但是这种通过控制发动机转速来降低加速噪声的思路和方向值得国内汽车企业的学习和研究。

参考文献：

[1]庞剑.汽车车身噪声与振动控制、北京：机械工业出版社，2015.1.

[2]H.布雷斯.U赛福尔特.汽车工程手册，北京：机械工业出版社，2014.4.

（作者单位：中机科（北京）车辆检测工程研究院有限公司）