控制方式具体控制措施
声源控制声源控制作为控制噪声最好的方式,在控制时首先要对噪声产生的原因进行分析,出噪声的等级、频率等特征,然后根据噪声的特点采取对应的控制手段。常用的手段有:增加振动源的阻尼,使其体积变大减少振动的频率,降低共振的产生;在汽车构件与高速流体间增加缓冲装置,降低高压气体排放过程中产生的瞬时膨胀能力,使气体排放的噪声得到控制;对现有传动结构进行分析,出低噪声的形式,在装配精度与加工方法上进行创新;利用高阻尼的合金材料或高分子材料替代负荷不高
的组件,在振动较大的机件表面张贴吸声材料,控制噪声
传播路径的控制有的声源受到各种限制,难以直接采取有效的噪声处理,就需要在传播的过程中进行降噪处理。主要手段有:隔离发动机等重要噪声装置,利用隔声罩进行噪声传递过程的隔离;噪声较大时,利用专业的隔振器件对发动机进行隔振,降低振动传递系
数;采用吸声材料与隔声罩进行组合,降低噪声的传播。
表1汽车噪声的控制方法
0引言
汽车作为常见的代步工具,驾驶过程中的振动与噪声往往难以消除,因为汽车不仅要面临复杂的路况,还受到汽车自身发动机、传动系统等的影响。汽车振动与噪声会使汽车的舒适性下降以及动载荷波动的增加,长期保持振动与噪声状态,会使各种零部件之间的磨损加大,导致汽车整体使用寿命的下降。此外汽车的振动与噪声还会引起驾驶疲劳,使乘客的身体健康与生活工作受到影响;较大的振动还可能导致车上货物受到破坏,造成较大的经济损失。
1汽车振动与噪声的成因与控制途径
汽车作为一个复杂的弹性振动模型,包含多个可能产生振动与噪声的子系统。汽车内部的发动机系统、排气系统与传统系统等都可能引起汽车产生受激振动,这种结构振动与空气动力性结合后,会产生共鸣,导致噪声的出现。噪声由声源发出经过一定的传播介质传递给接受人员,当前噪声的控制上主要由两种控制途径组成,如表1所示。
2研究汽车振动噪声的意义
2.1关系到乘车与驾驶体验
汽车存在振动与噪声会影响到汽车整体的舒适性,驾驶过程中的振动与噪声会造成驾驶员疲劳的出现,导致驾驶员身体不适,影响到车辆行驶的安全性与驾驶员的工作状态。此外,振动与噪声会降低
乘客的乘车体验,使乘车舒适性下降。特别是军用汽车领域,振动与噪声对士兵的作战能力和瞄准精度有很大影响,需要降低控制在一定的范围内。
2.2关系到城市的噪声污染
当前汽车逐渐成为国内的主要交通工具,国内汽车的总数也逐年增加,在交通压力逐渐增加的同时,汽车产生的噪声也逐渐成为城市的另一污染元素。汽车往往处于不断的行驶过程中,因此在噪声的控制上难度大于固定产品出现的噪声,汽车的干扰程度大,影响范围广。为了避免汽车振动与噪声的持续增大,国家相关部门推出了一系列的规定与措施,不断提升汽车的出厂标准,例如
GB1495-2002中对汽车形式噪音的检测手段与限值进行了规定。
2.3影响到客户的满意度
当前汽车行业存在众多的品牌,加大了汽车产品之间的竞争,随着顾客对汽车舒适性要求的不断提高,汽车振动与噪声的影响成为限制汽车品牌推广的元素,久而久之汽车的信誉度会逐渐下降,导致产品竞争力的下降。因此汽车制造业如果不能有效的控制振动与噪声,很可能被市场所淘汰。汽车制造业要想降低振动与噪声的影响,就应了解国家的相关规定,对不同路况与使用环境进行分析,推出有针对性的车型,增加汽车的减震性能,提升汽车中人性化与舒适性的元素,使其达到客户的预期。
3汽车振动与噪声的分类与控制策略
3.1发动机的振动噪声的原因与控制策略
汽车的发动机作为汽车的核心部件,往往是汽车行驶的动力来源,当发动机的转速持续增加,达到一定的振动范围时,就会出现振动效应,导致发动机的转速与频率出现异常,噪音也随之而来。在路况复杂时,汽车的悬架系统会出现受力不均,导致车身振动的加强,此时引起发动机振动或底盘振动的加剧,造成车声振动噪声
汽车振动与噪声控制策略分析
陈双增
(浙江零跑科技有限公司,杭州310051)
摘要:随着人们生活水平的不断提升,汽车逐渐成为每个家庭的重要出行工具。当前人们对汽车的舒适性要求越来越高,一旦汽车存在振动与噪声,久而久之就会导致各种社会问题的出现,影响到汽车的驾驶体验与城市的环境。汽车的结构往往比较复杂,因此各种因素都可能导致汽车振动与噪声。城市汽车数量的不断增加,使城市的噪音情况越发严重,汽车振动与噪声得不到有效控制会影响到乘客的乘车体验,降低汽车整体的使用寿命,造成噪声污染的加重。因此越来越多的汽车制造企业重视对
汽车振动与噪声的控制,以期提升汽车的舒适性,提高汽车的整体性能。
关键词:汽车;振动;噪声;控制策略
Internal Combustion Engine&Parts
的出现。发动机的振动会经过车架传给车身底盘或车身顶棚,造成对应位置振动的出现,随着振动频率的加剧,就会传递到车身其他位置,造成噪音的出现,影响车内环境的舒适性。
