汽车主动噪声控制技术和发展趋势
汽车车身噪声与振动控制技术

汽车车身噪声与振动控制技术汽车在行驶过程中会产生各种各样的噪声和振动,这些噪声和振动不仅会影响驾驶者的舒适性,还有可能导致车辆的损坏以及对周围环境造成污染。
因此,控制汽车车身噪声和振动成为了汽车制造商和工程师们的重要任务之一。
随着科技的进步,汽车车身噪声与振动控制技术也得到了长足的发展。
1. 汽车噪声和振动的来源在了解和掌握噪声和振动控制技术之前,我们首先需要了解噪声和振动的来源。
汽车车身噪声和振动主要来自于以下几个方面:1.1 发动机噪声和振动:汽车的发动机是噪声和振动产生的主要源头之一。
机械运转和爆炸过程会产生很大的噪声和振动。
1.2 路面噪声和振动:汽车在行驶过程中,轮胎和地面的摩擦会产生噪声和振动。
1.3 车辆空气动力学噪声和振动:汽车在高速行驶时,车身与空气的相互作用也会产生噪声和振动。
1.4 车辆骨架噪声和振动:车辆的车架、车身等部件之间的连接和振动也会引起噪声和振动。
2. 噪声和振动控制技术为了降低汽车车身噪声和振动,汽车制造商采用了许多控制技术。
以下是一些常见的噪声和振动控制技术:2.1 降噪材料的应用:制造商在汽车的车身、座椅和地毯等区域采用吸音材料和隔音材料,以吸收和隔离噪声。
2.2 噪声和振动的隔离:通过改善车辆的悬挂系统和减震系统,阻止噪音和振动传递到车身。
2.3 发动机和排气系统的优化:优化发动机和排气系统的设计,减少机械运转和爆炸过程中产生的噪声和振动。
2.4 车身结构的优化:改善车身结构和连接方式,降低车辆骨架噪声和振动。
3. 新技术在噪声和振动控制方面的应用随着科技的不断发展,还有一些新的技术在汽车车身噪声和振动控制方面得到了应用。
3.1 主动噪声和振动控制技术:该技术使用传感器和控制器,对车辆的噪声和振动进行实时监测和控制,以达到降低噪声和振动的效果。
3.2 振动能量回收技术:该技术利用车辆行驶时产生的振动能量,将其转化为电能并储存起来,从而减少能量浪费和噪声产生。
汽车动力系统的噪音与振动控制技术

汽车动力系统的噪音与振动控制技术随着汽车工业的进步和普及,人们对于汽车的噪音和振动控制技术也提出了更高的要求。
本文将就汽车动力系统的噪音与振动控制技术进行论述,介绍相关的理论和应用。
一、汽车噪音与振动现状分析汽车噪音主要来自于发动机、排气系统、传动系统以及轮胎与路面的摩擦等。
同时,汽车的振动也会对车身和零部件产生不同程度的影响。
噪音与振动不仅影响驾乘者的舒适性和健康,也对周围环境造成困扰。
因此,控制和减少汽车动力系统的噪音与振动成为了一项重要的研究课题。
二、噪音与振动的产生机理1. 发动机噪音与振动:发动机的爆震、排气和进气阀门的开闭、曲轴和活塞的运动等都会产生噪音和振动。
2. 排气系统噪音与振动:排气管道和中段消声器的设计和材料选择,直接影响排气系统的噪音和振动。
3. 传动系统噪音与振动:齿轮传动、联轴器和轴承的摩擦和振动等都会产生噪音和振动。
4. 轮胎与路面噪音与振动:车轮与路面的接触会产生颠簸和摩擦,进而产生噪音和振动。
三、汽车动力系统噪音与振动控制技术为了控制和降低汽车动力系统的噪音和振动,相关的技术和措施被研发和应用:1. 发动机隔离措施:使用隔离支撑和悬挂装置来减少发动机噪音和振动的传播。
2. 声学隔离与吸声材料:在车内壁面和底板等位置使用隔音和吸声材料,减少噪音传播。
3. 振动补偿技术:通过控制反馈和振动传感器来实时调整车身和零部件的振动。
4. 换向消音器设计:采用特殊的换向消音器结构和材料,有效降低排气系统噪音。
5. 优化传动系统设计:通过改进齿轮设计、减震装置的使用和优化联轴器等,控制传动系统的噪音和振动。
6. 轮胎和路面的改进:通过改进轮胎的胎面材料和减震结构设计,降低轮胎与路面间的噪音和振动。
