机械振动及噪声控制结课论文

机械振动及噪声控制结课论文

交通噪声主要是由交通工具在运行时发出来的。如汽车、飞机、火车等都是交通噪声源。调查表明，机动车辆噪声占城市交通噪声的85%。车辆噪声的传播与道路的多少及交通量度大小有密切关系。在通路狭窄、两旁高层建筑物栉比的城市中，噪声来回反射，显得更加吵闹。

同样的噪声源在街道上较空旷地上，听起来要大5-10分贝。在机动车辆中，载重汽车、公共汽车等重型车辆的噪声在89-92分贝，而轿车、吉普车等轻型车辆噪声约有82-85分贝，以上声级均为距车7.5米处测量。汽车速度与噪声大小也有较大关系，车速越快，噪声越大，车速提高1倍，噪声增加6-10分贝。各类机动车噪声大小与行驶速度的关系。

汽车噪声主要来自汽车排气噪声。若不加消声器，噪声可达100分贝以上。其次为引擎噪声和轮胎噪声，引擎噪声在汽车正常运转时，可达90分贝以上，而轮胎噪声在车速为90公里/时以上时，可达95分贝左右。因此，在排气系统中加上消声器，可使汽车排气噪声降低20-30分贝。在引擎方面，以汽油引擎代替柴油引擎，可以降低引擎噪声6-8分贝。

此外，接近城市中心的铁路客货运站，由于来往列车都要在市区内穿行，因而影响较大，尤其是在客流量大时，其影响是不容忽视。地下铁路的噪声来源与火车相似。因车辆在地道内行驶，噪声不易散失，对车厢内的人干扰较大。据英国实测，车厢内开窗时噪声高达102分贝。

汽车行驶在道路上时，内燃机、喇叭、轮胎等都会发出大量的人类不喜欢的声音。汽车噪声严重影响人的身体健康。近年来，城市机动车辆增长很快，伴随而来的交通噪声污染环境现象也日益突出。专家认为，汽车对环保最大的危害是噪音污染。汽车噪声的大小衡量汽车质量水平的重要指标。因此，汽车噪声的防治也是世界汽车工业的一个重要课题。

而汽车噪声的来源主要有以下几个方面：

①由道路所激发的车体结构的振动；

②轮台触地所激起的空气振动；

③车体穿过大气所产生的湍流；

④发动机的振动和排气、进气；

⑤传动系统中的相互运动所激发的振动；

⑥制动器与轮圈的摩擦；

⑦空调风机等。

汽车噪声主要分为：

1、发动机噪音：车辆发动机是噪音的一个来源，它的噪音产生是随着发动机转速的不同而不同(主要通过：前叶子板、引擎盖、挡火墙、排气管产生和传递)。

2、路噪：路噪是车辆高速行驶的时候风切入形成噪音及行驶带动底盘震动产生的，还有路上沙石冲击车底盘也会产生噪音，这是路噪的主要来源(主要通

过：四车门、后备箱、前叶子板、前轮弧产生和传递)。

3、胎噪：胎噪是车辆在高速行驶时，轮胎与路面磨擦所产生的，视路况车况来决定胎噪大小，路况越差胎噪越大，另外柏油路面与混泥土路面所产生的胎躁有很大区别(主要通过：四车门、后备箱、前叶子板、前轮弧产生和传递)。

4、风噪：风噪是指汽车在高速行驶的过程中迎面而来的风的压力已超过车门的密封阻力进入车内而产生的，行驶速度越快，风噪越大(主要通过：四门密封间隙、包括整体薄钢板产生和传递)。

5、共鸣噪和其他：车体本身就像是一个箱体，而声音本身就有折射和重叠的性质，当声音传入车内时，如没有吸音和隔音材料来吸收和阻隔，噪音就会不断折射和重叠，形成的共鸣声(主要通过：噪音进入车内，叠加、反射产生)。

