进气系统的噪声及其调音

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汽车进气系统噪声的消声设计与优化

汽车进气系统噪声的消声设计与优化

汽车进气系统噪声的消声设计与优化刘顺(安徽机电职业技术学院数控工程系,安徽芜湖241002)摘要:针对某型汽车研发过程中存在的进气系统噪声问题,利用赫姆霍兹谐振腔的消声原理对谐振腔的结构进行了优化和改进。

试验结果表明改进后的谐振腔消声效果很好。

关键词:进气系统;赫姆霍兹谐振腔;传递损失中图分类号:TK411+.6文献标识码:A文章编号:2095-7726(2018)06-0066-03汽车产生的噪声主要来源于汽车发动机,按噪声产生的机理划分,发动机噪声可分为结构振动噪声和空气动力噪声。

进气噪声就是进气过程中发动机发生的空气动力噪声,因此优化整车消声设计和降低进气系统噪声是降低汽车噪声的重要手段[1-3]。

在某型汽车的研发过程中,笔者在3档节气门全开工况(3^WOT )条件下的测试中,发现司机左耳(DLE,driver left ear )位置的噪声在发动机转速等于3150r/min 时产生,其中6阶激励产生的噪声最为突出。

针对这一问题,笔者从进气噪声产生的机理出发,设计、优化和改进了谐振腔的结构,降低了进气系统的噪声,在一定程度上消除了噪声对整车的影响。

1赫姆霍兹共振消声器的设计1.1赫姆霍兹消声器的结构进气系统的共振消音器包括赫姆霍兹消声器和四分之一波长管两部分。

赫姆霍兹消声器的传递损失是指针对某一个频率和以该频率为中心的窄带噪声。

通常情况下,低频噪声都是通过赫姆霍兹消声器降低的,图1为赫姆霍兹消声器的结构示意图[4-5]。

赫姆霍兹消声器为其中,c 为空气中的声速,l c 为连接管长度,S c 为连接管的截面积,V 为谐振腔的容积。

1.2谐振腔的工作原理赫姆霍兹消声器类似于动力减振器(图2)。

动力减振器中附加一个质量为m 2的吸振器和一个阻尼为k 2的弹簧组成的子系统,子系统的运动可以抵消主系统中某个频率的振动。

赫姆霍兹消声器的空腔类似于弹簧,连接管中的空气类似于动力减振器中的吸振器。

声波在管道中传播,经过赫姆霍兹消声器时,声波的阻抗发生了变化,部分声能被反射,构成了反射波,该反射波与进气管道中声波的对应频率的相位正好相反,能量可以相互抵消,这就起到了消除某个频率声波的作用,因而也就降低了某个频率的噪声。