四、噪音与振动控制技术的发展前景随着科技的不断进步和汽车工业的发展,噪音与振动控制技术将继续得到改进和完善。
未来的发展趋势包括:1. 新材料的应用:开发和应用高性能的减震材料和吸声材料,提升噪音和振动控制效果。
汽车噪声主动及被动控制方法简述

汽车噪声主动及被动控制方法简述1前言随着汽车工业的发展,汽车给人类的出行带来极大的便利,但同时也带来了噪声污染等社会问题。
汽车噪声过大会影响汽车的舒适性、语言清晰度,甚至影响驾驶员和乘客的心理、生理健康,如果驾驶员长期处于噪声环境中容易引起疲劳造成交通事故和生命危险;同时,汽车噪声过大也会影响路人的身心健康,人们长时间接触噪音,会耳鸣、多梦、心慌及烦躁,或直接引起听力下降甚至失聪,其中由车辆噪音间接引发的交通事故,也并不鲜见。
因此对汽车噪声进行控制就显得非常必要了。
为了治理汽车噪声污染,各国均制定有关标准,我国国家环境保护总局和国家质量监督检验检疫总局于2002年1月4 日联合发布了GB 1495—2002《汽车加速行驶车外噪声限值及测量方法》强制性标准,代替GB 1495—1979,并于2002年10 月1日实施。
表1 国内外车辆行驶噪声限值标准的比较(单位:dBA)新标准是在参考ECE RS1《关于在噪声方面汽车(至少有4个车轮)型式认证的统一规定》基础上制定的。
新标准的出台,改变了过去标准不科学、测试项目不完整的局面,为治理汽车噪声污染提供了有效的控制手段,对完善我国的汽车噪声标准体系将起到积极的推动作用。
2汽车噪声来源汽车是一个包括各种不同性质噪声的综合噪声源,按噪声产生的部位,主要分为与发动机有关的噪声和与排气系统有关的噪声以及与传动系统和轮胎有关的噪声。
(1)发动机发动机噪声包括燃烧、机械、进气、排气、冷却风扇及其他部件发出的噪声。
在发动机各类噪声中,发动机燃烧噪声和机械噪声占主要成分。
燃烧噪声产生于四冲程发动机工作循环中进气、压缩、做功和排气四个行程,快速燃烧冲击和燃烧压力振荡构成了气缸内压力谱的中高频分量。
燃烧噪声是具有一定带宽的连续频率成份,在总噪声的中高频段占有相当比重。
表2 发动机机械噪声类型发动机内位置活塞连杆机构传动机构配气机构柴油机供给系其他部位组成活塞敲击声活塞环摩擦声正时齿轮撞击声皮带传动声链传动噪声喷油器噪声喷油泵噪声高压油管内油压传递声气门开、闭冲击声配气机构冲击声气门弹簧振动声发电机噪声空压机噪声冷却器噪声液压泵噪声机械噪声是指发动机工作时,各零件相对运动引起的撞击,以及机件内部周期性变化的机械作用力在零部件上产生的弹性变形所导致的表面振动而引起的噪声,包括活塞敲击声、气门机构声、正时齿轮声。
噪声控制技术在汽车行业中的应用实践

噪声控制技术在汽车行业中的应用实践随着现代社会的发展,汽车已经成为人们生活中不可或缺的交通工具。
然而,汽车的使用也带来了噪音问题。
汽车引擎、轮胎与路面的摩擦、风阻等都会产生噪音,给人们的生活带来困扰。
为了改善这一问题,噪声控制技术应运而生,并在汽车行业中得到了广泛的应用。
首先,汽车引擎是汽车噪音的主要来源之一。
传统的汽车引擎通常会产生较大的噪音,给驾驶者和乘客带来不适。
为了解决这一问题,汽车制造商开始采用噪声控制技术来降低引擎噪音。
这些技术包括使用隔音材料来减少噪音传播,改进发动机设计以降低振动和噪音产生等。
通过这些措施,汽车引擎的噪音得到了明显的改善,提高了驾驶的舒适性。
其次,轮胎与路面的摩擦也是汽车噪音的重要来源。
当汽车行驶在不平整的路面上时,轮胎与路面之间的摩擦会产生噪音。
为了减少这种噪音,汽车制造商开始使用降噪轮胎。
降噪轮胎采用了特殊的胎纹设计和材料,能够减少与路面的摩擦噪音。
此外,一些汽车制造商还在车身底部增加隔音材料,以进一步降低路面噪音的传播。
这些措施有效地减少了汽车行驶时的噪音,提高了驾驶的安静性。
除了引擎和轮胎噪音的控制,风阻也是汽车噪音的重要因素之一。