汽车噪声减噪分析

2．1 发动机噪声分析及减噪

在发动机各种噪声中，发动机表面辐射噪声是主要的。发动机表面辐射噪声由燃烧噪声和机械噪声两大类构成，是发动机内部的燃烧及机械振动所产生的噪声。燃烧噪声是指气缸燃烧压力通过活塞、连杆、曲轴、缸体等途径向外辐射产生的噪声，机械噪声是指活塞、齿轮、配气机构等运动件之间机械撞击产生的振动噪声。一般情况下，低转速时燃烧噪声占主导地位，高转速时机械噪声占主导地位。两者是密切相关，相互影响的。

降低柴油机燃烧噪声的根本措施是降低压力增长率。

而压力增长率取决于着火延迟期和在着火延迟期内形成的可燃混合气的数量和质量，因此可通过选用十六烷值高的燃料，合理组织喷油过程及选用良好的燃烧室来实现。具体措施如下：

⑴延迟喷油定时

由于气缸内压缩温度和压力是随曲轴转角变化的，喷油时间的早晚对于着火延迟期长短的影响将通过压缩温度和压力而起作用。若喷油早，则燃料进入气缸时的空气温度和压力低，着火延迟期变长；若喷油过迟，同样燃料进入气缸时的空气温度和压力反而变低，着火延迟期变长，燃烧噪声增大；只有适当推迟喷油时间，即减小喷油提前角，可使着火延迟期延期长，燃烧噪声减小。

⑵改进燃烧室结构形状和参数

柴油机工作过程的好坏主要取决于燃油喷射、气流运动和燃烧室形状三方面的配合是否合理。因此，燃烧室的结构形状与混合气的形成和燃烧有密切关系，它不但直接影响柴油机的性能，而且影响着火延迟期、压力升高率，从而影响燃烧噪声。

根据混合气的形成及燃烧精通结构的特点，柴油机的燃烧室分为直喷式和分隔式两大类：

A 直喷式又分开式、半分开式和球形燃烧室等

B 分隔式分涡流室和预燃室。

在其它条件相同的情况下，直喷式燃烧室中的球形和斜置圆桶形燃烧室的燃烧噪声最低，分隔式燃烧室的噪声一般较低。而ω形直喷式燃烧室（半分开式）和浅盆形直喷式燃烧室（开式）的燃烧噪声最大。

调节燃烧室结构参数也可降低燃烧噪声。例如：在涡流室式发动机中喷油嘴的喷油方向愈偏离涡流室中心而指向涡流下游，附着于燃烧室壁面的燃料就愈多，燃烧也愈平静；另外增加涡流室喷孔面积比也可减少噪声。

⑶调节喷油系

喷油率对燃烧噪声的影响非常大，试验表明，喷油率提高一倍，燃烧噪声就会增加6dB，因此用减少喷油泵供油率的方法来减少燃烧噪声，但应注意高速性能的恶化和增加怠速噪声的问题。

⑷提高废气再循环率和进气节流

提高废气再循环率可减小燃烧率，使发动机运转平稳，因此对降低燃烧噪声起到明显作用。

而进气节流可使气缸内的压力降低和着火时间推迟，因此进气节流不但能降低噪声，而且还能减少柴油机所特有的角速度波动和横向摆振。

⑸采用增压技术

柴油机增压后进入气缸的空气充量密度增加，使压缩终了时气缸内的温度和压力增高，改善了混合气的着火条件，使着火延迟期缩短。增压压力越高，着火延迟期越短，使压力升高率越小，从而降低燃烧噪声越多。试验证明，增压可使直喷式柴油机燃烧噪声降低2～3dB。

⑹提高压缩比

提高压缩比可提高压缩终了的温度和压力，使燃料着火的物理、化学准备阶段得以改善，从而缩短着火延迟期，降低压力升高率，降低燃烧噪声；但压缩比增大使气缸内压力增加，会让活塞敲击声增大，因此，提高压缩比不会使发动机的总噪声有很大的降低。

