車輛降噪減震關(guān)鍵技術(shù)研究

雷汝婧（武漢商學(xué)院，湖北武漢　430079）

?

車輛降噪減震關(guān)鍵技術(shù)研究

雷汝婧
（武漢商學(xué)院，湖北武漢430079）

摘要：車輛噪聲和震動(dòng)會(huì)影響駕駛員的舒適度，還可能影響機(jī)動(dòng)車輛機(jī)械的可靠性。鑒于車輛噪聲來源廣，文章從汽車噪聲的產(chǎn)生機(jī)理入手，系統(tǒng)地闡述了車輛噪音的傳播途徑，并提出了降噪減震的有效方法。

關(guān)鍵詞：車輛噪聲減震技術(shù)；駕駛員；噪聲控制

1　汽車噪聲產(chǎn)生的機(jī)理

根據(jù)汽車噪聲產(chǎn)生的原因不同，可以將汽車噪音劃分為以下3類.

（1）由于變速器而導(dǎo)致的汽車振動(dòng)。在汽車行駛過程中，變速器會(huì)因震動(dòng)導(dǎo)致與其相連的部件發(fā)生振動(dòng)，從而降低整個(gè)汽車的工作性能。汽車變速器的齒輪噪聲頻率相對(duì)較高，人們能夠分辨齒輪噪聲的頻率范圍，并對(duì)其敏感，一定程度上對(duì)駕駛員及乘客造成影響。因此想要對(duì)汽車進(jìn)行降噪減震，就必須降低變速器產(chǎn)生的震動(dòng)，進(jìn)一步提高汽車乘坐舒適性。

（2）由于動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)產(chǎn)生的噪音。作為動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒和慣性力所引起的震動(dòng)，會(huì)傳導(dǎo)至整個(gè)車身，并逐步向車內(nèi)輻射低頻噪聲。由于受質(zhì)量不平衡和齒輪嚙合產(chǎn)生振動(dòng)等因素的影響，發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行產(chǎn)生的排進(jìn)氣噪聲等都會(huì)通過車身板壁傳至車內(nèi)，給駕駛員和乘客帶來負(fù)面影響。

（3）路面不平、車輪以及空氣擾動(dòng)也會(huì)產(chǎn)生汽車噪聲。固體振動(dòng)通過汽車部件傳布到整個(gè)車身，從而引起車輛振動(dòng)，給駕駛員和乘客不舒服的感覺。筆者研究發(fā)現(xiàn)，中低頻車內(nèi)噪聲通過車內(nèi)固體傳播，而高頻車內(nèi)噪聲測(cè)試則是通過空氣傳播，在了解上述兩種途徑之后，我們就能夠有效地針對(duì)噪聲的傳播途徑進(jìn)行降低或消除噪音。

2　汽車減震降噪控制技術(shù)

實(shí)現(xiàn)汽車減震降噪，提高汽車整體性能，保證乘客的舒適度，汽車減震降噪技術(shù)分為兩類：一類是汽車減震降噪主動(dòng)控制技術(shù)，另一類是汽車減震降噪被動(dòng)控制技術(shù)。

（1）汽車減震降噪主動(dòng)控制技術(shù)。首先變速箱箱體的降噪。實(shí)現(xiàn)該技術(shù)應(yīng)當(dāng)提高變速箱的剛度，加固變速箱箱體的結(jié)構(gòu)，能夠有效降低變速箱箱體的輻射噪聲，可以說該種方式是降低變速箱箱體噪聲的有效途徑之一。其次是提高變速箱箱體內(nèi)齒輪嚙合質(zhì)量。震動(dòng)帶來噪音的主要原因在于，齒輪嚙合動(dòng)態(tài)激勵(lì)，因此提高汽車變速箱箱體中齒輪嚙合的質(zhì)量，能夠有效降低震動(dòng)幅度，減輕噪音污染。再次，就是控制噪聲聲源，原始聲源產(chǎn)生噪聲后，會(huì)通過多種途徑傳遞到車內(nèi)，給駕駛員以及乘客帶來不舒服的感覺。筆者認(rèn)為，通過放大信號(hào)及相應(yīng)調(diào)節(jié)的方式將產(chǎn)生噪聲聲源的能量同原始聲源產(chǎn)生噪聲進(jìn)行相互抵消，從而達(dá)到有效控制汽車產(chǎn)生噪聲聲源的目的。