当汽车高速行驶时,空气与车身的摩擦会产生噪音。
为了降低这种噪音,汽车制造商采用了各种措施。
例如,改进车身设计,减少空气阻力,从而减少噪音产生。
此外,一些汽车制造商还在车窗、车门等部位增加隔音材料,以阻挡外部噪音的传播。
这些技术的应用使得汽车在高速行驶时的噪音得到了有效的控制,提高了驾驶的安静性和舒适性。
除了以上提到的噪声控制技术,还有许多其他的创新技术在汽车行业中得到了应用。
例如,主动降噪技术可以通过车辆内部的音响系统发出与外部噪音相抵消的声波,从而降低噪音水平。
此外,一些高端汽车还采用了声学玻璃和隔音材料来进一步降低噪音传播。
这些创新技术的应用使得汽车的噪音问题得到了极大的改善,提高了驾驶者和乘客的舒适性。
总之,噪声控制技术在汽车行业中发挥着重要的作用。
噪声控制技术的现状与发展趋势分析

噪声控制技术的现状与发展趋势分析噪声是我们日常生活中无法避免的环境污染之一。
无论是交通噪声、工业噪声还是建筑噪声,都会对人们的健康和生活质量造成不良影响。
因此,噪声控制技术的研究和发展变得尤为重要。
本文将就噪声控制技术的现状和发展趋势进行分析。
首先,我们来看噪声控制技术的现状。
目前,噪声控制技术主要分为两大类:被动噪声控制和主动噪声控制。
被动噪声控制是通过隔离和吸收噪声源来减少噪声的传播和辐射。
常见的被动噪声控制技术包括隔音材料的使用、隔音门窗的安装以及声学隔离墙的建造等。
这些技术可以有效地减少噪声的传播,从而降低噪声对人们的影响。
另一方面,主动噪声控制技术则是通过发出与噪声相反的声波来进行干扰,从而抵消噪声。
主动噪声控制技术主要包括主动噪声消除和主动噪声控制两种形式。
主动噪声消除是通过在噪声源附近放置传感器和扬声器,实时监测噪声并发出与之相反的声波,以达到消除噪声的效果。
主动噪声控制则是通过对噪声进行实时监测和分析,调整噪声源的工作状态,以减少噪声的产生和传播。
这些技术在航空、汽车和家电等领域已经得到了广泛应用。
然而,尽管噪声控制技术在一定程度上取得了一些成果,但仍然存在一些挑战和问题。
首先,噪声控制技术的应用范围还不够广泛。
目前,大多数噪声控制技术主要应用于工业和交通领域,而在家庭和办公环境中的应用还相对较少。
其次,噪声控制技术的成本较高,限制了其在大规模应用中的推广。
此外,噪声控制技术的效果也存在一定的局限性,特别是对于低频噪声的控制效果较差。
然而,随着科技的不断进步和创新,噪声控制技术也在不断发展和完善。
未来,我们可以期待以下几个方面的发展趋势。
首先,随着人们对环境噪声的关注度提高,噪声控制技术的研究和应用将变得更加重要。
其次,随着材料科学和声学技术的进步,新型的隔音材料和装置将会不断涌现,为噪声控制技术的发展提供更多可能。
此外,智能化和自适应技术的应用也将进一步提高噪声控制技术的效果和可靠性。
anc方案

anc方案ANC方案简介ANC(Active Noise Control),即主动噪声控制,是一种通过引入与输入信号相反的噪声,来减小环境噪声的技术方法。
它是利用电子技术和信号处理技术来实现的,适用于消除噪声对人们正常生活和工作所造成的干扰。
ANC方案已在许多领域广泛应用,如音频设备、交通工具和工业环境等。
本文将介绍ANC方案的原理、应用以及未来的发展趋势。
原理ANC方案的原理基于以下几个步骤:1. 麦克风捕捉环境噪声信号。
2. 预处理环境噪声信号,对其进行滤波和放大处理。
3. 生成与环境噪声信号相反的反相信号。
4. 通过耳机或扬声器播放反相信号。
5. 反相信号与环境噪声信号相互抵消,达到降噪效果。
ANC方案基于信号的叠加原理,通过实时采集环境噪声并生成相反的反相信号,对环境噪声进行干扰抵消。
其核心技术是数字信号处理(DSP),通过对噪声信号的采集、滤波和编码解码等处理,使降噪效果更加精确和稳定。
