汽车噪声声音品质主观评价及控制
车辆噪声的测量、评价、控制以及噪声源的识别

车辆噪声的测量、评价、控制以及噪声源的识别1车外噪声源影响车外噪声的主要有发动机噪声、冷却噪声、排气噪声、轮胎辐射噪声和排气系统的再生辐射噪声以及其他机械噪声。
这些噪声一般在中高频范围内,由于车外噪声直接构成了对周围环境的污染排放,因此各国都有严格的限值和测试方法。
2车外噪声的测量和评价A、加速行驶车外噪声测量及评价:加速行驶车外噪声是对于整车噪声水平等综合评价,是汽车认证最重要的指标之一。
各国的认证标准对测量方法的规定基本相同(包括刚刚颁布我国标准GB1495-2002),由于各国发展水平不同因此限制有一定的差异(比如:GB1495-2002对于轿车的限值要比欧洲大3dB(A))。
目前最具先进性而且被广泛采用的要属欧共体51号法规(ECE Reg. No. 51)。
测量方法和相应的限值。
值得说明的是:法规只是国家或地区间总体水平等体现,汽车企业为了保持产品的领先地位,往往有更为严格的公司内部限值,作为产品开发的目标。
B、汽车定置噪声测量:它实际上是整车无负荷状态下对发动机和排气噪声的评价,一般作为对车外噪声评价的补充,其方法和限值标准也是作为车外加速噪声测量标准的附件。
3车外NVH噪声的控制车外噪声的控制主要是对于噪声源的控制,有效的降低各声源的噪声是保证整车噪声的唯一和根本途径。
降噪是一项费时且投入很高的工作,因此必须首先正确识别影响整车噪声的主要声源。
常用的方法是噪声分解,在整车级分解方法是通过工况排除,系统(或部件)排除和包裹法。
其目的是为了把某一声源从总的噪声中分离出去。
在噪声的振动控制中,进行噪声源进行识别是重要的工作内容之一。
它为噪声的控制提供了基础,决定着噪声控制所努力的方向。
因此,国际上对噪声源识别方法的研究随着科学技术的发展不断深入。
A.传统的噪声源识别方法主观评价法: 近场测量法、选择运行法、铅覆盖法、表面振动速度(加速度)法、频率分析法B.利用现代信号处理技术进行噪声源识别:相干诊断方法、分布噪声源的相干诊断方法、噪声源的层次诊断法、倒频谱法、自回归谱法、.表面声强法、声强法、自适应除噪技术(ANC)C.利用现代图象识别技术进行振动噪声测量:全息摄影技术、电图象干涉测量车外噪声控制的最重要得组成部分是发动机噪声的控制,发动机是汽车的主要噪声源,因此降低发动机的噪声是降低整车噪声的主要措施。
汽车噪声声音品质主观评价及控制

前人研究的结果表明,车厢外的噪声向车厢内的传播是按空气传播的规律进行的,具体途径有两个:第一个途径是—通过车厢壁板(包括地板、顶板和四周的壁板),门窗上所有的孔、缝,直接传入车厢内。称之为空气声。第二个途径是—车厢外的声源或振动(源)动,作用于车身壁板,激发壁板振,并向车厢内辐射噪声。称之为固体声.传播过程如下图所示:
第五章主观评价试验及总结。
第二章 噪声产生、传播机理及控制技术
2.1汽车车内噪声的形成
汽车车内噪声指的是行驶汽车车厢内存在的各种噪声。车内噪声极易使乘车人员感到疲劳对汽车的舒适性有着重要影响。从声源来看车内噪声和车外噪声的来源基本相同,即:发动机噪声,进排气噪声,底盘噪声等。这些噪声声源的噪声能经由空气和固体两个途径传进车内,如图2.1所示。
论文结构:
第一章介绍声品质概念的提出,然后简单的介绍声品质在汽车实验技术上的应用技术,汽车NVH实验技术。
第二章介绍了汽车噪声的产生、传播、控制的基础知识。为进一步讨论汽车噪声的主观评价奠基。
第三章总体上介绍声音感知模型和噪声主观评价研究的内容。
第四章详细介绍噪声评价的实验步骤与评价方法,以及常用参量的计算。
2.2汽车车内噪声主要声源机理分析
2.2.1发动机噪声的产生机理