某轻型客车进气系统噪声改进

某轻型客车进气系统噪声改进

某轻型客车进气系统噪声改进轻型客车进气系统噪声改进方案随着汽车市场的不断发展,轻型客车的销量越来越高。

然而,随着汽车的使用时间的增加,各种各样的问题也随之而来,其中一个问题就是车辆进气系统的噪声问题。

对于驾驶员和乘客来说,进气噪声是非常令人讨厌的。

因此,本文将探讨一种改进轻型客车进气系统噪声的方案。

首先,了解产生进气噪声的原因是非常重要的。

进气噪声主要是由引擎进气管中的气流引起的,随着气流的进入带来的振动导致噪声产生。

因此,为了解决进气噪声问题,我们需要在设计进气系统时,将该问题考虑在内。

其次,我们可以在改变进气道的直径和长度方面进行尝试。

更多研究表明,当进气道的长度和直径比例符合一定的比例时,可以减少进气噪声。

在过去的设计中,进气道的长度和直径比例并不理想,而更改进气道的长度和直径比例将有助于减少进气噪声。

此外,我们还可以针对进气道中的障碍物进行调整。

在进气道中,如果摆放了一些本来不应该存在于其中的障碍物,例如气门、调节器、排气等。

这些障碍物会使气流发生剧烈的变化,产生噪声。

因此,我们可以优化进气道,将障碍物从进气道中移走,从而减少噪声。

最后,我们可以使用声学波导来解决进气噪声问题。

声学波导是一种管道,通过将气体引导到管道中的某个区域,然后将气体泄放到环境中,来控制气流动态。

因此,我们可以在进气系统中引入声学波导,从而将气流引导到管道中的某个区域,然后将气体泄放到环境中,来控制气流动态,从而减少进气噪声。

总体来说,针对轻型客车进气系统噪声问题,可以使用的改进方案有很多。

尝试更改进气道的直径和长度比例,移除进气管中的障碍物和使用声学波导等方法都可以显著减少噪声。

当然,为了确保改进方案的稳定性和可靠性,对于轻型客车的进气组件的材质和制造工艺也需要优化和升级。

除了以上提到的改进方案外,我们还可以采用其他的措施来减少进气噪声。

首先,可以在进气管道的壁面上附加吸音材料,例如聚酯纤维或泡沫塑料等。

这些吸音材料可以降低噪声的反射和传播,进而减少噪声水平。

进气与排气系统的主动与半主动噪声控制

进气与排气系统的主动与半主动噪声控制

第七章进气与排气系统的主动与半主动噪声控制第一节噪声控制基础一.概述主动控制的概念是1933年由Lueg提出。

他的设想很简单,就是在管道中安装一个传感器提取声学信号,然后经过一个控制器产生一个大小与管道声压幅值相等但是相位相反的声信号来抵消管道中的声音。

图7.1为Lueg的设计。

图7.1 Lueg的主动消音控制设想五十年代,Olson做了许多主动消音的研究,他试图用这种方法消除管道中、房间内和防护耳塞的噪声。

从那以后的几十年内,很多学者开始从事这方面的研究。

八十年代后,很多人申请专利。

但是这方面研究和应用的进展却非常缓慢,原因有三方面。

第一是受到电子技术发展的制约。

在这项技术中,控制是最关键的,当快速控制系统没有发明之前,要实现主动噪声与振动控制是非常困难的。

第二主动噪声与振动控制要涉及到很多方面,比如电子技术、振动噪声理论、信号处理等等。

第三是当电子和控制技术成熟,实现主动噪声与振动控制是可行的时候,却受到成本因素的限制。

所以即使到了二十世纪的最后年代,主动噪声与振动控制多半还是停留在学术和研究阶段。

近十年来,电子和控制设备成本以及控制软件价格的大幅度下降,主动噪声与振动控制在汽车上的广泛应用才变得现实。

为什么要使用主动噪声与振动控制呢?这里有两个原因,第一是政府,第二是顾客。

政府法规对汽车的排放污染和噪声污染限制越来越严。

比如在以往的三十多年里,欧洲的通过噪声标准不断提高。

关于通过噪声的详情请参考第二十一章“汽车噪声与振动的评价”。

现在发动机的功率越来越大,产生的振动与噪声也在增加,可是顾客对汽车的安静与舒适要求却越来越高。

为了满足这两方面的要求,就必须采用更多的噪声与振动控制设备,而且消音器的容积越来越大。

可是重量增加会影响到汽车行驶的经济性能,体积的增加又受到安装空间的限制。

於是主动控制慢慢地在汽车上应用起来。

二.开环控制和闭环控制图7.2表示一个开环控制系统。

在这个系统内,控制对象的特征是确定的,系统的输出完全取决于输入。

发动机进气系统噪声的优化

发动机进气系统噪声的优化

发动机进气系统噪声的优化(文章来源:盖世汽车社区)图1 进气口噪声进气噪声是考察汽车NVH性能的重要内容之一,利用CAE技术优化进气系统噪声的过程,在该过程中,利用Sysnoise软件精确地模拟进气系统的声场特性,可为优化设计提供改进思路,不仅能加快开发过程,而且能节约开发成本。