应用ANC方案已经广泛应用于以下领域:1. 音频设备ANC技术在耳机和扬声器等音频设备中得到了广泛应用。
通过将降噪功能融入耳机和扬声器中,可以让用户在嘈杂的环境中享受更清晰、更优质的音频体验。
无论是在户外使用还是在办公室享受音乐,ANC技术都能有效减少环境噪声对音频的干扰,提升听觉感受。
2. 交通工具ANC技术在汽车、火车和飞机等交通工具中有着广泛的应用。
这些交通工具的引擎声、路面噪声以及风噪等都会对乘客的舒适度和健康产生不良影响。
通过将ANC技术应用于车辆或飞机的音响系统中,可以实现对车内或机舱内环境噪声的实时补偿和抵消,为乘客提供更加安静和舒适的旅行环境。
3. 工业环境在工业生产过程中,机器设备的运行噪声可能对工人的健康产生负面影响。
通过在生产线上安装ANC系统,可以实时监测环境噪声,并通过发出反相信号来减少噪声的影响。
这不仅可以提高工人的工作环境,还可以降低工伤风险,改善生产效率。
发展趋势ANC方案作为一种先进的降噪技术,未来有着广阔的发展前景。
汽车nvh技术研究现状与展望
汽车nvh技术研究现状与展望随着人们对汽车舒适性的要求日益提高,汽车NVH技术(噪音、振动、刚度)的研究与应用越来越受到关注。
目前,汽车NVH 技术已经成为汽车工业中不可或缺的一部分,其研究涉及汽车结构设计、材料选用、降噪技术等多个方面。
本文将就汽车NVH技术的现状与展望进行探讨。
一、汽车NVH技术的现状1.噪音控制噪音是汽车NVH技术研究的重点之一。
目前,汽车噪音的主要来源包括发动机、轮胎、空气阻力、空调系统等。
为了降低噪音,汽车厂商采用了多种技术手段,如隔音材料、减震器、吸音材料等。
同时,一些新兴技术也被应用于汽车噪音控制,如主动降噪技术、声波屏蔽技术、主动噪音控制技术等。
2.振动控制振动是汽车NVH技术中另一个重要的研究方向。
汽车在行驶过程中会产生多种振动,如发动机振动、轮胎振动、地面振动等。
这些振动会影响驾乘者的舒适性和安全性。
因此,汽车厂商也在振动控制方面不断进行研究和应用。
现代汽车普遍使用的减震器、悬挂系统等就是振动控制的技术手段之一。
3.刚度控制刚度是汽车NVH技术中的另一个关键要素。
汽车的刚度会影响其操控性、动态性能等方面。
为了提高汽车的刚度,厂商采用了多种技术手段,如加强车身结构、增加承载梁等。
此外,一些新型材料的应用也为汽车的刚度控制提供了新的途径。
二、汽车NVH技术的展望1.新兴技术的应用随着科技的不断进步,一些新兴技术也逐渐应用到汽车NVH技术中,如人工智能、传感器技术、虚拟现实技术等。
这些技术的应用将进一步提高汽车NVH技术的水平,为驾乘者提供更加优质的驾乘体验。
2.环保技术的应用在当前社会对环保问题的高度关注下,汽车NVH技术也需要向环保技术的方向发展。
例如,厂商可以采用环保材料来减少噪音、振动、刚度等问题。
此外,汽车NVH技术的应用也可以帮助减少汽车对环境的影响。
3.个性化需求的满足随着消费者个性化需求的不断增长,汽车NVH技术也需要向个性化方向发展。
例如,消费者可以根据自己的喜好来定制汽车的噪音、振动、刚度等特征,以满足个性化需求。
车内噪声主动控制技术现状及发展趋势
科技资讯S I N &T NOLOGY I NFORM TI O N车内噪声主动控制技术现状及发展趋势钱燕(无锡职业技术学院江苏无锡214121)摘要:本文首先介绍了噪声主动控制技术在车内应用的发展历程,然后介绍我国开展车内噪声主动控制技术的一些研究,最后对车内噪声主动控制技术的未来作了展望。
关键词:主动控制车内噪声中图分类号:TB53文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2008)01(c )-0004-021引言低频噪声是车辆舱室内部噪声的主要成分。