发动机噪声的发生机理,可用图2.3来说明。它的发生过程可分为内部激振力,振动传递系统和外部辐射源三个部分。内部激振力有燃烧激振力和机械激力两种:前者是气缸的燃烧压力,由此产生燃烧噪声;后者主要是惯性力,活塞撞击气缸,齿轮因扭振而相互撞击,进排气门落座等。由此产生机械噪声。在发动机中,由于激振力多为冲击力,故包含的频率成分丰富,其频率范围主要分布在0.5k-10kHz。同时,被激振的发动机构造也很复杂,多数零件用螺栓机械地联接起来,分别具有无数个固有频率,它们或独立或复合起来,以各自的固有振型相互影响,引起复杂的振动,再沿不同的途径传递,最后由发动机表面辐射出噪声来。发动机表面的声辐射是由于结构表面的振动产生的,发动机表面辐射的声功率与发动机表面的振动功率成正比。与机体或缸盖直接联结的油底壳、齿轮室盖、气门罩盖等,由于它们一般为薄壳零件,与机体、缸盖相比,刚度小、振动大,往往是噪声的主要辐射源。
汽车噪声声音品质主观评价及控制

汽车噪声声音品质主观评价及控制第一章绪论1.1 论文研究的配景随着现代社会的生长以及对高质量生活的不绝追求,人们对车辆乘坐的舒适性要求越来越高。
车内噪声不但低落了乘坐的舒适性,还增加了驾驶员的疲劳感,容易使人暴躁,甚至危及行车宁静。
除此之外,也影响到人们对汽车质量的评价,进一步影响到汽车的销售。
因此,如何控制和改进车内噪声就显得尤为重要。
传统的噪声控制,只强调噪声量级的巨细,认为噪声级越低越好。
为了得到舒适的车内情况,以前主要采取低落车内噪声的声压级的步伐。
随着研究的不绝深入,我们发明传统的声压级不敷以描述汽车噪声的全部特征,单纯地低落声压级并不能改进汽车乘坐的舒适性。
近年来人们提出了声品质(Sound Quality):声品质是在特定的技能目标或任务内涵中声音的适宜性。
汽车声品质就是在满足人和情况的要求下,寻求切合汽车特性的产物声音。
声品质的研究实际上提出了现代噪声控制的理念,即噪声控制不但仅是消极被动地低落噪声的声压级,而是能够凭据主顾的主观评价,通过公道有效的步伐,使特定产物的噪声听上去不但仅平静,并且尽可能的悦耳,甚至调治噪声至理想状态,并使差别的产物有各自奇特的声音特性。
除了频率及强度两大因素外,声品质的研究更强调心理声学及非声学因素等的直接影响。
1.2 汽车NVH研究汽车噪声就要谈到NVH技能,汽车NVH是指汽车的Noise(噪声)、Vibration(振动)和Harshness(舒适性),主要是研究汽车噪声振动对整车性能及舒适性的影响。
Noise(噪声)是指引起人暴躁而危害人体康健的声音。
汽车噪声不但增加驾驶员和乘员的疲劳从而影响汽车的行驶宁静,并且对情况造成噪声污染。
噪声常用声压级评价,其频率范畴在20Hz-20kHz。
汽车噪声主要包罗结构噪声(车身壁板振动产生的噪声)、辐射噪声(如发动机、排气系统、制动器等辐射的噪声)、空气动力噪声(风噪、空气摩擦车身形成的噪声)等。
Vibration(振动)描述的是系统状态的参量(如位移)在其基准值上下瓜代变革的历程。
车辆关门声品质评价方法

车辆关门声品质评价方法日期:目录•引言•关门声音的物理特性评价•感知品质评价•声品质与车辆质量的关系评价•实际应用与改进建议引言良好的声品质能够提升乘客的舒适感,降低驾驶过程中的噪音干扰。
提升乘坐体验塑造品质形象指导产品研发优秀的声品质有助于塑造汽车品牌的品质形象,提高市场竞争力。
通过声品质评价,可以发现产品设计或制造过程中的不足,为产品改进提供依据。
030201声品质评价的意义关门声可以反映车门的密封性和结构刚度,与车辆的安全性密切相关。
安全性关门声的稳定性与车辆零部件的耐用性有关,频繁的异响可能预示着零部件的磨损或松动。
耐用性关门声是乘客在使用车辆时的直观感受之一,良好的关门声品质可以提高用户对车辆品质的认同感。
用户体验车辆关门声的重要性基于主观感受的评价邀请评价人员听取关门声音样本,根据他们的感受和经验进行评分,以获取更贴近实际使用场景的评价结果。
