关于汽车噪声振动控制研究

关于汽车噪声振动控制研究

刘俊刚,孟令娜,岳志强

长城汽车股份有限公司，河北保定  071000

摘要：本文讨论了控制汽车噪声和振动的理论和实践方面。第一部分介绍了噪声控制的理论，包括源控制和传播路径控制。第二节讨论了控制汽车噪音和振动的具体措施，如降低发动机噪音、降低进气和排气系统噪音、最小化传动系统噪音以及控制整个车辆的低频振动。本文最后强调了这些控制措施对于创造更舒适和安全的驾驶体验的重要性。

关键词：汽车噪声；振动控制

一、噪声控制理论

（1）声源控制

噪声源控制是指为减少车辆各部件产生的噪声而采取的措施。源头控制措施的示例包括改善车辆的空气动力学以减少风噪声，优化发动机的设计以减少噪声和振动，以及使用降低车辆内部噪声的材料。

（2）噪声传播途径控制、

传播路径控制是指为减少噪声通过各种路径传播而采取的措施。传播路径控制措施的示例包括向车辆结构添加隔热或隔音材料，优化排气系统的设计以降低噪音，以及在车辆内部使用声学处理。

二、汽车噪声振动具体控制措施

（1）发动机降噪

降低发动机噪音的一种方法是改进发动机的设计。这可能涉及改变燃烧室的形状、优化活塞的位置以及使用轻质材料。燃烧室设计可被优化以改善燃烧过程并减少噪声产生。可以调整活塞的位置，以减少活塞与气缸壁碰撞产生的噪音。使用轻质材料可以减轻发动机的重量，从而减少振动产生的噪音。发动机降噪的另一个有效方法是使用降噪材料。这些材料可用于排列发动机舱或直接覆盖发动机部件。它们吸收声能，防止声能传递到机舱，从而使内部更安静。降噪材料的实例包括声学泡沫、减振材料和屏障材料。

优化发动机的工作条件也是降低发动机噪音的有效方法。这可以通过使用可变气门正时或可变进气/排气系统来调整发动机性能来实现。可变气门正时允许精确控制发动机气门的打开和关闭，从而减少噪音的产生。可变进气/排气系统可以调整进气/排气管的长度和横截面积，以优化发动机性能并减少噪音产生。最后，可以使用主动噪声控制系统来消除发动机噪声。这些系统使用麦克风和扬声器来产生声波，抵消发动机噪音，从而使机舱环境更安静。主动噪声控制系统对于降低低频噪声特别有效，而使用被动降噪措施很难解决低频噪声。

（2）进气系统降噪

降低进气系统噪声的一种有效方法是使用声学谐振器。声学谐振器是一种可以安装在进气系统中以减少空气运动产生的噪声的装置。谐振器设计用于产生一个谐振腔，吸收和衰减进气系统产生的声波。声学谐振器可以调谐到特定的频率，以针对最重要的噪声源。另一种降低进气系统噪声的方法是使用亥姆霍兹谐振器。亥姆霍兹共振器是一种由空腔、颈部和端口组成的装置。共振器可以设计为针对特定频率并吸收进气系统产生的声波。可以调节谐振器的颈部以将谐振器调谐到期望的频率。

使用消声器或消声器是降低进气系统噪音的另一种方法。这些装置可以安装在进气系统中，以减少空气运动产生的噪音。消声器的工作原理是降低空气的速度，从而降低声压级。消音器的工作原理是产生一系列的腔室来吸收和衰减进气系统产生的声波。优化进气歧管的几何形状也可以减少进气系统噪音。进气歧管的设计可以优化，以改善通过系统的空气流量并减少湍流。减少湍流有助于减少进气系统产生的噪音。

（3）排气系统降噪

减少排气系统噪音的一种方法是使用消声器或消声器。消声器的工作原理是降低废气的速度，从而降低声压级。消声器的工作原理是产生一系列吸收和衰减排气系统产生的声波的腔室。使用消声器或消声器是降低排气系统噪声的有效方法。降低排气系统噪声的另一种方法是使用谐振器。共振器是一种可安装在排气系统中的装置，用于减少排气运动产生的噪音。谐振器设计用于产生一个谐振腔，吸收和衰减排气系统产生的声波。谐振器可以调谐到特定的频率，以针对最重要的噪声源。

使用催化转化器也有助于降低排气系统噪音。催化转化器的工作原理是将有害废气转化为危害较小的废气。在此过程中，它们还可以减少排气系统产生的噪音。大多数国家都强制使用催化转化器，它们是现代排气系统的重要组成部分。优化排气系统的几何形状也可以减少排气系统噪音。可以优化排气系统的设计，以改善通过系统的排气流量并减少湍流。减少湍流有助于减少排气系统产生的噪音。

（3）传动系统降噪

降低传输系统噪声的一种方法是使用吸音材料。吸音材料可以放置在变速器系统内的不同位置，以吸收齿轮呜呜声和轴承噪音产生的噪音。这些材料旨在降低传动部件的振动，从而有助于降低噪音水平。降低传输系统噪声的另一种方法是改进传输系统的设计。通过优化传动比和齿轮位置，可以使传动系统运行更加平稳，减少齿轮呜呜声产生的噪音。此外，通过使用高质量的轴承和密封件，也可以减少轴承噪声产生的噪声。

在车厢内使用隔音材料也有助于降低进入车厢的传动系统噪音。通过使用高质量的绝缘材料，可以吸收传动系统的噪音，从而降低车厢内的噪音水平。还可以通过使用有源噪声控制系统来降低传输系统噪声。有源噪声控制系统使用麦克风和扬声器来抵消传输系统产生的噪声。通过产生与传输系统产生的噪声相反的声波，主动噪声控制系统可以抵消噪声并提供更安静的机舱环境。

（4）整车低频振动控制

减少低频振动的一种方法是使用主动振动控制系统。这些系统使用传感器来检测振动并产生抵消原始振动的抵消振动。这种方法可以有效地减少车厢内的低频振动，从而提高乘客的舒适度。另一种方法是使用被动振动控制系统。被动振动控制系统使用减振材料来减少传递到车厢的振动。这些材料可安装在车辆内的不同位置，如发动机支座、悬架部件和车身面板，以降低整体振动水平。

此外，悬架系统的适当设计和调整也有助于减少低频振动。通过优化悬架系统的设计和调整悬架部件的刚度和阻尼特性，可以将车辆的固有频率从低频振动的频率范围移开，从而减少其对车辆的影响。

三、结论

汽车噪声和振动控制是一个重要的研究领域，旨在通过减少不必要的噪声和振动来改善驾驶体验。通过使用源控制和传播路径控制措施的组合，制造商可以显著降低汽车的噪音和振动水平，从而获得更舒适和安全的驾驶体验。

四、参考文献

[1]王策, 孙浩. 发动机振动引起的车内噪声控制研究[J]. 工程技术:全文版:00300-00301.

[2]雷轶. 永磁同步电机低振动噪声控制策略研究[D]. 上海电力学院, 2017.