传统噪声控制技术,多采用阻尼比较大的材料,利用隔声、隔振,甚至重新进行结构设计来控制噪声,对一些车身结构的振动及其辐射的低频噪声仍无法得到有效控制。
而噪声主动控制(A c t i ve Noi s e Co nt r o l ,简称ANC)技术在消声机制、控制机理及系统研究和应用等方面,弥补了噪声被动控制的诸多不足,特别是在控制管道低频噪声中获得了良好的降噪效果,因而倍受噪声控制界的关注和重视。
2车内噪声主动控制技术的发展历程车内(封闭空间)噪声的主动控制技术最早出现在上世纪80年代。
英国I SVR 的Ne l s o n 等人在封闭空间有源消声理论研究和技术方面做了大量工作,研究了有源消声系统次级声源阵列和监测传声器的最优布放问题,并开始在飞机舱室和轿车车内进行自适应有源降噪研究。
1983年,挪威的T.Be r ge 在柴油车驾驶室内采用有源消声,取得了在着火频率处降噪15.7dB 的效果。
1984年,美国通用汽车公司的J.Os w a l d 提出了第一个主动控制系统,用自适应有源降噪方法对柴油车驾驶室进行研究。
系统由分立元件构成,采用发动机转速信号分频方法产生多阶正弦波参考信号,经过控制器进行调幅、倒相处理,反馈给次级电声系统,产生抵消处噪声的反噪声。
声学部分采用单次级源、单监测传声器。
实验结果表明,对由发动机几个低阶谐量引起的室内低频噪声降噪效果明显,可使谐阶噪声仅高出本底噪声(5~7)dB 。
汽车nvh技术的发展现状
汽车nvh技术的发展现状
汽车nvh技术是指对汽车噪音、振动和刚度的控制技术,它是汽车制造业中非常重要的一项技术。
随着人们对汽车舒适性的要求越来越高,汽车nvh技术的发展也越来越重视。
目前,汽车nvh技术的发展主要集中在以下几个方面:
1. 噪音控制:通过优化车辆结构、降低发动机噪音、减少风噪等方式,实现车内静音效果。
2. 振动控制:通过调整车辆悬挂系统、底盘结构等,减少车身振动对车内乘员的影响,提高车辆行驶的平顺度和舒适度。
3. 刚度控制:通过增加车身刚度,提高整车的结构强度和稳定性,减少车身变形和噪音产生。
4. 主动降噪技术:采用电子控制技术,通过车内麦克风和扬声器,实现对车内噪音的实时监测和消除。
5. 电力化驱动的nvh控制技术:随着新能源汽车的快速发展,电力化驱动的nvh控制技术也得到了广泛应用,可以有效降低电动汽车的噪音和振动。
总的来说,汽车nvh技术的发展趋势是:将传统的被动控制技术向主动控制技术转变,结合先进的电子技术和智能控制算法,实现更精确、更高效的噪音、振动和刚度控制。
同时,汽车nvh技术还将和其他领域的技术融合,为汽车制造业带来更多的创新和发展机遇。
- 1 -。
汽车噪音与振动控制技术的研究与应用
汽车噪音与振动控制技术的研究与应用汽车噪音和振动对驾驶者和乘客的舒适性和驾驶安全性有着重要影响。
随着汽车工业的发展和人们对舒适性要求的提高,研究和应用汽车噪音和振动控制技术变得愈发重要。
本文将从汽车噪音与振动控制的背景、技术原理和应用前景等方面进行论述。
一、背景汽车作为人们日常生活中必不可少的交通工具,其噪音和振动问题一直是我们关注的焦点。
在过去的几十年中,随着技术的进步和汽车制造业的发展,汽车的噪音和振动水平已经有了显著改善。
然而,仍然存在一些问题需要解决。
比如发动机噪音、轮胎噪音、风噪音等都会对驾驶员和乘客的体验产生负面影响。
二、技术原理1. 主动噪音与振动控制技术主动噪音与振动控制技术是通过引入控制系统来减小噪音和振动的。
其原理是在汽车的结构中安装噪音与振动传感器,实时采集噪声和振动的信号,然后将信号输入控制器中进行信号处理,并通过执行器产生反向相位的振动信号,以减小噪音和振动的幅度。
主动噪音与振动控制技术能够在车辆行驶过程中实时地产生相位差,从而实现噪音和振动的控制。
2. 被动噪音与振动控制技术被动噪音与振动控制技术是通过吸收和隔离的手段来减小噪音和振动的。