多维度综合评价综合考虑客观指标和主观感受,建立多维度评价体系,全面、准确地评价车辆关门的声品质。
基于客观指标的评价通过采集关门声音信号,分析声音的频率、幅度、持续时间等客观指标,以量化评价关门声的品质。
评价方法的概述关门声音的物理特性评价通过对关门声音进行频谱分析,可以得到声音在不同频率下的强度分布,进一步了解其频率特性。
频谱分析关注关门声音的主频,即能量集中的频率区域,主频的稳定性和与预期频率的符合程度可评价声音品质。
主频识别分析关门声音中的谐波成分,过多的谐波可能导致声音听起来不悦耳或刺耳。
谐波含量声音的频率分析响度感知人类对不同频率声音的响度感知不同,结合听觉特性进行响度评价,以更贴近实际听觉感受。
振幅分析振幅的大小直接影响声音的响度,通过对振幅的测量和分析,可以评价关门声音的强弱。
稳定性评估分析多次关门声音的响度稳定性,稳定的响度表现有助于提升声音品质认知。
声音的振幅和响度精确测量关门声音的持续时间,过长或过短的声音持续时间都可能影响声音品质。
车内噪声品质偏好性主客观评价及相关性分析

车内噪声品质偏好性主客观评价及相关性分析车内噪声是影响乘坐舒适度的一个重要因素,因此对车内噪声品质的偏好进行评价已经成为一个热门的话题。
本文旨在分析车内噪声品质偏好性的主客观评价,并且探讨相关性分析。
首先,对于车内噪声品质的主观评价,主要包括人们对车内噪声的听觉感受、情感体验和个人喜好等方面的评价。
在这些因素中,最重要的是听觉感受和情感体验。
听觉感受包括音量、音调和音质等因素。
对于音量,大多数人都希望车内噪声不要太大,而且有一定屏障效果。
音调是指车内噪声的高低,通常人们觉得高频声音相对于低频声音更加刺耳。
音质则指车内噪声的音乐性和平衡性,人们一般希望车内噪声有一定的音乐性,而不是单一的杂音。
情感体验则是指车内噪声对于情感的影响,人们希望车内噪声能够营造出一种温馨、舒适的氛围。
其次,对于车内噪声的客观评价,主要包括声学特征、噪声分布和噪声源等方面的评价。
声学特征是指车内噪声的声压级、声学响应和频率分布等参数。
噪声分布是指车内噪声在空间上的分布状况,包括噪声强度的分布和方向性的分布。
噪声源则是指产生车内噪声的物理机制,可以是机械噪声、空气流动噪声、胎噪声等。
最后,对于车内噪声品质偏好性的相关性分析,主要包括人们的主观评价和客观评价之间的关系以及车型、运行状态等参数对车内噪声品质的影响。
根据研究结果,车内噪声的声压级、音质和情感体验是人们偏好的重要因素。
此外,车型和车速也会对车内噪声品质产生影响,具体而言,轿车与越野车、高速行驶与慢速行驶之间的车内噪声差异较大。
总结来说,车内噪声品质是与乘坐舒适度紧密相关的一个问题,因此人们对于车内噪声的主客观评价越来越关注。
通过主客观评价的相关性分析,可以更好地了解人们的偏好和要求,提高车内噪声品质,为驾驶舒适度提供更好的保障。
此外,车内噪声的品质与驾驶员的工作效率也有关系。
由于车内噪声过大可能会影响驾驶员的注意力和反应能力,从而增加车祸的风险。
因此,对于商用车辆而言,提高车内噪声品质也是一个极为重要的问题。
整车NVH主观评价

3档,以最低转速缓慢加至额定转速;再缓慢降至最低转速;反复以上造作,记录轰鸣声时的转速、大小。
主要是由发动机2阶点火频率产生(对于4缸机)
(Transmission noise)变速箱噪声
以尽量低的车速、转速(1000rpm~2000rpm),较高的档位,加速、减速(2~4S),重复操作;并记录主观的声音大小
方向盘、后视镜、顶棚、地板、座椅、换档杆、踏板等
(en及噪声
反复点火启动、关闭熄火反动机;评价启动、关闭瞬间的振动、噪声。
主要是否有明显金属撞击声、齿轮啮合的声音
jiji
(Intake noise)进气噪声
3档,车速100km/h左右,关闭发动机滑行,使发动机处于反拖状态,及时开启、关闭节气门;记录噪声大小及变化
感觉噪声是否变化
huhu