现在NVH(噪声、振动与舒适性)性能已经成为评价汽车品质的一个重要指标。

各大整车厂都致力于通过提高汽车的NVH性能来提升其品牌价值与市场竞争力。

同时,随着人们对噪声污染的不断重视,针对汽车噪声的法规也愈加严格。

进气噪声作为汽车的一个重要噪声源也得到了足够的重视。

而传统的设计手段已不能针对市场需求,快速反应,设计出满足要求的进气系统。

运用现代的CAE技术开发进气系统势在必行。

本文阐述了一款自吸发动机进气系统噪声的优化过程。

在该过程中运用CAE技术,分析了整个进气系统(包括进气歧管在内)的声场特性,发现了原进气系统在降噪方面的缺陷。

通过计算分析,合理设计、布置消声单元,弥补了原进气系统在降噪方面的不足。

图2 直管进气口处的噪声进气系统噪声源及降噪措施1. 进气系统噪声源发动机的进气系统是一个非常复杂的噪声源,包含各种类型的噪声,每种噪声产生的机理各不相同。

因此,对进气系统噪声进行优化首先要明确各个噪声源产生的原因,并确定各个噪声源的贡献量,再有针对性地解决噪声问题。

进气系统噪声从总体上可以分为空气噪声和结构噪声两大类。

空气噪声包括脉动噪声和流体噪声。

脉动噪声由进气门的周期性开、闭而产生的压力起伏变化而形成,这部分噪声主要影响进气系统低频噪声特性。

另外,在进气管空气柱的固有频率与周期性脉动噪声的主要频率一致时,会产生空气柱的共鸣声。

此外,由于进气口和前侧板之间可能形成一个共鸣腔,因此也可能产生额外的共鸣噪声。

流体噪声是气流以高速流经进气门流通截面,形成涡流,产生的高频噪声。

由于进气门流通截面是不断变化的,因此这种噪声具有一定宽度的频率分布,主要频率成分在1 000Hz以上。

优化车辆进气系统降低车内加速噪声

优化车辆进气系统降低车内加速噪声

优化车辆进气系统降低车内加速噪声车辆加速时会产生噪声,这是由于高速气流在进气系统内产生的振动噪声所致。

因此,优化车辆进气系统可以降低车内的加速噪声。

本文将从三个方面阐述优化车辆进气系统的方法。

1.更换气门材质气门是进气系统中的重要组成部分,它的质量和材料会极大影响噪声水平。

较高质量的气门材料可以帮助减少噪音的产生。

常见的气门材质有钢铁、铸铁、钛合金和树脂等。

其中,钢铁和铸铁的气门相对比较重,容易产生振动噪声,因此更换为钛合金或树脂材质的气门可以显著降低噪音的产生。

2.优化进气道设计进气道的设计也会影响噪音水平。

如果进气道的设计不合理,会导致高速气流产生振动噪声。

因此,优化进气道设计可以降低噪声的产生。

具体的方法包括输送管道的优化、减少转弯的数量和增加滤波材料等。

同时,在气门和进气道之间添加避免反向流的附加部件,也可有效降低噪音。

3.增加阻尼材料进气系统中的阻尼材料是调整噪音水平的有效方法。

增加适当的阻尼材料可以降低振动和噪声的传播。

较常见的阻尼材料包括泡沫、树脂、橡胶、软质金属等。

在汽车进气系统中,可将阻尼材料附加于吸气道的壁面或护板之间,也可以将材料整个包裹在管道内,以达到减少振动和噪音的目的。

综上所述,更换气门材质、优化进气道设计和增加阻尼材料是优化车辆进气系统降低车内加速噪声的常见方法。

实际应用时需要根据进气系统的具体情况进行选择和搭配。

通过有效地优化进气系统的设计和材料,可以有效地减少汽车车内的噪声,提高旅行的舒适度。

除了上述三种方法外,还有其他一些优化车辆进气系统降低车内加速噪声的方法。

例如,使用降噪装置可以将进气系统噪音降至最低。