其原理是通过在汽车车身和底盘中运用吸音材料和隔音材料,从而降低噪音和振动的传播。
被动噪音与振动控制技术主要通过改变材料的特性来实现,如降低材料的传声性和传递性等。
被动噪音与振动控制技术相对主动技术而言成本更低,但其控制效果相对较弱。
三、应用前景随着科技的不断发展和工程技术的进步,汽车噪音与振动控制技术的应用前景十分广阔。
首先,主动噪音与振动控制技术发展趋势明显。
现代汽车智能化水平的提升将为主动噪音与振动控制技术提供更广阔的应用空间;其次,被动噪音与振动控制技术也在不断完善。
新型材料的开发、制造工艺的改进将为被动控制技术的应用提供更多选择;再次,基于混合技术的整体噪音与振动控制系统有望成为未来的发展方向。
混合技术将主动与被动技术融合,充分发挥两者的优点,提升整体的噪音与振动控制效果。
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车内噪声控制技术及发展趋势摘要:分析了汽车车内噪声产生的机理,评述了车内噪声被动控制技术的三个途径,并对主动控制技术在汽车减振降噪领域的应用作了探讨和展望。
关键词:减振;噪声控制;汽车前言噪声、振动和舒适性是衡量现代汽车制造质量的一个综合性技术指标,也是世界汽车业各大整车制造企业和零部件企业关注的问题之一。
车内噪声影响驾驶员和乘客的身心健康、行车安全以及乘车舒适性。
为了提高车辆的舒适性。
世界各大汽车公司都对车内噪声水平制定了严格的控制标准,将车内噪声控制作为重要的研究方向。
现代汽车既是交通工具,又是人们生活空间的一部分,随着汽车制造水平的提高和消费者对舒适性要求的提高,对汽车噪声控制的研究也越来越深入。
因此掌握车内噪声产生机理,采取相应的减振降噪技术加以控制是十分必要的。
智能材料结构的出现以及主动控制技术的发展为振动与噪声的控制开辟了新的途径。
1 车内噪声产生机理汽车车内噪声的来源可以从两个传播途径加以分类,即固体传播和空气传播。
具体来讲,根据车内噪声产生的不同振动源和噪声源又可分为以下几种:(1)动力传动系统噪声。
发动机燃烧和惯性力引起的振动,传至车身引起弯曲振动和扭转振动,向车内辐射中、低频噪声,发动机运行产生的排气噪声、进气噪声、风扇噪声等。
由空气通过车身的孔、缝隙传至车内或通过车身板壁透声至车内,传动系由于质量不平衡及齿轮啮合产生的振动,传至车身引起振动进而辐射中、低频噪声至车内。
(2)路面不平度激励引起的噪声。
路面激励通过悬架等引起车身振动造成车内低频噪声。
(3)车轮噪声。
由于车轮不平衡引起的振动传至车身引起振动,产生车内低频噪声,轮胎与地面的摩擦声(路噪)通过车底板传到车内。
(4)空气扰动噪声。
高速行驶时,汽车冲破空气幕产生的碰撞及摩擦对车身的激励造成车身高频振动.在车内产生高频噪声。
(5)其他噪声。
驾驶舱内饰板等部件发生振动产生的内部噪声;空调系统产生的噪声;制动系统产生的噪声等。
以上可知,固体传播振动通过结构件传播至车身,引起车身的振动,再由车身板壁振动辐射噪声至车内,形成车内噪声;空气传播则将各种噪声源所辐射的噪声通过空气,由车身的缝隙或孔洞传播至车内,形成车内噪声。
而对于车身而言,本身结构的固有频率、振型、阻尼等模态参数,对车内噪声的形成有着重要的作用。
当外界激励与车身固有频率一致时,车身发生共振,可使噪声放大;同时,车身上外界振动输入点的动刚度对振动能量的输入也有很大影响,在一定程度上影响着车内噪声水平。
实践表明,中低频(3O-400Hz)车内噪声主要由固体传播这一途径造成,而高频车内噪声则以空气传播为主。
如果能够削弱或消除固体传播,则可使车内噪声大大降低。
2 被动控制技术被动控制降噪技术多从以下三方面着手:一是消除或减弱声源噪声;二是控制噪声传播途径,阻断固体传播;三是保护噪声接受者。