Exhaust noise排气噪声
车辆定置,提高发动机转速,开、关车门感觉来自车辆尾部的噪声;并记录。
整车运行时,方向盘的左右摆动主要由于前轮的轮胎不平衡所致,方向盘的前后摆动是由于后轮的不平衡所致。
(noise and vibration at idle)怠速时的振动、噪声
车辆怠速时,评价车内的噪声及各部件的振动;
怠速开空调,评价车内的噪声及各部件的振动;
怠速开空调、大灯、刮水器、踩制动时,评价车内的噪声及各部件振动;
排除发动机的噪声
(Squeak and rattle)叽叽喳喳声
车速30km/h、50km/h,在保证车辆平稳行驶时,尽量使转速低,在沙石路面,评价并记录噪声发生的部位及发生的工况。
要求路面对车辆的激励占主要体
(Steering wheel vibration)方向盘的振动
车辆噪声与控制车辆噪声与控制

车辆噪声与控制车辆噪声与控制0 引言随着汽车工业的迅速发展,人们对于汽车的舒适性和振动噪声控制的要求越来越严格。
据国外有关资料表明,城市噪声的70%来源于交通噪声,而交通噪声主要是汽车噪声。
它严重地污染着城市环境,影响着人们的生活、工作和健康。
所以噪声的控制,不仅关系到乘坐舒适性,而且还关系到环境保护。
然而一切噪声又源于振动,振动能够引起某些部件的早期疲劳损坏,从而降低汽车的使用寿命;过高的噪声既能损害驾驶员的听力,还会使驾驶员迅速疲劳,从而对汽车行驶安全性构成了极大的威胁。
所以噪声控制,也关系到汽车的耐久性和安全性。
因此振动、噪声和舒适性这三者是密切相关的,既要减小振动,降低噪声,又要提高乘坐舒适性,保证产品的经济性,使汽车噪声控制在标准范围之内。
1 噪声的种类产生汽车噪声的主要因素是空气动力、机械传动、电磁三部分。
从结构上可分为发动机(即燃烧噪声),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(如车身结构、造型及附件的安装不合理引起的噪声)。
其中发动机噪声占汽车噪声的二分之一以上,包括进气噪声和本体噪声(如发动机振动,配气轴的转动,进、排气门开关等引起的噪声)。
因此发动机的减振、降噪成为汽车噪声控制的关键。
此外,汽车轮胎在高速行驶时,也会引起较大的噪声。
这是由于轮胎在地面流动时,位于花纹槽中的空气被地面挤出与重新吸入过程所引起的泵气声,以及轮胎花纹与路面的撞击声。
2 噪声要求欧洲的法规规定,从1996年10月起,客车的外部噪声必须从77dBA降到74dBA,减少了一半噪声能量,到本世纪末进一步降低到71dBA。
日本的法规规定,小型汽车在今后十年内噪声标准控制在76dBA以下。
国内的一些大城市也计划在2021年交通干线的噪声平均值控制在70dBA以内。
而据国内目前有关资料表明,国内的大客车的噪声许可值则不得超过82dBA,轻型载货车为83.5dBA。
车辆排气噪声声音品质的主观评价与模型预测

(tt K yL b rtr f n ie,Taj nv r t,Taj 0 0 2 hn ) Sae e aoaoyo gn s i i U iesy i i 3 0 7 ,C ia E nn i nn
摘
要 :采用成对比较法对 1 8种车辆排 气噪 声进 行主观评价 ,考察 并选取描 述排 气噪声声音品质的客观心理声学
参数 ,通过 多元 线性 回归分析方法得到主观 满意度 和客 观心理声学参数 间的 关系,并 建立起 车辆排 气噪 声声音品质 评价预测模型.研 究结果表明 ,响度是影响人们对车辆排气噪声主观感受的主要 因素.所建立预 测模 型的 R 平方值 为 O9 ,模型预测值 与主观评价 实测值 间具有 良好的一致性 ,所建立的声音品质评价模型可用来预测车辆排 气噪 声 . 6