发动机振动噪声的控制策略:
①对车内的支撑结构进行调整。基于移频原理,对发动机的敏感频带进行规避,降低固有频率的重合度,对副车架的支撑部分与发动机结构进行改善。要满足对支撑体系进行调节的目的,需要建立模型进行分析,将副车架、发动机、支撑部分与振动特性结合在一起,满足对车身质量、支撑结构刚度、发动机支架阻尼等性能的基本要求,在振动原理的指引下,改进整个弹性模型的结构。具体可以从改进发动支撑刚度、降低车架支撑缓冲装置刚度等手段着手,降低振动频率,使其噪声得到控制。
②调整车身的顶棚结构。汽车车身顶棚处于空间的最外层,往往是振动的最严重位置,对其进行结构的优化,可以将振动的范围与强度降低到合理范围,这时往往需要借助有限元进行分析,了解顶棚振动的特性,通过结构调整等手段降低振动产生的噪声。
③用隔声装置隔离发动机,避免噪声传递出来,当噪声较大时,需要采用隔声元件或吸声材料进行处理,降低发动机噪声的外泄能力。
3.2进气系统的噪声原因与控制策略
汽车点火后,燃油需要与空气进行混合才能产生化学能-热能-机械能的转变,进而带动连杆系统做功,实现汽车的行驶。空气进入发动机的汽缸需要借助进气系统实现,这样导致空气进入进气口时常出现噪声。这种噪声与车厢距离近,是车内噪声的主要来源,引起噪声辐射的出现。
旁支消音器与扩张消音器是进气系统噪声控制的主要手段,进气系统中的空气过滤器可以使消音器得到扩张,还可以对空气进行过滤,旁支消音器往往由1/4波长管与赫尔姆兹消音器构成。要降低进气系统噪声的影响,首先要控制消音容积,消音容积作为赫尔姆兹消音器与空气过滤器的总容积,消音容积增加噪音就会降低,但是随着赫尔姆兹消音器容积的增加,噪音传递的可调频率就会越来越小,一般而言消音容积要满足10-15L要求,但是进气系统往往处于发动机罩下,预留的空间有限,限制了消音容积的增加。其次调节管道的截面积,当管道的截面积减少时,扩张消音器的扩张比就会增加,促使消音效果提升。但是随着管道面积的减小,会增加空气的流速,导致摩擦噪声的出现。此外,还可以通过调节进气管位置进行噪音的控制,进气管的位置往往受到噪声源、外界污染杂质、进气系统的流畅度、控制阀与进气口空间的影响,在进气管位置的选择上,应结合具体的车型与情况进行综合分
析,将进气管安放在发动机的前面、将进气管安装在上方或将进气管设置在侧板里面,以此达到最佳的消音效果。
3.3传动系统的噪声原因与控制策略
传动系统作为汽车机械能的主要传递系统,决定了汽车的行驶性能,造成传动系统噪声的来源往往是传动轴、分动器驱动桥或变速器等,噪声具体表现为齿轮啮合噪声、传动轴振动噪声与壳体振动辐射噪声等。例如齿轮啮合噪声产生的原因较多,可能是参数的设置、齿轮的加工精度,可能是齿轮的装配特征,也可能是齿轮的使用环境等,这些因素都会影响到齿轮的噪声。传动轴与壳体振动噪声与齿轮类似,受材料性能与装配的影响。
此类传动系统的振动噪声往往需要对系统的隔振性能进行优化设计,使隔振器连接到车身与轴承上,同时对空间和隔振位置进行具体分析。例如在齿轮噪声的控制上,首先应明确齿轮的参数,进行齿轮结构的选型,根据齿轮的具体分类确定噪声最小的齿轮结构与齿分布情况。其次对齿轮的加工工艺进行调整,提升齿轮精度,通过磨齿、热处理或研齿等手段可以提升齿轮的加工精度,降低齿轮配合造成的噪声,此外在装配环节可以对齿轮进行清理与参数的调节,增加齿轮的配合度。最后可以对轴承进行合理选型,选用刚度大、阻尼小的轴承,对轴承的间隙进行调节,设置弹性阻尼元件,降低齿轮啮合过程产生的噪声。
3.4整车低频振动噪音原因与控制策略
汽车的车身是振动与噪声的主要传递通道,在这个基础上将振动与噪声传递到车外环境或车内。整车振动与噪声,与汽车框架结构、车身振动传递能力、空气噪声传递能力等息息相关,当汽车车身振动低于50Hz时,被认定为低频振动。
通过对整车振动噪声的分析,在有限元的模型的基础上进行总结,可以发现汽车低频振动噪声的控制手段有:降低车身框架与发动机悬架的耦合度;使车身、传动系统与发动机的频率尽可能错开,避免共振的产生;提升车身结构的刚度或整体结构的强度,避免汽车出现整车低频振动噪音。
4结束语
随着汽车的普及,汽车制造企业的增加,汽车的竞争压力逐渐提升,同时汽车的增多,造成了交通压力的增大与城市噪音污染的出现。本文对汽车的振动与噪声进行分析,可以提升制造企业对汽车性能的把握,增加驾驶人员或乘客的舒适度,降低汽车噪音对城市环境的影响。通过对汽车振动与噪音出现的原因与噪声控制手段进行分析,了解到振动与噪声控制的意义,同时提出有针对性的噪声控制策略,对提升汽车的整体性能,降低汽车振动与噪声的产生具有很强的指导意义。
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