2.1 消除、减弱噪声源首先,在开发过程中,必须对汽车进行减振降噪结构设计。
目前国外已有用于研究汽车噪声与振动的软件工具,帮助设计者识别、隔离和排除可能的噪声源。
例如使用ANSYS有限元分析软件进行轿车的空腔声学模态分析,得到声学模态频率和振型,并结合声学试验分析和轿车车顶棚、前挡风玻璃有限元模态分析,进行针对降低车内噪声的结构设计。
另外,零部件生产企业也会遇到振动、噪声问题,设计者考虑的问题也不单纯是零部件的本身,而是零部件与零部件之间,零部件与整车之间的关系。
其次,在降噪处理时,减弱声源的途径主要有:①对发声部件采用消声器,对振动部件采用减振器;②采用或改进密封元件来消除泄漏气流的间隙,增加密封压力。
2.2 控制噪声传播途径通过阻尼隔振、隔声、吸声等措施来改善振源和车身的传递关系,从而达到降噪的目的。
(1)振动与噪声的阻尼控制有三种方式:一是通过表面阻尼处理来提高结构阻尼、抑制共振、改善结构抗振降噪性能。
目前在汽车上使用的阻尼材料有:①沥青类阻尼材料;②橡胶类阻尼材料(均已广泛用于汽车);③车用阻尼涂料,它是减少振幅、降低噪声和隔热吸音的功能性涂料,已在汽车上得到了广泛应用;④采用新技术的宽温域阻尼材料,此材料在各种复杂的条件下都能起到减振、降噪、隔音、隔热的作用,目前已试用于国产客车上。
二是采用高阻尼材料制作汽车零部件,目前高阻尼Al—Zn系合金已用于制作汽车发动机盖的材料。
三是通过阻尼隔振技术来防止振动传人车内。
(2)隔声。
车内隔声结构一般根据阻尼减振、隔声和吸声等多项要求,在不同部位适当组合吸声防振材料而构成。
应根据所隔噪声的特点、隔声材料、结构性能和成本来选择隔声结构。
(3)吸声。
在声空间的界面上附加吸声材料,从而空气波入射到这些界面时,声能量由吸声材料的内损耗而转变为热能。
避免声的反射而出现的混响作用,从而减小声空间的声压级,达到控制车内噪声的目的。
车内顶棚、底板和侧壁内饰衬垫应尽量使用本身具有吸声性能的材料,同时隔声与吸声应综合考虑,以实现用最少的材料,最简单的结构来控制车内噪声。
目前在汽车上使用的吸声材料主要有:①多孔性吸声材料,这类材料主要有玻璃棉、毛毡等;②开孔壁吸声材料,车身顶部内饰面即采用这种吸声材料。
2.3 保护噪声接受者这主要是对保护车内驾驶员或乘客而言,常用的方法有使用防声耳塞、耳罩和防声帽盔等。
上述被动控制技术大多能对车内中、高频噪声进行有效控制,但对低频噪声控制效果基本上都不明显。
3 主动控制技术被动噪声控制技术往往与汽车轻量化的目标相矛盾,而且一些车身结构的振动及其辐射的噪声仍无法得到有效控制。
若在噪声控制过程中,有附加能源参与控制过程,则此类方法被称为噪声的主动控制或有源控制。
另外,随着智能材料结构的出现以及主动控制技术的发展,可实现智能结构系统的噪声主动控制。
3.1 噪声的有源控制基于原始声源产生噪声以后,置于声场中的多个传声器迅速检测到声源信号,并通过信号放大及相位调节送入相应的附加声源中,使该附加声源产生的声能量与原始声源产生的噪声相互抵消,从而达到噪声控制的目的。
因此,有源消声适应的环境是以声场中的声能量减小为目的的场合,所需要的设备是多个传声器及具有运算、信号放大等功能的计算元件和信号放大元件,此外还需要多个执行器件(如扬声器)。
微电子学的进步,使利用“反噪声”来减小噪声在经济上成为可能。
3.2 智能结构系统的噪声主动控制3.2.1 智能材料和结构概述智能材料结构的出现以及主动控制技术的发展,为振动和噪声的控制开辟了新的途径。
实现智能结构的基本逻辑构思就是:将驱动元件和传感元件紧密融合在结构中,同时也将逻辑控制电路、信号处理器、功率放大器、信息处理和人工智能环节以及数据传输总线等集成在结构中,通过机械、热、电、磁等激励和控制,使智能结构不仅具有承受载荷的能力,还具有识别、分析、处理及控制等多种功能。