mo ti p ra tf c o m o g t o e a e t g p o l e c p i nso ev h c ee h u t i e Th s u r d v l e o s m o t n a t ra n s f c i e p eSp r e to ft e i l x a s s . eR—q a e au f h n h no
的 声音品 表. 关键 词 :声音 品质 ;排气 噪声 ;主观评价 ;心理声学 ;满意度 ;预测模型 中图分类号 :T 4 1 K 1. 6 文献标志码 :A 文章编号 :0 9 — 172 1) 60 1-5 4 32 3 (0 10 -5 1 0
S u dQu l yEv laina dP e it no hce h u t i o n ai au t n rdci f t o o Ve il a s Nos Ex e
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汽车噪声声音品质主观评价及控制第一章绪论1.1 论文研究的背景随着现代社会的发展以及对高质量生活的不断追求,人们对车辆乘坐的舒适性要求越来越高。
车内噪声不仅降低了乘坐的舒适性,还增加了驾驶员的疲劳感,容易使人烦躁,甚至危及行车安全。
除此之外,也影响到人们对汽车质量的评价,进一步影响到汽车的销售。
因此,如何控制和改善车内噪声就显得尤为重要。
传统的噪声控制,只强调噪声量级的大小,认为噪声级越低越好。
为了得到舒适的车内环境,以前主要采取降低车内噪声的声压级的办法。
随着研究的不断深入,我们发现传统的声压级不足以描述汽车噪声的全部特征,单纯地降低声压级并不能改善汽车乘坐的舒适性。
近年来人们提出了声品质(Sound Quality):声品质是在特定的技术目标或任务内涵中声音的适宜性。
汽车声品质就是在满足人和环境的要求下,寻求符合汽车特性的产品声音。
声品质的研究实际上提出了现代噪声控制的理念,即噪声控制不仅仅是消极被动地降低噪声的声压级,而是能够根据顾客的主观评价,通过合理有效的措施,使特定产品的噪声听上去不仅仅安静,而且尽可能的悦耳,甚至调节噪声至理想状态,并使不同的产品有各自独特的声音特性。
除了频率及强度两大因素外,声品质的研究更强调心理声学及非声学因素等的直接影响。
1.2 汽车NVH研究汽车噪声就要谈到NVH技术,汽车NVH是指汽车的Noise(噪声)、Vibration(振动)和Harshness(舒适性),主要是研究汽车噪声振动对整车性能及舒适性的影响。
Noise(噪声)是指引起人烦躁而危害人体健康的声音。
汽车噪声不但增加驾驶员和乘员的疲劳从而影响汽车的行驶安全,而且对环境造成噪声污染。
噪声常用声压级评价,其频率范围在20Hz-20kHz。
汽车噪声主要包括结构噪声(车身壁板振动产生的噪声)、辐射噪声(如发动机、排气系统、制动器等辐射的噪声)、空气动力噪声(风噪、空气摩擦车身形成的噪声)等。
Vibration(振动)描述的是系统状态的参量(如位移)在其基准值上下交替变化的过程。
汽车低频振动危害驾驶员和乘员的身体健康,同时不良的振动会给汽车零部件带来损坏,影响零部件的寿命。
振动是噪声产生的原因,因此,振动和噪声的研究是密不可分的。
Harshness(舒适性)指的是振动和噪声的品质,它并不是一个与振动、噪声相并列的物理概念,而是描述人体对振动和噪声的主观感觉,不能用客观测量方法来直接度量。
由于声振粗糙度描述的是振动和噪声使人不舒服的感觉,因此有人称Harshness为不平顺性。
又因为声粗糙度经常用来描述冲击激励产生的使人极不舒服的瞬态响应,也有人称Harshness为冲击特性。
总的说来,舒适性描述的是振动和噪声共同作用而使人感到疲劳的程度在研究汽车噪声与振动时,通常采用 NVH 指标.1.3 论文的主要内容与结构声品质的研究与应用己成为噪声控制研究的热点与发展方向,我们试图在消费者主观感受、客观评价与产品质量参数间建立联系,以便通过主观感受及客观评价指标,设计出声学特性让人们满意、甚至令人愉悦的产品。
