汽车的噪声分类与分析

随着汽车工业的迅速发展,人们对于汽车的噪声控制的要求越来越严格。据有关资料表明,城市噪声的70 %来源于交通噪声,而交通噪声又主要产生于汽车噪声。它严重地污染着城市环境,影响着人们的生活、工作和健康。对于噪声而言,声音的频率成分是其最可识别的特征之一,以单一频率出现的声音称为纯音。然而,大多数声音要复杂得多,频率分量分布于整个听力范围。研究表明,健康年轻人的听力频率范围从20 Hz～20 kHz ,在500 Hz～5 kHz 的范围最为敏感。

人们采用分贝(dB)为单位来衡量声音数据的声量,并且基于此基准量的声功率级、声强度级和声压级也是重要的指标。对于汽车噪声而言,主要是从行驶噪声、静止车辆噪声以及车内噪声几个方面进行评价分析。我国发布的GB 149522002《汽车加速行驶车外噪声限值及测量方法》对车外噪声,以及GB 725822004《机动车运行安全技术条件》则对车内噪声作出了明确要求。

车辆的噪声源主要包括：发动机噪声、传动系噪声、进、排气系统噪声、高速行驶时的风噪声、轮胎噪声、制动噪声等，以及其它任何运动的部件都有可能发出噪声。

1、发动机噪声：发动机噪声起源于燃烧过程和与发动机动力学有关的机械力。燃烧过程造成各缸大的压力变化,产生大动态气体负载和其它机械力,如活塞的拍击力。这些力与惯性引起的动力相结合,不平衡效果产生作用于发动机结构的激励,从而产生振动,从发动机的各个表面产生噪声传播。研究表明,发动机最大的噪声来自较大的柔软表面,如油底壳、正时齿轮盖、曲轴带轮和进气歧管等。

2、变速器噪声：变速器噪声主要是齿轮噪声。当变速器中的主动齿轮和从动齿轮相互啮

合时,会在瞬间突然产生负荷传递,使从动齿轮加速,主动齿轮减速,导致以齿轮啮合的频率产生噪声。齿轮噪声随速度的增加而增加,速度每增加一倍,噪声增大6～8 dB ,并且传递的功率每增加一倍,噪声会增大2.5～4 dB。

3、进、排气噪声：进气噪声是由流经进气门的空气流周期性地被切断产生的,这些噪声通过空气滤清器传递并从进气歧管发出。排气噪声是由排气门打开和关闭时,废气的周期性的突然释放引起的。它的大小和特点随发动机类型、气门结构和正时的差异有相当大的变化。进、排气噪声对发动机的负荷增加很敏感,从空负荷到全负荷工作,噪声级将增加10～15 dB。

4、空气动力噪声：空气动力噪声主要是与稳流和涡流相关的压力波造成。对于汽车而言,分布于整个车身上的边界层、边缘、车身各部位和冷却风扇等处的涡流是噪声产生的主要部位。边界层噪声在特性上是随机的,边缘噪声是由气流从车身结构的凸出部分离时产生的;冷却风扇噪声则来源于叶片发出的螺旋状的涡流。

5、轮胎噪声：轮胎噪声产生于能量的释放。轮胎与地面接触的受挤压区,当返回到未挤压状态时会释放能量,同样,胎迹的前端会产生相反效果。此时,位于花纹槽中的空气被地面挤出与重新吸入的过程会引起泵气声。

6、制动噪声：动态不稳定的制动系统导致了制动元件的振动,制动噪声是由大表面积元件,如制动鼓或制动盘产生的。

声振粗糙度

声振粗糙度是指噪声和振动的品质,与噪声和振动的瞬态性质有关,描述了人体对噪声和振动的主观感受,不能直接用客观测量方法来度量。由于声振粗糙度描述的是噪声和振动使人

不舒适的感觉,因此,有人称之为不平顺性;又因为声振粗糙度经常用来描述冲击激励产生的使人极不舒适的瞬态响应,因此,也有人称之为冲击特性。总的说来,声振粗糙度描述的是噪声和振动共同产生的使人感到极度疲劳的感觉。人作为汽车产品的使用者,其对汽车舒适性的评价优劣是产品成败的关键所在之一。因此,声振粗糙度方面的主观评估是车辆及其零部件质量检验、故障诊断的必要手段。