（2）控制智能交通系統(tǒng)也是遏制噪聲的主要方式之一，將驅(qū)動(dòng)元件和傳感器件有機(jī)結(jié)合，同時(shí)在結(jié)構(gòu)中聚集邏輯控制電路和信號(hào)處理器等，通過機(jī)械熱電池等機(jī)理和控制方式，有效降低智能結(jié)構(gòu)承受載荷的能力，并在此基礎(chǔ)上科學(xué)合理地分析處理控制軟件。具體來說，包括以下幾方面：首先是對(duì)減震器進(jìn)行控制，電磁流變減震器屬于主動(dòng)減震器，可以通過孔道的節(jié)流阻力來實(shí)現(xiàn)阻尼力。減震器在不加定資產(chǎn)的時(shí)候，其阻尼力相對(duì)較少，而在外加電磁場(chǎng)之后，阻尼力就得以不斷的增大，而隨著阻尼力的增大減震器的性能也發(fā)生了翻天覆地的變化，因此，我們完全可以根據(jù)汽車的行駛狀態(tài)，在了解電磁流變流體的響應(yīng)速度的情況下，達(dá)到主動(dòng)減震的目的。其次是控制壓電材料的智能結(jié)構(gòu)。汽車廠商可通過對(duì)車身振動(dòng)的主動(dòng)控制，來利用壓電智能材料降低整個(gè)汽車車內(nèi)的噪聲污染。

根據(jù)上述內(nèi)容發(fā)現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)噪聲主動(dòng)控制技術(shù)具有兩方面優(yōu)勢(shì)，優(yōu)勢(shì)一為主動(dòng)性，可以根據(jù)噪聲的實(shí)際特性，相應(yīng)改變控制系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)噪聲控制的針對(duì)性。優(yōu)勢(shì)二為能夠有效控制低頻噪聲，彌補(bǔ)被動(dòng)控制噪聲技術(shù)的不足，極大地降低車內(nèi)噪聲。

（3）汽車減震降噪被動(dòng)控制技術(shù)。通常情況下，我們依據(jù)以下三方面內(nèi)容來實(shí)施被動(dòng)控制降噪節(jié)技術(shù)，一是采取積極措施消除聲源噪聲；二是切斷噪聲傳播途徑；三是有效保護(hù)造成接受者。首先消除噪聲源，在研發(fā)相應(yīng)汽車的過程中，我們應(yīng)當(dāng)科學(xué)合理的設(shè)計(jì)減震降噪結(jié)構(gòu)?，F(xiàn)階段，國(guó)外的一些國(guó)家已經(jīng)開始了對(duì)汽車噪聲與振動(dòng)軟件工具的研發(fā)工作，而這些軟件的設(shè)計(jì)者在設(shè)計(jì)這些軟件的過程中，主要使以識(shí)別隔離和排除噪聲源為依據(jù)進(jìn)行的。以ANSYS有限元分析軟件為例，該軟件能夠分析汽車的空腔聲學(xué)摩擦，通過這一分析模式可以得到汽車噪聲的模態(tài)頻率和陣型，以此來實(shí)現(xiàn)有針對(duì)性的降噪設(shè)計(jì)，除了汽車生產(chǎn)商之外，汽車零部件的設(shè)計(jì)者也在考慮汽車降振減噪的問題。不僅如此，汽車零部件生產(chǎn)者，所考慮的是零部件與汽車之間的關(guān)系，通過對(duì)這些關(guān)系的處理，有效降低噪聲、減弱聲源。其次是控制噪聲的傳播途徑。第一種方式是控制振動(dòng)與噪聲的阻尼?，F(xiàn)階段市場(chǎng)上汽車所使用的阻尼材料多種多樣，如何有效地控制這些阻尼材料，降低汽車噪音也是汽車生產(chǎn)者必須要考慮的內(nèi)容。筆者通過長(zhǎng)期的研究與實(shí)踐認(rèn)為可以通過表面阻尼處理來提高阻尼的結(jié)構(gòu)，抑制共振、降低噪聲。還可以通過阻尼隔振技術(shù)來防止震動(dòng)傳入汽車車體內(nèi)。上述兩種做法可以有效降低汽車噪聲。除此之外，隔聲和吸聲也是降低汽車噪音的途徑，所謂隔聲就是指車內(nèi)設(shè)計(jì)相應(yīng)的隔聲結(jié)構(gòu)，這些隔聲結(jié)構(gòu)能夠有效的阻止聲音進(jìn)入車體內(nèi)。在選擇隔聲結(jié)構(gòu)材料的時(shí)候，應(yīng)當(dāng)從實(shí)際情況出發(fā)，在充分了解隔噪聲的特點(diǎn)，隔聲材料的基礎(chǔ)上進(jìn)行。而吸聲則是在涉及汽車或是制造汽車零部件的時(shí)候，運(yùn)用自然界能夠吸聲的材料，這種做法能夠有效降低環(huán)境污染，減少能量損耗。