就现在噪声控制的研究状况而言,由于许多产品设计较为成熟,人们对噪声影响的感受己经由单一的对声级大小的关注转向对听觉舒适度的关注,产品辐射噪声降低到一定程度再进行降噪在技术实现上比较困难;开展这一新的研究,是新世纪人们追求高质量生活的需要。
因此,基于当前迅速发展的汽车工业,确立汽车声品质的目标,选取合适的汽车声品质评价的参数,结合人的生理特征和主观感觉,建立系统的声品质评价方法是必须的。
系统的评价方法建立是进行汽车声品质改进与设计的基础是实现汽车声品质工程的基础,也是进行汽车NVH改善与设计的重要一环.因此论文的主要内容是讨论汽车噪声声品质的评价方法。
论文结构:第一章介绍声品质概念的提出,然后简单的介绍声品质在汽车实验技术上的应用技术,汽车NVH实验技术。
第二章介绍了汽车噪声的产生、传播、控制的基础知识。
为进一步讨论汽车噪声的主观评价奠基。
第三章总体上介绍声音感知模型和噪声主观评价研究的内容。
第四章详细介绍噪声评价的实验步骤与评价方法,以及常用参量的计算。
第五章主观评价试验及总结。
第二章 噪声产生、传播机理及控制技术2.1 汽车车内噪声的形成汽车车内噪声指的是行驶汽车车厢内存在的各种噪声。
车内噪声极易使乘车人员感到疲劳对汽车的舒适性有着重要影响。
从声源来看车内噪声和车外噪声的来源基本相同,即:发动机噪声,进排气噪声,底盘噪声等。
这些噪声声源的噪声能经由空气和固体两个途径传进车内,如图2.1所示。
图2.1车内噪声的主要来源与传播途径前人研究的结果表明,车厢外的噪声向车厢内的传播是按空气传播的规律进行的,具体途径有两个:第一个途径是—通过车厢壁板(包括地板、顶板和四周的壁板),门窗上所有的孔、缝,直接传入车厢内。
称之为空气声。
第二个途径是—车厢外的声源或振动(源)动,作用于车身壁板,激发壁板振,并向车厢内辐射噪声。
称之为固体声.传播过程如下图所示:图2.2车厢内部噪声传播示意图振源产生的振动,通过汽车的机体传递到车厢与机体的联结处,激发车厢产生强烈振动,并向车厢内辐射强烈的噪声。
机体传给车厢壁的振动与车厢外声波激发起的车厢壁的振动是迭加在一起的,很难区分,但因它们的传播途径不同,频率特性不尽相同,因而采取的降噪措施不同。
车厢内的噪声实际上是直达声与多次反射声迭加的结果,因此在未加降噪措施的情况下,车厢内的噪声有可能比卸去车厢后相同位置的噪声要大(指未采用任何吸声材料的空车厢)。
2.2 汽车车内噪声主要声源机理分析2.2.1 发动机噪声的产生机理发动机噪声的发生机理,可用图2.3来说明。
它的发生过程可分为内部激振力,振动传递系统和外部辐射源三个部分。
内部激振力有燃烧激振力和机械激力两种:前者是气缸的燃烧压力,由此产生燃烧噪声;后者主要是惯性力,活塞撞击气缸,齿轮因扭振而相互撞击,进排气门落座等。
由此产生机械噪声。
在发动机中,由于激振力多为冲击力,故包含的频率成分丰富,其频率范围主要分布在0.5k-10kHz 。
同时,被激振的发动机构造也很复杂,多数零件用螺栓机械地联接起来,分别具有无数个固有频率,它们或独立或复合起来,以各自的固有振型相互影响,引起复杂的振动,再沿不同的途径传递,最后由发动机表面辐射出噪声来。
发动机表面的声辐射是由于结构表面的振动产生的,发动机表面辐射的声功率与发动机表面的振动功率成正比。
与机体或缸盖直接联结的油底壳、齿轮室盖、气门罩盖等,由于它们一般为薄壳零件,与机体、缸盖相比,刚度小、振动大,往往是噪声的主要辐射源。
图2.3发动机噪声产生过程发动机主要激力压力(惯性力,扭振激力)的基频及谐波为: τ60mn f = (2-1) 其中:n —发动机转速(r/min)τ—冲程数,四冲程: τ=2,二冲程:τ=1m=整数,m=1,2,3……当发动机运行时,若压力或惯性激力谐波 τ60mn f =与直接或间接受激励的零件固有频率吻合时,就会产生共振而辐射出很大的噪声来。