⑺改善燃油品质

燃油品质不同，喷入燃烧室后所进行着火前的物理、化学准备过程就不同，导致着火延迟时间不同。十六烷值高的燃料着火延迟较短，压力升高率低，燃烧过程柔和。故而，应采用十六烷值高的燃料。

除采取上述措施改进燃烧过程外，还应在燃烧激发力的辐射和传播途径上采取措施，增加发动机结构对燃烧噪声的衰减，尤其是对中、高频成分的衰减。具体的措施有：提高机体及缸套的刚性，采用隔振隔声措施，减少活塞、曲柄连杆机构各部分的间隙，增加油膜厚度，在保持功率的前提下采用较小的缸径，增加缸数或采用较大的S/D值，改变薄壁零件（如油底壳）的材料和附加阻尼。

2．2 胎噪分析及减噪

胎噪（也称路噪）一般由三部分组成：一是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，二是胎体和花纹部分震动引起的轮胎震动噪音，特别是一些轮胎的材质偏硬，尤其容易让车主感受到路噪；三是路面不平造成的路面噪音，特别是行驶在坑坑洼洼的路面时，胎面与地面的磨擦、冲击产生噪音，并与挡泥板、翼子板等部件的震动形成共鸣放大传入车内。

降噪要点：对此，降低胎噪的办法有多种，如做隔音，通过阻隔胎噪向驾驶舱的传播来减少胎噪。除了需拆除整车前后座椅及内饰，同时还要把轮胎以及翼子板内衬拆掉，然后在四个车门、门边部位、轮弧上方部位、四个翼子板以及底盘处贴上隔音材料。

有针对性地做过隔音后，胎噪会有不同程度地降低。首先是胎噪原有的那种尖锐沙沙声，变成比较低沉的刷刷声，音量小了，不同粗糙程度的路面引起的不同胎噪，原本区别明显，这时也变小了；经过颠簸路面避震器带来的轰隆隆的震动声也显得短促沉闷；行驶在粗糙路面时，因底盘震动得双脚发麻的感觉也变得比较轻微。

除了做隔音外，也可以采取更换舒适型轮胎的方法降低胎噪。引发噪音和轮胎有关的因素，主要是胎面花纹，所以，舒适型轮胎会在设计花纹时，考虑到静音性。像一些厂家新推出的技术，可令整圈轮胎胎面中央静音筋的横截面沟槽宽度保持固定不变，使轮胎旋转进入接地面时橡胶花块的刚性趋于一致，花纹块的振动幅度趋于均衡，噪音波趋于平稳，从而改善了噪音，可将车内噪音降低一分贝。更换了这种舒适型轮胎后，人们会感觉胎噪比原来明显降低。

2．3 风噪分析及减噪

车内整体噪音的控制与车体的密封性能密切相关。好的密封可以有效降低车辆整体噪音，尤其对高速行驶过程中的风噪有很好的抑制效果。车辆行驶过程中产生的扰流是引起风噪的根源――车辆高速行驶过程中车身某一部件处会出现周期性气流分离，涡从车身两侧拖出，顺气流方向移动，从而产生噪音。预防这种噪音产生的办法是尽量避免产生气流分离并用恰当的方法扰乱周期性的尾流。一般的密封仅仅是利用密封性的提高把噪音阻隔在外，平静专业密封条在阻隔噪音的同时，还会避免气流分离并对周期性的尾流达到扰乱，从根本上降低风噪。

结束语

本论文主要论述了汽车噪声控制技术与基本实施步骤，从工程应用实例分析看，国内各类车型的噪声控制还有一定的空间，即国内各类车型目前噪声较大。只要控制噪声方法得当，正确地识别出声源，采用基于试验分析技术和基于解析分析技术的汽车噪声控制方法，是可以降低汽车噪声。但随着噪声标准的提高，要降低汽车噪声达到新的国标困难就很大，必须在现有的技术的基础上提高研究和检测手段。

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