汽車減震降噪必須將主動(dòng)降噪技術(shù)和被動(dòng)降噪技術(shù)有機(jī)結(jié)合在一起才能夠?qū)崿F(xiàn)，如果單純的應(yīng)用一方面技術(shù)進(jìn)行減震降噪，則難以達(dá)到預(yù)期的效果。值得注意的是，在應(yīng)用這兩方面技術(shù)的時(shí)候，應(yīng)當(dāng)做到主次之分，在不斷加強(qiáng)主動(dòng)降噪技術(shù)的同時(shí)，采取被動(dòng)降噪技術(shù)進(jìn)行輔助，以此來提高汽車減震降噪水平，為駕駛員及乘客提供良好的汽車運(yùn)行環(huán)境。這種做法一方面能夠提高汽車研發(fā)水平，另一方面還能夠促進(jìn)汽車行業(yè)的發(fā)展。

3　結(jié)語

總而言之，汽車減震降噪技術(shù)是汽車研發(fā)工作中必須要考慮的問題，只有有效地減震降噪才能夠保障汽車性能，為汽車使用者提供良好的汽車使用環(huán)境。因此我們必須對(duì)其予以高度的重視，采取多種方法深入研究汽車降噪減震技術(shù)，并將這些技術(shù)應(yīng)用到汽車研發(fā)和零部件生產(chǎn)制造中去。汽車減震降噪技術(shù)的研發(fā)工作并不是一蹴而就的，它需要汽車研發(fā)廠商共同努力才能夠?qū)崿F(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

［1］中國(guó)公路交通學(xué)術(shù)研究綜述·2012［J］.中國(guó)公路學(xué)報(bào)，2012，（3）：2-50.

［2］賈志艷.工程機(jī)械駕駛室的安全舒適性設(shè)計(jì)研究［D］.南京：南京航空航天大學(xué)，2014.

［3］李曉政.車輛室內(nèi)降噪的統(tǒng)計(jì)能量分析與降噪優(yōu)化研究［D］.武漢：華中科技大學(xué)，2005.

［4］湯晏寧.城市輕軌車輛車內(nèi)噪聲分析及降噪研究［D］.遼寧：大連交通大學(xué)，2005.

［5］胡國(guó)友.車輛降噪減震的若干關(guān)鍵技術(shù)研究［D］.南京：南京航空航天大學(xué)，2011.

［6］王斌，劉德剛.新型地鐵車輛降噪阻尼車輪應(yīng)用方案的探究［J］.鐵道車輛，2014，（4）：7-11+5.

Key technology of vehicle noise damping

LEI Ru-jing
（Wuhan Business School，Wuhan，Hubei 430079，China）

Abstract:The vehicle noise and vibration will affect the driver's comfort，it may also affect the mechanical reliability of motorvehicles.Considering the vast source of vehicle noise，this article expounds the transmission route of vehicle noise，and puts forward the effective method of noise damping.

Key words:vehicle noise damping technology；driver；Noise control

中圖分類號(hào)：TB535

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：2095-980X（2016）05-0069-02

收稿日期：2016-04-15

作者簡(jiǎn)介：雷汝婧（1988-），女，助理實(shí)驗(yàn)師，主要研究方向：汽車新能源、汽車測(cè)試技術(shù)等。