探討商用車駕駛室減振降噪技術(shù)

葉青 文穎 李少鵬

摘 要：隨著我國各領(lǐng)域經(jīng)濟的不斷發(fā)展，商用車的數(shù)量每年都在持續(xù)的增加。而對商用車駕駛員進行調(diào)查后發(fā)現(xiàn)，駕駛室內(nèi)的噪聲污染對其駕駛舒適度以及對路況以及車輛行駛的判斷能力都有一定的影響。文章就商用車駕駛室噪聲的產(chǎn)生原因進行簡單的分析，并提出一些減震降噪技術(shù)的應用，為商用車的應用提供一點建議。

關(guān)鍵詞：商用車;駕駛室噪聲;減振降噪;技術(shù)

中圖分類號：U462.1 ?文獻標識碼：A ?文章編號：1671-7988（2020）06-78-03

Abstract： With the continuous development of China's economy in various fields， the number of commercial vehicles continue to increase every year. After the investigation of commercial vehicle drivers， it is found that the noise pollution in the driving room has a certain influence on their driving comfort， road conditions and driving judgment ability. This paper makes a simple analysis on the causes of the cab noise of commercial vehicles， and puts forward some applications of shock and noise reduction technology to provide some Suggestions for the application of commercial vehicles.

Keywords： Commercial vehicle; Cab noise; Vibration and noise reduction; Technology

CLC NO.： U462.1 ?Document Code： A ?Article ID： 1671-7988（2020）06-78-03

前言

汽車在行駛過程中，駕駛室會產(chǎn)生強烈的振動和噪聲，這不僅影響駕駛員本身駕駛的舒適度，還會影響其對路況以及車輛行駛的把握?？赡軙斐神{駛效率降低，嚴重的還會造成不必要的損失和傷亡[1]。尤其是商用車，隨著其數(shù)量的不斷增加，駕駛室內(nèi)的噪聲問題也引起了相關(guān)部門的重視。為了對商用車駕駛室噪聲問題進行解決，需要對其產(chǎn)生的原因進行分析，并給出合理的解決措施。

1 噪聲的產(chǎn)生

對商用車駕駛室噪聲進行分析后發(fā)現(xiàn)，導致噪聲的原因，一是車體振動造成的噪聲，二是駕駛室內(nèi)空腔傳播造成的噪聲。三是由于駕駛室密閉不嚴造成的噪聲。

1.1 車體振動造成的噪聲

1.1.1 電機運轉(zhuǎn)產(chǎn)生的噪聲

商用車的電機功率相對比較大，在運轉(zhuǎn)過程中，機器零部件連接之間會產(chǎn)生振動，由電機牽動各系統(tǒng)進行運作，高頻率的噪聲，會傳導至駕駛室，給駕駛員造成嚴重的影響[2]。

1.1.2 車輛行進產(chǎn)生的噪聲

商用車在行駛過程中，受到魯抗的影響以及駕駛速度的影響，都會產(chǎn)生很大的噪聲。

1.2 駕駛室空腔傳播造成的噪聲

駕駛室內(nèi)的空腔傳播噪聲，與商用車的生產(chǎn)過程有關(guān)。根據(jù)成本的考慮，加上商用車本身的結(jié)構(gòu)特點，在進行生產(chǎn)設計時，使用的材料剛度有限。因此在受到外部噪聲干擾后，不能有效的隔離，從而在駕駛室內(nèi)造成空腔噪聲[3]。

1.3 駕駛室密閉不嚴造成的噪聲

在商用車行駛過程中，空氣傳播、風聲等外部噪聲比較大，由于在車輛生產(chǎn)時，存在密閉不嚴的問題，噪聲通過空氣傳播至駕駛室內(nèi)，會造成噪聲污染。

2 駕駛室減振降噪技術(shù)的應用

通過對駕駛室噪聲產(chǎn)生的原因進行分析后發(fā)現(xiàn)，要想改善這一情況，需要從三方面入手，一是要減少車輛本身電機以及行駛過程中產(chǎn)生的噪聲，可通過使用先進的阻尼材料來解決;二是要采用壁板結(jié)構(gòu)改進的方式，對駕駛室內(nèi)壁板材料的剛度進行提升;并合理使用吸聲技術(shù);三是要加強對商用車駕駛室的密封性進行提升。

