武守輝 潘玉龍 馬東旺

摘 要：近年來，隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，汽車逐漸成為人們?nèi)粘Ｉ钪胁豢扇鄙俚囊徊糠?。汽車的普及率越來越高，汽車噪聲的危害也愈加彰顯，不但影響人們乘坐、駕駛的舒適度以及駛乘人員的健康，而且?guī)砹藝?yán)重的噪聲污染。所以，對(duì)汽車噪聲的控制技術(shù)的研究逐漸成為汽車企業(yè)及相關(guān)專業(yè)人員的研究重點(diǎn)之一。本文主要介紹汽車噪聲的危害、汽車噪聲標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)以及現(xiàn)有的汽車噪聲控制技術(shù)。

關(guān)鍵詞：汽車噪聲;噪聲危害;聲源控制;傳播途徑控制;主動(dòng)降噪

中圖分類號(hào)：U464.134.4文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1003-5168（2020）25-0107-03

Abstract： In recent years， with the continuous efforts to improve the living standards of people in society， cars have gradually become an indispensable part of people's daily lives. The popularity of cars is getting higher and higher， and the harm of car noise is becoming more and more obvious. It not only affects people's riding， driving comfort and the health of drivers and passengers， but also brings serious noise pollution. Therefore， the research on the control technology of automobile noise has gradually become one of the research points of automobile enterprises and related professionals. This paper mainly introduced the harm of automobile noise， automobile noise standards and regulations， as well as the existing automobile noise control technology.

Keywords： automobile noise;noise hazard;sound source control;transmission path control;active noise reduction

汽車噪聲是指汽車行駛在運(yùn)行過程中各零部件和總成發(fā)出大量的人類不喜歡的聲音，包括發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒噪聲、機(jī)械噪聲、風(fēng)扇噪聲、排氣噪聲、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)噪聲和輪胎噪聲等。本文主要探討汽車噪聲控制技術(shù)。

1 汽車噪聲的危害

汽車噪聲普遍存在于城市交通系統(tǒng)中，對(duì)人們的生產(chǎn)、生活會(huì)產(chǎn)生很大的影響;同時(shí)，汽車噪聲在車輛行駛過程中還會(huì)對(duì)駕駛?cè)藛T產(chǎn)生極大的影響。具體來說，汽車噪聲的危害主要表現(xiàn)在以下幾方面。

1.1 汽車噪聲形成城市噪聲污染

汽車噪聲是城市交通環(huán)境中的主要污染，其對(duì)人們的正常生產(chǎn)生活、學(xué)習(xí)工作、社交出行等都會(huì)產(chǎn)生極大的影響。汽車噪聲污染主要表現(xiàn)為在學(xué)習(xí)工作過程中分散注意力，導(dǎo)致誤差或失誤的產(chǎn)生;在生活中，長期的汽車噪聲污染會(huì)使人們情緒焦慮，產(chǎn)生失眠;在出行過程中，汽車噪聲會(huì)導(dǎo)致社交障礙的產(chǎn)生，妨礙正常溝通[1-3]。

1.2 汽車噪聲導(dǎo)致聽力損傷

對(duì)于駕駛者來說，其長期處于較小的封閉空間內(nèi)。在該密閉空間中，汽車噪聲會(huì)引使人們的聽力系統(tǒng)造成損傷，主要是內(nèi)耳的接收器官受到損害。

2 汽車噪聲標(biāo)準(zhǔn)及法規(guī)

20世紀(jì)60年代末，各個(gè)國家為了應(yīng)對(duì)汽車噪聲所帶來的影響，制定了嚴(yán)格的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)及相應(yīng)的法律法規(guī)，為控制汽車噪聲污染提供了有效依據(jù)[4]。