此外,车辆的动力系统和排气系统也会产生噪声,因此对这些系统进行优化也可以降低车内噪音。

对于高性能车来说,降低车内噪音也是很重要的。

因为噪音会对驾驶员的注意力产生干扰,从而影响驾驶安全。

因此,一些高端汽车生产商在设计进气系统时已经将降噪作为一个重要的考虑因素。

降低发动机进气系统噪声的研究

降低发动机进气系统噪声的研究

降低发动机进气系统噪声的研究现代汽车发动机进气系统的噪声是一个重要的问题,尤其是在高压缩比和高转速的情况下,会造成相当大的噪声污染。

高噪声不仅会影响乘车者的舒适性,也会降低发动机的性能和工作效率。

为了降低发动机进气系统的噪声,许多研究人员对此进行了广泛的研究。

降低噪声的主要方法有两种,一种是通过外部隔音,另一种是通过内部减震和降噪。

在外部隔音方面,最重要的是减少发动机与驾驶室之间的传声。

这可以通过使用隔音材料和空气隔音系统来实现,从而显著降低汽车内部噪音水平。

在内部减震和降噪方面,主要有以下几种方法:第一种是优化进气系统的设计。

优化进气总成的设计可以降低气流的涡流噪声和气体压力扰动噪声。

具体来说,可以采用光滑的气道设计、优化进气系统的截面和曲率,以及增加缓解噪声的附加装置等。

第二种是降低进气中的噪声。

对于发动机进气系统来说,如果空气通过空气滤清器和进气歧管时发出噪音,则可以降低这些部件的噪音水平。

具体来说,可以优化空气滤清器的设计,减少噪音的产生和传播,或者使用音频缓冲器来吸收噪音。

第三种是改善发动机的机械结构。

我们知道,某些发动机结构(如吸气阀门,进气歧管等)会产生噪音。

在这种情况下,可以通过缓冲、吸声等方法降低噪声。

具体来说,可以使用吸波材料、减震垫等附加装置来降低噪声。

总之,在研究发动机进气系统的噪声减少方面,需要对汽车的全局噪声情况进行综合考虑,进行全面的设计和优化,以便在尽可能降低噪声的同时保证汽车的性能和安全。

在今后的研究中,可以通过特定的模型和试验,进一步改善和优化发动机进气系统的噪声问题。

除了上述方法,还有其他一些较为高级的技术可以用于降低发动机进气系统噪声。

例如,一些研究人员使用被动和主动降噪系统来降低进气噪声。

被动降噪系统通常使用吸声材料和隔音设备来吸收和隔离噪声。

而主动降噪系统则利用扬声器和与发动机相关的传感器来检测和产生反向声波,从而抵消噪声。

此外,还可以使用CFD仿真技术来优化发动机进气系统的噪声,以确保气道的光滑度并减少气流噪声。

发动机进气系统噪声优化

发动机进气系统噪声优化

发动机进气系统噪声优化1 前言现在NVH(噪声、振动与舒适性)性能已经成为评价汽车品质的一个重要指标。

各大整车厂都致力于通过提高汽车的NVH 性能来提升其品牌价值与市场竞争力。

同时,随着人们对噪声污染的不断重视,针对汽车噪声的法规也不断严格[1] 。

进气噪声作为汽车的一个重要噪声源也得到了足够的重视。

而传统的设计手段已不能针对市场需求,快速反应,设计出满足要求的进气系统。

运用现代的CAE 技术开发进气系统势在必行。

本文阐述了一款自吸发动机进气系统噪声的优化过程。

在该过程中运用CAE 技术,分析了整个进气系统(包括进气歧管在内)的声场特性,发现原进气系统在降噪作用方面的缺陷。

通过计算分析,合理设计、布置消声单元,祢补了原进气系统在降噪方面的不足。

2,发动机进气系统噪声源及降噪措施2.1 发动机进气系统噪声源发动机的进气系统是一个非常复杂的噪声源,包含各种类型的噪声,每种噪声产生的机理也各不相同。

