车外噪声产生机理

来源:声屏障信息门户网 作者:sooooob.cn 日期:2012-1-11 10:29:03   [ 打印本文 ]
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核心提示:车外噪声产生机理,行驶汽车的噪声包括发动机噪声、底盘噪声、车身噪声以及汽车附件和电气系统的噪声,发动机噪声是汽车的主要噪声源,在我国车外噪声中发动机噪声约占60%左右。


行驶汽车的噪声包括发动机噪声、底盘噪声、车身噪声以及汽车附件和电气系统的噪声。发动机噪声是汽车的主要噪声源。在我国车外噪声中发动机噪声约占60%左右。

1、发动机噪声

发动机噪声按其机理可分为结构振动噪声和空气动力性噪声。发动机噪声源示意图如图1 所示。


1.1 结构振动噪声

通过发动机外表面以及与发动机外表面刚性连接件的振动向大气辐射的噪声称为结构振动噪声或者称为表面辐射噪声。根据发动机表面噪声产生的机理, 结构振动噪声又可分为燃烧噪声和机械噪声以及液体动力噪声。燃烧噪声的发生机理相当复杂,主要是由于气缸内周期性变化的压力作用而产生的,与发动机的燃烧方式和燃烧速度密切相关。机械噪声是发动机工作时各运动件之间及运动件与固定件之间作用的周期力、冲击力、撞击力所引起的, 它与激发力的大小和发动机结构动态特性等因素有关。一般说来, 在低速时, 燃烧噪声占主导地位; 在高转速时, 由于机械结构的冲击振动加剧而使机械噪声上升到主导地位。车用发动机的辐射噪声频率范围主要在500~3000Hz 内,而其主要噪声辐射部件的临界频率大致在500~800Hz 范围内。发动机中液体流动产生的力对发动机结构激振产生的噪声称为液体流动噪声。如冷却系中的水流循环对水套的冲击而产生的噪声。
 
1.2 空气动力性噪声

直接向大气辐射噪声源, 即由于空气动力学的原因直接使空气质点振动产生的噪声为空气动力性噪声。空气动力噪声包括进、排气噪声和风扇或风机噪声。排气噪声是发动机的最大声源,进气噪声次之。风扇噪声也是发动机的主要噪声源之一。排气噪声由周期性排气噪声、涡流噪声和空气柱共鸣噪声组成。周期性排气噪声是排气门开启时一定压力的气体急速排出而产生的; 涡流噪声是高速气流通过排气门和排气管道时产生的;空气柱共鸣噪声是管道中的空气柱在周期性排气噪声的激发下发生共鸣而产生的。

对于发动机噪声的评价, 除考虑其辐射噪声声能量总水平外,还应考察以下噪声特性:噪声级及其随发动机工作状态的变化关系, 发动机周围空间各点噪声级数值的分布状态,空间各点的噪声频谱以及发动机工作过程各阶段的瞬时声压级。通过这些信息,不但可以比较和评价发动机辐射噪声的大小,还可以深入研究辐射声能在频率上的分布情况,判断发动机工作循环中辐射声最大的阶段,以便分析产生高噪声的原因,提高噪声控制措施并比较和评价这些措施的有效性和经济上的合理性。

2、底盘噪声

汽车底盘结构固体声源产生噪声主要是传动系噪声和轮胎噪声。传动系噪声频率为400- 2000Hz。其中齿轮传动的机械噪声是主要部分。齿轮噪声以声波向空间传出的仅是一小部分,而大部分则成了变速器驱动桥的激振使各部分产生振动而变为噪声。

轮胎噪声的主要产生机理, 按声源的激励性质不同,轮胎噪声主要产生机理可分三大类:

(1) 气流生机理。随着轮胎的滚动,在与路面接触区,花纹沟内空气不断地被吸入与挤出,由此形成“空气泵” 噪声, 这是横向花纹的一种主要噪声机理。此声源为作起伏变化的气体,属气流噪声。

(2) 机械声机理。由胎面花纹块不断撞击路面、轮胎结构的不均匀性以及路面的不平性等因素激发机械噪声,是光面胎及纵向花纹的主要噪声源。

(3) 滤波放大机理。轮胎与路面接触处形成喇叭口几何体, 对上述噪声起着滤波放大作用。另外,胎面花纹沟与路面所围管道内的空气共振以及轮胎花纹块离开路面处形成的亥姆霍兹共振效应主要为袋状沟的噪声机理。

3、车身噪声

车身噪声主要是由于汽车加速行驶时空气流过汽车表面和孔道时产生的噪声。该噪声主要来源于气流有明显折弯的地方,在该区域内气流分离,分离区内旋涡脱落,形成噪声。


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