不同的國家和地區(qū)對(duì)汽車噪聲污染情況制定了不同的標(biāo)準(zhǔn)。在歐美等工業(yè)發(fā)達(dá)國家，從20世紀(jì)70年代開始，每5年更新一次汽車噪聲污染的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)或相應(yīng)法規(guī)，大幅度降低了汽車噪聲所帶來的影響。表1為國外汽車輸出國針對(duì)汽車噪聲的限制值，通過對(duì)汽車噪聲標(biāo)準(zhǔn)限值的控制，改變?cè)肼晿?biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一的情況，為開展創(chuàng)新型汽車噪聲控制技術(shù)提供了必要條件。

與國外制定的汽車噪聲控制標(biāo)準(zhǔn)相比，我國在汽車噪聲控制標(biāo)準(zhǔn)制定及企業(yè)行規(guī)等方面起步較晚，中國的《機(jī)動(dòng)車輛允許噪聲》（GB 1495—1979）[5]和相應(yīng)的《機(jī)動(dòng)車輛噪聲測(cè)量方法》（GB 1496—1979）[6]頒布后，對(duì)汽車噪聲控制的研究工作才進(jìn)入初級(jí)階段。為適應(yīng)汽車工業(yè)的快速發(fā)展，我國于2002年10月頒布了《汽車加速行駛車外噪聲限值及測(cè)量方法》（GB 1492—2002）[7]，為我國汽車行業(yè)在應(yīng)對(duì)汽車噪聲控制方面提供了有效標(biāo)準(zhǔn)，大大降低了汽車噪聲的影響。

3 汽車噪聲控制技術(shù)

3.1 汽車噪聲聲源控制

汽車噪聲聲源控制技術(shù)是傳統(tǒng)的噪聲控制技術(shù)，依據(jù)聲學(xué)原理對(duì)噪聲聲源采取控制措施。常用的噪聲聲源控制技術(shù)有吸聲噪聲控制技術(shù)、隔聲噪聲控制技術(shù)、隔震噪聲控制技術(shù)。

3.1.1 吸聲噪聲控制技術(shù)。吸聲是利用吸聲材料（或吸聲結(jié)構(gòu)）飾于車內(nèi)四周，或做成一定形狀的吸聲體，懸掛車內(nèi)以吸收室內(nèi)的反射聲（或稱混響聲），采用這種降噪的方法稱之吸聲減噪[8]。

3.1.2 隔聲噪聲控制技術(shù)。隔聲噪聲控制技術(shù)是采用某種裝置或材料將高噪聲源與周圍環(huán)境相互隔離，使噪聲源輻射的噪聲不能進(jìn)入周圍區(qū)域，進(jìn)而達(dá)到降低噪聲的目的。隔聲噪聲控制技術(shù)的實(shí)質(zhì)是隔離從聲源輻射出來的空氣聲。常用的隔離聲音的工具有隔聲罩、隔聲室和隔聲屏等[9]。

對(duì)于隔聲噪聲控制技術(shù)的評(píng)價(jià)，主要對(duì)其隔聲材料及隔聲性能進(jìn)行分析，通常采用透射系數(shù)、隔聲量、插入損失的標(biāo)準(zhǔn)來衡量隔聲噪聲控制技術(shù)的有效性。

而在現(xiàn)實(shí)工程中，一般采用隔聲量來衡量隔聲噪聲控制技術(shù)，其表達(dá)式為：

3.1.3 隔振噪聲控制技術(shù)。汽車在運(yùn)行過程中由于整車材料的原因，會(huì)不斷產(chǎn)生振動(dòng)，振動(dòng)以彈性波形傳播于整車車身，同時(shí)振動(dòng)會(huì)激發(fā)相鄰結(jié)構(gòu)的振動(dòng)，形成振動(dòng)噪聲，并在薄弱處向空氣中輻射出較大的噪聲。隔振噪聲控制技術(shù)可分為積極隔振和被動(dòng)隔振，前者為對(duì)振動(dòng)源設(shè)備采取隔振措施，防止振動(dòng)傳到其他場(chǎng)合。后者是對(duì)怕受振動(dòng)干擾的設(shè)備、儀器或人采取隔振措施，防止外來振動(dòng)的影響[10]。