从原理上讲任何一种存在机械量与非机械量(电、热、磁、光)耦合的物理材料都可称之为智能材料,可用于智能结构中驱动和传感元件的设计。
智能结构中的驱动器将电量、电场强度、磁通量等非机械量转变为应变、位移等机械量,以实现结构的应变或位移驱动的目的。
智能结构中的传感器则正好与驱动器的功能相反,它将机械量转变为非机械信号作为控制器的信号输入。
目前用于智能结构驱动器设计的材料有:利用机电耦合现象的压电材料和电流变流体、利用磁场与应变场耦合的磁流变流体和利用温度场与应变场强烈耦合的形状记忆合金等。
用于智能结构传感器设计的材料有:压电材料、光导纤维、电阻应变丝和疲劳寿命丝等。
3.2.2 电/磁流变减振器的控制电/磁流变减振器属于主动减振器,其阻尼力是通过孔道的节流阻力来实现的。
不加电磁场时,减振器的阻尼力较小;加电磁场后,作为减振器工作液的电磁流变流体的粘性流动阻力增大,其孔道节流阻尼力也增大,减振器的性能随之改变。
由于电/磁流变流体的响应速度很快,故可根据汽车的行驶状态通过电磁场控制减振器的性能参数,从而达到主动减振的目的。
目前电子技术及集成电路技术的发展水平是可以满足电/磁流变减振器的响应能力的控制要求的。
在汽车半主动悬架系统减振器的减振液常选用磁流变液体。
目前,一些工业发达国家对磁流变技术进行了大量的研究工作,已有一些产品问世。
如Lord公司开发的商业磁流变液MRX一126PD,采用单出杆活塞缸结构设计的磁流变减振器已用于大型载重汽车司机座椅半主动悬架减振系统。
发动机电流变隔振悬置可有效地减小发动机产生的振动,起到隔振降噪的作用。
我国在磁流变技术的开发方面还处于起步阶段,磁流变减振器具有体积小、功耗少、阻尼力大和可调范围广、频响高.适应面大的特点,特别是它能根据振动系统产生最佳阻尼力,在汽车领域具有极其广阔的应用前景。
3.2.3 压电材料的智能结构控制用压电智能材料制成的元件即压电元件,当对压电元件施加机械变形时,产生正压电效应,即引起内部正负电荷中心发生相对移动而产生电的极化,从而导致元件两个表面上出现相反的束缚电荷,且电荷密度与外力成比例。
正压电效应反映其具有将机械能转变电能的能力,检测出元件上的电荷变化,即可得元件或元件嵌入处结构的变形量,利用此效应.可将压电材料制成传感元件。
如在压电元件两表面上加以电压.则产生逆压电效应,即压电元件内部正负电荷中心产生相对位移,导致变形。
逆压电效应反映其具有将电能变成机械能的能力,利用此效应,可将压电材料制成驱动元件。
利用压电智能材料降低车内噪声,是通过对车身振动的主动控制来实现的。
其基本原理是把分别作为传感器和驱动器的压电元件粘贴或嵌入车身结构(如板、壳、梁)中,传感器感受到车身结构振动,产生相应的振动信号并反馈到电子控制单元(ECU),经相应的控制算法进行处理后产生相应的控制信号,控制信号经功率放大后,驱动驱动器使车身结构产生应变以改变结构的动态阻尼,来实现对车身的主动控制,从而抑制车内噪声。
噪声主动控制技术的最突出优点有两个:一是主动性。
可根据所控制噪声的特性,相应地设计和改变控制系统的各种特性,使控制具有针对性和目标性;二是低频噪声控制效果好,弥补了噪声被动控制技术的不足。
此外,噪声主动控制系统体积小自质量轻。
并且对汽车的结构及工作特性几乎没有影响。
噪声主动控制技术。
作为一种能够有效地控制车内低频噪声的方法。
已逐渐成为汽车车内噪声控制的发展趋势。
4 结束语随着汽车工业的发展.人们对汽车舒适性的要求越来越高。
因此也对车内减振降噪技术的要求也越来越高,主动控制技术的研究尚处于发展阶段,与技术成熟和普及还有一定距离。
但随着电子技术、控制技术和材料结构的发展。
我们有理由相信:主动控制技术必将在汽车减振降噪方面得到广泛应用。
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