因此,对进气系统噪声进行优化首先要明确各个噪声源产生的原因,并确定各个噪声源的贡献量,再有针对性地解决噪声问题。

进气系统噪声从总体上可以分为空气噪声和结构噪声两大类。

空气噪声包括脉动噪声和流体噪声。

脉动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[2] 。

这部分噪声主要影响进气系统低频噪声特性。

另外如果进气管的空气柱的固有频率与周期性脉动噪声的主要频率一致时,会产生空气柱的共鸣声。

此外由于进气口和前侧板之间可能形成一个共鸣腔,可能产生额外的共鸣噪声[3] 。

流体噪声是气流以高速流经进气门流通截面,形成涡流,产生的高频噪声。

由于进气门流通截面是不断变化的,故这种噪声具有一定宽度的频率分布,主要频率成分在1000Hz 以上。

此外在节气门体处有时也会产生涡流噪声。

进气系统结构辐射噪声,是由于塑料壳体较小的刚度特性造成的,在内部压力波。

汽车进气系统的噪声与振动讲解

汽车进气系统的噪声与振动讲解

(一) 进气系统空气是燃烧最重要的成分之一。

空气是通过进气系统进入发动机汽缸的,与燃油混合。

点火后,燃油在空气中燃烧后释放出化学能量,化学能量转变成热能,然后再转变成机械能量。

机械能量推动曲柄连杆机构做工,然后推动汽车前进。

进入汽缸的空气越多,燃烧的效率就越高。

提高进气量的途径有两个,一是减小进气阻力,二是减小排气系统的背压。

1。

进气系统的结构:图1为一个进气系统的示意图。

进气系统可以分成两部分:发动机进气多支管系统和空气进入系统。

多支管系统包括进气分管和进气总管。

空气进入系统包括进气控制阀,怠速进气通道,柔性连接管,干净空气管,四分之一波长管,空气过滤器,空气过滤网,赫尔姆兹消音器,进气管等等。

81---进气分管,2---进气总管,3---进气控制阀,4---怠速进气通道,5---柔性连接管,6---干净空气管,7---四分之一波长管,8---空气过滤器,9---空气过滤网,10---赫尔姆兹消音器,11---进气管图1 一个进气系统的示意图。

2。

工作原理空气从进气管口进来,流入到空气滤清器,空气中的灰尘和杂质被过滤网滤掉。

干净的空气流入到干净空气管。

进气导管上安装著一个或者两个空气质量流传感器(MAFS),传感器控制进入汽缸的空气量。

这个传感器是由发动机电子控制系统来控制,发动机电子控制系统将利用质量空气流传感器的信号来调节空气与燃油的比例,使其达到最佳。

空气控制伐控制著进入汽缸的空气流量,从而控制著发动机输出功率大小。

当阀门全关闭的时候,怠速控制阀工作,来调节发动机的怠速。

3。

进气系统功能:进气系统有下面几个功能:1)。

调节空气与燃油流量的比值。

控制进气量的多少,使得进入发动机汽缸的空气量最佳。

调节泄露空气使其再利用,使凸轮轴泄露的气体再进入进气系统。

2)。

保护外界杂质和不需要的成分对发动机的损坏。

空气过滤器阻止外界杂质进入汽缸,从而防止发动机磨损,这样可以提高发动机的可靠性。

排气进口的设计还要保证水和雪不能进入进气系统。

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进气系统的噪声及其调音一 汽车噪声的特征在汽车行业,在涉及噪声与振动时,常采用一个词NVH ,即是噪声(Noise ),振动(Vibration )和不舒适(Hardness )三个英文单词的简写。