3.2 汽車噪聲傳播途徑控制

對(duì)汽車噪聲的傳播途徑的控制，是降低汽車噪聲的有效手段。傳播途徑分為結(jié)構(gòu)傳播和空氣傳播。具體來說，要對(duì)結(jié)構(gòu)的振動(dòng)和噪聲傳遞特性進(jìn)行分析并改進(jìn)，使之對(duì)振動(dòng)和噪聲具有明顯的衰減作用而不是放大。例如，優(yōu)化發(fā)動(dòng)機(jī)懸置設(shè)計(jì)，降低發(fā)動(dòng)機(jī)向車身傳遞的振動(dòng);改進(jìn)懸架系統(tǒng)，阻斷振動(dòng)的傳遞;采用適合于平面振動(dòng)的阻尼材料、適合于旋轉(zhuǎn)軸類的扭振減振器及針對(duì)其他線振動(dòng)的質(zhì)量減振器。

3.3 主動(dòng)降噪

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，主動(dòng)降噪得到廣泛應(yīng)用。主動(dòng)降噪的原理是根據(jù)指定的噪聲，發(fā)出完全相反的聲波，讓兩種聲波在相遇時(shí)互相抵消，從而把該噪聲隔除[11]。隨著主動(dòng)控制降噪技術(shù)的不斷完善，其得到廣泛應(yīng)用，形成了一種全新的汽車噪聲控制技術(shù)。主動(dòng)降噪采用COMSOL Multiphysics仿真軟件，對(duì)各種不同環(huán)境下或各種不同車型進(jìn)行三維建模，通過確定噪聲聲源特征頻率建立汽車噪聲聲源的模擬場(chǎng)，分別對(duì)噪聲聲源頻率分布、動(dòng)態(tài)噪聲聲源進(jìn)行模擬分析。與傳統(tǒng)的被動(dòng)汽車噪聲控制手段相比，其突出優(yōu)勢(shì)在于低頻噪聲控制效果精確、數(shù)據(jù)分析準(zhǔn)確等。

4 結(jié)論

本文對(duì)汽車噪聲的危害、汽車噪聲標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)等進(jìn)行了說明，并對(duì)現(xiàn)有的汽車噪聲識(shí)別技術(shù)及汽車噪聲控制技術(shù)進(jìn)行探討，希望同行專家學(xué)者共同努力、群策群力，為汽車噪聲控制技術(shù)做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]邵奇.基于自適應(yīng)算法的汽車主動(dòng)降噪系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)[D].秦皇島：燕山大學(xué)，2016.

[2]齊躍.基于聲頻率的城市交通噪聲聲屏障結(jié)構(gòu)研究[D].哈爾濱：東北林業(yè)大學(xué)，2017.

[3]王月琳.封閉空間主動(dòng)噪聲控制試驗(yàn)平臺(tái)[D].北京：清華大學(xué)，2014.

[4]楊益民.特種車輛有源噪聲控制系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)[D].杭州：浙江大學(xué)，2014.

[5]國家標(biāo)準(zhǔn)總局.機(jī)動(dòng)車輛允許噪聲：GB 1495—1979[S].

[6]國家標(biāo)準(zhǔn)總局.機(jī)動(dòng)車輛噪聲測(cè)量方法：GB 1496—1979[S].

[7]國家環(huán)境保護(hù)總局，國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局.汽車加速行駛車外噪聲限值及測(cè)量方法：GB1495—2002[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2002.

[8]宋繼強(qiáng).商用車駕駛室中高頻噪聲的分析預(yù)測(cè)與控制[D].長春：吉林大學(xué)，2010.

[9]賀啟環(huán).環(huán)境噪聲控制工程[M].北京：清華大學(xué)出版社，2011.

[10]張式杰.汽車噪聲分析與降噪措施及測(cè)量方法[J].汽車實(shí)用技術(shù)，2011（2）：55-60.

[11]羅夢(mèng)瑩.主動(dòng)噪聲控制研究[D].重慶：重慶大學(xué)，2013.