2.1 使用先進的阻尼材料，減少車輛本身產(chǎn)生的噪聲

商用車本身對駕駛室造成的噪聲，可以通過采用先進的阻尼材料來處理產(chǎn)生噪聲的振動部件。對機械部件表面進行阻尼處理，可以實現(xiàn)結(jié)構(gòu)優(yōu)化，減少共振，以達到抗振減噪的目的[4]。用在商用車中，主要應用范圍是一些受彎振動且厚度正常的汽車零部件表面。

（1）阻尼材料

目前，比較先進的阻尼材料包括寬溫域高性能阻尼材料，這種高聚物阻尼材料以高聚物的粘彈性為主要特點，可以將外場作用能力轉(zhuǎn)化為熱能進行消耗。其特有的分子鏈運動可以產(chǎn)生內(nèi)摩擦作用，將聲音和機械振動轉(zhuǎn)化為熱能，具有較好的減振降噪效果。還有一種高阻尼涂料，通過對空間曲面結(jié)構(gòu)的改變達到阻尼效果。這種材料通過利用高分子材料粘彈性，將車輛本身的振動轉(zhuǎn)化為熱能，可以降低駕駛室內(nèi)的振動幅度，同時具有吸聲作用，目前已經(jīng)被廣泛應用在汽車制造中[5]。還包括瀝青以及橡膠兩種粘彈性比較高的阻尼材料。目前，橡膠類阻尼材料在商用車制造中的使用比較少，通過將這種材料進行應用，可以改變駕駛室結(jié)構(gòu)，有效的減振降噪。而采用瀝青材料，可以通過與其他輔助材料進行結(jié)合利用，大面積的應用在機械設備以及駕駛室壁板等部位，可以有效的隔離噪聲，減少機械設備以及車身振動[6]。

（2）阻尼處理

對商用車表面進行阻尼處理，主要是通過自由阻尼處理和約束阻尼處理來實現(xiàn)。自由阻尼處理是通過將駕駛室壁板表面粘貼厚度合適的粘彈性阻尼材料來實現(xiàn)，其外側(cè)表面處于自由狀態(tài)，形成自由阻尼層。駕駛室表面出現(xiàn)振動，阻尼表面也會隨之振動，當發(fā)生拉扯變形時，受到阻尼材料內(nèi)部交變應力的影響，會將機械能轉(zhuǎn)化為熱能，從而將振動和噪聲進行轉(zhuǎn)化、削弱。而約束阻尼處理，則是在自由阻尼層的基礎上，再加一層彈性層。根據(jù)將彈性層的彈性模量設置超出阻尼層的方式，來實現(xiàn)其作用。約束阻尼處理的材料一般選擇薄鐵皮或者鉛皮。阻尼層隨著商用車運動一起出現(xiàn)彎曲振動時，阻尼層會出現(xiàn)相應的彎曲變形，而彈性層的設計，則會對阻尼層的拉伸變形進行抑制[7]。以瀝青材料為例，其應用在駕駛室噪聲的控制中，具有較好的阻尼效果。將其用在商用車駕駛室后壁板的阻尼處理中，駕駛室聲功率值會明顯下降，再利用約束阻尼進行表面處理后，聲功率值進一步下降。對其原因進行分析后發(fā)現(xiàn)，約束阻尼處理，阻尼層出現(xiàn)拉扯變形過程中，約束層會同時承受剪切變形的壓力，在此過程中，會消耗較大的熱能，使機械能更好的轉(zhuǎn)換成熱能被消耗。因此，在對駕駛室由于車輛本身的結(jié)構(gòu)和運動造成的噪聲進行研究時，采用對駕駛室頂板和后壁板進行約束阻尼的處理，使降低噪聲的最有效方法。