人的耳朵是一个非线性结构,对不同噪声的听觉不一样。

噪声与振动能让乘客直接感受到一部车是否舒服。

对此,汽车公司投入大量人力物力来减少噪声与振动。

对于一部车的噪声指标,政府对其的法规只有一项——通过噪声标准(pass-by noise )。

即汽车整体通过时产生的噪声,包括进气系统的噪声等其他一系列在汽车通过时产生的噪声,在欧洲,通过噪声为74dB ,美国为78dB 。

随后汽车制造商会将不同的噪声要求分配到不同的汽车部件上,比如这次的a1774_AFS GP50项目,根据泛亚要求,进气噪声与发动机转速的关系如图,即要求进气系统的噪声在以下转速下不超过此直线的范围。

汽车噪声有两个特点。

一是与发动机的转速和汽车行使速度有关,二是不同的噪声振源有不同的频率范围。

下图表示汽车噪声与行使速度的关系:,轮胎与路面的摩擦是主要噪声,而在高速时,车身与空气之间的摩擦是主要的噪声。

图表示噪声源与频率的关系: 动低速时,发动机是主要噪声源,中速时间汽车速度下频率低频时,发动机是主要噪声源,中频时变速箱和风激励噪声占主导成分,高频时考虑的是说话的声音是否清晰,即所谓品质问题。

压缩质点振速和声功率等。

其中声压和频率是两个主要参数,声压,瞬时声压对时间声压与位置和时间有关,下图表示某固定时间而在不同地点的声压情况:图表示某固定地点而不同时间的声压情况:出来的上噪声的概念是纯主观上的定义,但是大部分噪声是人们共识的,如汽车的交二 声学的基本概念当物体振动时,会引起周围空气振动,空气具有质量和弹性,是可以压缩的。

空气被后会扩张后又被压缩,由于这种不断扰动,空气就产生一定压力,从而产生了声波。

描述声音的参数有声压,频率,也是测量的主要对象。

声压是指当地声压与大气压之差。

声场中某一瞬时的声压称为瞬时取均方根值称为有效声压,一般声学仪器测得的往往是有效声压。

下声源的强弱用声功率(W )来表。

单位时间内,通过垂直于声波的传播方向的单位面积的声能称为声强(I ),单位为W/m 2。

声强的大小与离开声源的距离有关,因为声源是从一点向四周辐射,声源单位时间内辐射声能是一定的,离开声源越远辐射声波的面积越大,通过单位面积的声能就越小。

上述的声音都与人的反应有关。

声音的频率范围非常广,而人的听力范围是从20~20 000Hz 。

实际通噪声等。

三 声级的评估声压的平方与性量,即响度N ,单位为“宋”(sone )。

响度为2宋的声音比响度为1宋的声音响一 的概念,下图为A,B,C 计权网络的衰减曲线,它们分别是模拟不同响度对人耳的反应。

评价一个声音的强弱可以用声功率,声强,声压等。

对于1 000Hz 的纯音,人耳刚刚能够感觉到的声压为2X10-5Pa ,称为“听阈声压”,人耳难以忍受的声压为20Pa ,两者相差一百万倍,显然用声压来表示声音的强弱很不方便。