2.2.2 进、排气噪声汽车发动机的进、排气噪声是汽车的空气动力性噪声源之一。
1.进气噪声进气噪声是由进气门的周期性开闭,而产生的压力起伏变化所形成的。
其主要频率范围为50~5OOHz 。
进气噪声的主要成分为:τ60ni f = Hz (2-2) 式中:n —发动机转速(r/min)i —气缸数τ—冲程数,四冲程: τ=2一般来讲,进气噪声中,f 、2f 、3f 的谐波成分较为明显,更高次谐波,能量逐渐减弱。
除了进气脉动以外,还有涡流成分,它是由高速气流经过进气门时,产生大量涡流而形成,是宽带、连续的高频噪声,涡流噪声的峰值频率为: dV S f 1= Hz (2-3) 式中:S 1—斯托罗哈数,一般取0.05V —进气门处,进气截面的气流流速(m/s)d —进气门杆直径(m )当周期性进气噪声的主要频率与进气管空气柱的固有频率一致时,空气柱的共鸣声也很突出。
管中的气柱共振频率由下式计算: lc n f 4)12(-= (2-4) 式中:c —声速(m/s)l —总管长(m )n=1,2,3……2. 排气噪声排气噪声是汽车主要噪声源之一。
其主要频率范围是50一5000Hz 。
它主要由排气脉动噪声、管道气柱共振噪声和废气喷注噪声等组成,它的排气脉动计算式同式(2.3),管道气柱共振噪声频率同式(2.5),当排气噪声中的某频率成分恰好等于气柱共振频率时,会激发管道气柱共振噪声。
另外,在发动机的排气系统中,排气系统薄壁管道及壳体表面的振动也将辐射出噪声,排气系统产生振动的原因有两个:a. 由发动机排气歧管传来的振动;b. 由排气压力波在排气管、消声器内部所激发的振动。
排气系统的振动噪声有时会成为汽车的主要噪声源。
2.2.3 风扇噪声风扇噪声是空气动力性噪声。
主要由旋转噪声(叶片噪声)和涡流噪声组成。
主要频率范围为200-2000Hz 。
旋转噪声是由风扇旋转叶片周期性的拍击空气,引起空气压力脉动而激发出的噪声,它的基频计算式为:601z n f ==601nz i (2-5) 式中:n 1—风扇转速(r/min)z —风扇叶片数i 1—曲轴的传动比n —发动机转速(r/min)除了基频外,它的高频成分2f 、3f ……有时也很重要。
涡流噪声是由于风扇旋转时,叶片周围产生的空气涡流而形成的。
涡流噪声的频率由下式计算:K dV S f t = (2-6) 式中:S t —斯脱罗哈数S t =0.14-0.20V —气体与叶片的相对速度D —叶片的正面宽度在垂于速度平面的投影K —谐波次数K=1,2,3.……涡流噪声的频率取决于叶片与气体的相对速度,而叶片的圆周速度则随着与圆心距离线性变化,所以噪声频率也是连续的。
2.2.4 传动系的振动与噪声汽车传动系包括发动机与汽车驱动轮之间的一系列旋转部件,传动系是多质量的弹性系统。
当传动系的固有频率之一与干扰力矩频率吻合时,便会发生扭振,而产生强烈的噪声。
传动系的弯曲振动,通过支承传给车身,引起车身部件的振动与噪声。
传动系(尤其变速器),齿轮系噪声也较为明显。
齿轮噪声主要是由轮齿啮合强制振动造成的,它由齿轮啮合噪声和齿轮固有振动噪声组成。
1. 齿轮啮合噪声这种噪声是指齿轮传动时,齿与齿之间因撞击所产生的噪声,它的频率计算式如下:60nz K f = Hz (2-7) 式中: n —齿轮转速(r/min)z —齿数K —谐波次数K=1,2,3…….2. 齿轮的固有振动噪声齿轮啮合时,由于外激力的作用,齿轮本身也会产生一些固有振动,在负荷较大或者低速运转时,此噪声一般较为突出。
如果齿轮的啮合频率与固有振动频率接近时,往往会发生共振而产生大的噪声。
此外,齿轮箱壁的振动噪声一般也很大,尤其应避免齿轮的啮合频率与箱壁的固有自振频率相吻合,应有足够的壁厚;为了提高箱壁的固有自振频率,可适当加筋。