2.2 采用提高壁板剛度和吸聲的方式，降低駕駛室內(nèi)的噪聲

2.2.1 提高壁板剛度

駕駛室內(nèi)的噪聲，與駕駛室材料的使用有很大的關(guān)系。在車輛行駛過程中，駕駛室壁板的振動，也會造成車腔內(nèi)的噪聲。對由于駕駛室壁板剛度不夠引發(fā)的噪聲，可采用提高壁板剛度方式來解決。一個方法是增加壁板厚度，二是通過在壁板外加筋的方式來解決。增加壁板厚度，需要對車輛本身的重量以及各部承重之間的關(guān)系來實現(xiàn)，需要通過專業(yè)人員的改造來進行，改造成本相應的增加，效果也比較顯著。通過壁板外加筋的方式來解決，頂板厚度不會相應的增加，但是其減振降噪的功能比較明顯。根據(jù)研究顯示，聲壓在擴散過程中，是由中心部位向四周逐漸發(fā)散。由此可見，通過在車輛壁板外通過加筋疏密程度來進行改造，通過將頂板外加筋進行外疏內(nèi)密的布置方式，可以使駕駛室噪聲得到明顯的削弱。內(nèi)部噪聲的減少，駕駛員的駕駛舒適度也會相應的增加，其在駕駛過程中的反應力也會隨之提升。

2.2.2 吸聲處理

對商用車駕駛室進行吸聲處理，是利用了空氣波入射時經(jīng)過內(nèi)消耗轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮苓@一原理。在商用車表面增加吸聲材料，可以實現(xiàn)駕駛室外噪聲轉(zhuǎn)化為熱能后被消耗，還可以避免由于反射產(chǎn)生的反響，減少駕駛室空間內(nèi)的聲壓影響，有效控制駕駛室內(nèi)的噪聲[8]。因此，在對商用車進行設計時，可以盡量將頂棚、底板、側(cè)壁等部位的內(nèi)飾等使用吸聲材料。與隔聲材料充分結(jié)合，通過最少的材料來達到最好的駕駛室內(nèi)吸聲的效果。對市場上的吸聲材料進行篩選后發(fā)現(xiàn)，多孔性吸聲材料，包括玻璃棉以及毛氈等以及開孔壁吸聲材料（主要應用在車頂內(nèi)飾中），這兩種材料吸聲性能比較優(yōu)越。

2.3 保證密封性能，減少駕駛室噪聲

駕駛室內(nèi)的噪聲來源，還與其密封性能有著密切的聯(lián)系。駕駛室由于密封性能不佳，會導致車輛本身以及車輛外部噪聲進入駕駛室內(nèi)，形成噪聲污染。因此，對車輛尤其是駕駛室進行全方位密封，可以起到減振降噪的作用。通常，可以采用鋼板、麻氈以及內(nèi)部涂層材料等，對駕駛室頂部、地板等進行密封，減少空氣造成的噪聲傳播。還可以合理使用乙烯、人造革等對駕駛室側(cè)壁等進行隔離，減少車壁振動，降低噪聲。另外，對于車門、車窗等經(jīng)常開關(guān)的部位，可以通過使用密封材料，如橡膠等進行密封，可以通過將外部噪聲進行隔離方式達到減少駕駛室噪聲的目的。

3 結(jié)束語

綜上所述，本文中，對商用車在行駛過程中駕駛室產(chǎn)生的振動和噪聲進行了深入的分析，找出了引起駕駛室噪聲的主要原因，既包括車輛本身傳動以及電機工作產(chǎn)生的噪聲，還包括外部噪聲的傳播，也有由于駕駛室內(nèi)側(cè)噪聲傳播以及密封不嚴造成的噪聲。由此，提出采用先進的阻尼材料以及對駕駛室壁板剛度進行加強以及采用吸聲材料和密封材料等方法來達到減振降噪的目的。通過以上減振降噪的技術(shù)的應用，可以在很大程度上改善商用車駕駛室噪聲對駕駛員駕駛舒適度以及對車輛控制的效果。

參考文獻

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