同时人耳对声音的感觉不是与声压的绝对值成线性关系,而与其对数近似成正比。

取一个参考声压,用某个测量或者计算的这个参考值的的平方相比,再取自然对数,然后乘以十就的到“声压级”。

L p =10 lg P 2/P 02,式中P 是实际声压值,P 0是参考声压值,声压级的单位是dB 。

前面提到的人类的听觉频率范围是20~20 000Hz ,人在这些不同频率下对声音的的强弱感受是不同的。

为了反应人耳对所有频率的声音听起来响亮程度相同,就引入了响度级L N , 单位为“方”(phon ),下图表示响度级曲线。

图中的每根曲线是相同的响度,即听起来同样响亮。

这条曲线是以1 000Hz 声音的声强为参考的,即在这个频率时,响度级等于声强级。

但是在其他频率下,这两者是不相同的。

响度与主观评价没有直接关系。

这样就引入了一个线倍。

为了使噪声测量仪器的读数与人对声音的主观感觉一致,必须对声信号进行修正,从而引入了升级计权四噪声测试技术一. 噪声标准中国先后颁布了机动车噪声限制和实验方法的国家标准GB 1495-79《机动车辆允许噪声》和GB/T 1496-79《机动车辆噪声测量方法》,对与a1774_AFS GP50项目,主要是针对进气系统的噪声测量,一般国家只有车辆通过噪声的要求,零部件的试验方法和要求主要遵循汽车制造商的标准,如GMW14217(air intake system snorkel noise)和GMW14225 (Air Induction System Radiated Sound Pressure Level)。

二.噪声测量仪器测量声音的基本系统组成包括传声器(麦克风)、声级计、频率分析仪、放大器和滤波 系统、读数装置和校准系统。

大多数声音测量系统用于获取有关心理声学的信息,因此,一 般将仪器设计成具有类似人耳的非线性特性,并且包括滤波网络,用来分离和识别各种复杂 声音的各频率成分。

1.麦克风大多数麦克风有一个作为初级传感器的膜片,该膜片被作用在其上的空气所激励而运 动。

膜片后面连接有提供模拟电信号的二次传感器,将膜片的机械运动转换为电信号输出。

电容式麦克风时声音测量中最常用的麦克风。

它配置有一个张紧的金属膜片,厚度在0.0025-0.05mm 之间。

该膜片组成空气介质电容器的一个动极板(如下图所示)。

因此声压的冲击所导致的膜片运动而产生一个输出电压。

2. 声级计声级计接收输入的声压,输出一个与声压成正比的计示读数。

声级计通常包含有滤波 器组成的权重网络,用于粗略地将仪器响应与人耳响应相匹配。

由于人耳的频率响应是非线 性的,因此声级计的频率特性应模拟人耳的频率特性。

下图显示一种声级计标准化加权特性,可通过对声级计仪器的设计来加以选择。

由图中可以看到,其中滤波器的响应有选择地在低 频和高频上较弱,非常类似人耳的频率响应。

习惯上将特性曲线A 用于低于55dB 的声压级,特性曲线B 用于55-85dB 之间的声压 级,特性曲线C 用于大于85dB 的声压级。

3.声音信号的频谱分析测定声压或声压级的值虽然提供了对声强的度量,但没有指示出声音频率是如何分布 的。

实际工作中,常常为了消除噪声,希望知道声音中涉及的主要频率成分。

因此要对声音 作频谱分析。

测定声音强度与频率的关系成为声音的频谱分析,一般用带通滤波器来实现。

对采集 的时域信号,通过滤波器进行滤波,然后进行FFT 变换,即可得到该滤波器感兴趣的频率范 围的声音频谱图。

滤波是选取信号中感兴趣的成分,而抑制或衰减掉其他不需要的成分。

能 实施滤波功能的装置称为滤波器。

根据滤波器的选频方式一般可将其分为低通滤波器、高通 滤波器、带通滤波器和带阻滤波器。

下图表示出了这4 种滤波器的幅频特性。

a. 低通滤波器。

从0 到f2 频率,幅频特性平直,该范围称之为通频带,信号中高于f2 的频 率成分则被衰减。

b. 高通滤波器。

滤波器的通频带为f1~∞,信号中高于f1 的频率成分可不受衰减的通过, 而低于f1 的频率成分被衰减。

c. 带通滤波器。

它的通频带为f1~f2 之间,而其他频率成分则被衰减。

d. 带阻滤波器。

与带通滤波器相反,其阻带在f1-f2 之间;其他频率成分则可通过。

在进行噪声频谱分析时,常常将带通滤波器进行并联(如下图),用于信号中特定频率成分的提取和分析。

使用时,将被分析信号通入一组具有相同增益但中心频率不同的滤波器,从而各个滤波器的输出反映了信号中所含的各个频率成分。

在声学测试中,由于1/3 倍频程滤波器在500Hz 以上的频率能更好的模拟人耳对不同频 率声音的灵敏度,且1/3 倍频程滤波器较倍频程滤波器有更高的频率分辨率,因而被常常使 用。

下表列出了ISO 中定义的1/3 倍频程的中心频率以及上下截止频率。

三.噪声测试环境噪声测试环境(声场)对测量结果影响很大。

因而,不同测试环境中使用的测量分析仪器和测量方法有相当的差别。

许多噪声标准中,规定用测量A声级来作为评判噪声的依据,所测得的A声级是是反映了所测声源在特定声学环境中对该测点的影响,而不只表示声源本身所发出的声能的大小。

若在环境中粗存在反射体,则测到的声压是直达声与反射声叠加的结果,而反射声的强弱随环境变化不同而变化。

因而,同一声源处于不同环境中所测得的声级也存在差异,必要时对测量结果进行修正。

根据距声源远近分类,声场可分为近场和远场;根据声场性质分类声场可分为自由声场,半自由声场,扩散声场和半扩散声场等。

1.近场和远场下图定义例如远场和近场,自由声场与混响声场位置关系(r为距离)。

在声场中,质点振动速度和声压存在平面波的简单关系的区域称远场。

在汽车噪声测量分析中,一般声源的声压或声功率级的测量均在远场进行。

2. 自由声场及消声室自由声场指只有直达声没有反射声的理想化自由空间。

在实际中很难找到这种条件,通常只要反射和直达声相比十分小,则可把它看作是自由声场。

消声室的墙壁可以吸收大部分声音,且由于消声室内容易控制测量条件,不受气候影响,在实际中使用较多。

3.半自由声场及半消声室半自由声场指只存在直达声和一次反射声的声学空间。

实际中开阔的室外环境和实验室中的半消声室可近似为半自由声场。

在半消声室中,反射声可能对测试结果带来较大的误差,但是对于汽车,发动机这样的宽频声带源,由于不同频率波和反射声之间相位差不同,所有频率无规则叠加结果,在离地面1/4中心频率波长以上位置的测量误差小于3dB。

对与进气系统的声学测试也是在半消声室中进行的。

4.扩散声场及混响室声波在声场中反射多次,致使声波在所有方向的幅度与概率传播的声学空间称扩散声场。

混响室可近似为这中声场。

5.半扩散声场及半混响室在实际的汽车噪声测试中,经常遇到声场是介于自由声场和混响声场之间,称之为半扩散声场。

满足这一声场的房间称为半混响室。

半混响室适合于一般性的汽车及零部件噪声测试,是最为普通的测试环境。

五 进气系统的声学特性一. 进气系统的消声元件作为进气系统的噪声控制,主要就是利用进气管上的消声元件来达到消声的目的,同时气体在进气系统中运动,又必须满足空气流动的要求,另外还有材料安装空间等方面的要求。

1.扩张消声器扩张消声器是由一个主要腔室和两边之间连接的管道组成,进气系统的空滤滤盒,如下图所示。

进气管道的截面积S1和出气管道的截面积S3比扩张腔室的截面积S2要小。

由于截面积变化,声抗也随之变化,因此扩张消声器是一种抗性消声器。

声波在进气管中前进,当到达与扩张室的交界处时,一部分被反射回来,形成反射波;一部分进入扩张室。

声波进入扩张室后,一部分入射波被反射回来,而剩下的被投射到出气管中继续传播。

S1S21)扩张比对传递损失的影响m=S2/S1称为扩张比,当扩张比m增加,传递损失就增加。

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