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1、引言近年来，汽车工业迅速发展。汽车的使用给人们的生活带来了极大的方便，却也给我们的环境造成了大量的污染，其中之一就是噪声污染。噪声污染和大气污染、水污染，并称为当今世界的三大污染，随着城市中汽车保有量的增多，车辆噪声对人们生活的影响越来越大。据有关资料表明，城市噪声的75%来源于交通噪声，而交通噪声主要是汽车噪声。它严重地污染着城市环境，影响着人们的生活、工作和健康。所以汽车噪声的控制，是减少城市环境噪声、改善生存环境的的主要途径之一。1 汽车噪声的种类汽车噪声产生的主要因素是空气动力、机械摩擦和电磁能量。从结构上分，汽车噪声分为发动机噪声、底盘噪声、车身噪声，具体说来，汽车噪声源主要有以下几
2、方面：1.1 发动机噪声发动机噪声可分为燃烧噪声、机械噪声和空气动力噪声，随机型、转速、负荷及运行情况等的不同而有差异。燃烧噪声：四冲程发动机工作循环由进气、压缩、做功和排气四个行程构成，从点火开始到燃烧结束期间是燃烧噪声的主要产生期，快速燃烧冲击和燃烧压力振荡构成了气缸内压力谱的中高频分量。燃烧噪声是具有一定带宽的连续频率成份，在总噪声的中高频段占有相当比重。一般来说柴油机缸内压力较高，且压力增长率最大值远高于汽油机，所以柴油机的燃烧噪声远高于汽油机。机械噪声：发动机工作时，各零件相对运动引起的撞击，以及机件内部周期性变化的机械作用力在零部件上产生的弹性变形所导致的表面振动而引起的噪声称为机
3、械噪声。它与激发力的大小、运动件的结构等因素有关，主要包括活塞敲缸响、齿轮传动响、配气机构撞击响等类型。具体分类见下表1-1。空气动力噪声：汽车行驶中，由于气体扰动以及气体和其他物体相互作用而产生的噪声称为空气动力噪声。在发动机中，它包括进气噪声、排气噪声和风扇噪声。其中，排气噪声是发动机中能量最大最主要的噪声源，它的噪声往往比发动机整机噪声高出10dB（A）15dB（A）。进气噪声次之，发动机工作时，高速气流经空气滤清器、进气管、气门进入气缸，在气流流动过程中会产生一种强烈的空气动力噪声，它有时比发动机整机噪声高出5 dB（A）左右。风扇噪声是发动机中不可忽视的噪声源，主要由旋转噪声和涡流噪
4、声组成。旋转噪声是发动机高速旋转时的噪声，风扇的转速越高，直径越大，风扇的扇风量就越大，其噪声也越高；涡流噪声是由于风扇旋转时使周围的空气产生涡流，这些涡流又因粘滞力的作用分裂成一系列独立的小涡流，这些涡流和涡流的分裂会使空气发生扰动，形成压力波动，从而激发出的噪声，涡流噪声一般是宽频带噪声。1.2 底盘噪声底盘噪声主要包括排气系统噪声、传动系统噪声和制动系统噪声。排气系统噪声是底盘的主要噪声源，发动机燃烧所产生的高温高压废气在排气管中呈脉动形式急剧流动，就产生了强烈的排气噪声。主要由排气压力脉动声、气流流过气门和气门座等处产生的涡流声、边界气流扰动产生的噪声、排气口喷流噪声等组成。传动系噪声
5、主要来源于变速齿轮啮合传动的撞击、振动和传动轴的旋转振动，均属于机械噪声。制动系噪声也是底盘噪声中不可忽视的组成，其主要来源是轮胎噪声。轮胎噪音是由轮胎与路面摩擦所引起的，通常由三部分组成：一是轮胎花纹间隙的空气流动和轮胎四周空气扰动构成的空气噪音；二是胎体和花纹部分震动引起的轮胎震动噪音；三是当汽车通过凸凹不平的路面时，凹凸内的空气因受挤压和排放，类似于泵的作用而形成的噪声。另外，轮胎在前进和旋转时搅动周围空气而产生空气振动声，这称为风噪声；在车辆低速行驶时，轮胎的风噪声可以忽略。1.3 车身噪声及车内附属设备噪声这类噪声主要包括车身的振动和空气与车身的冲击与摩擦而产生的噪声，以及空调机或暖
6、风装置工作而产生的噪声。随着最高车速的不断提高，车身板件振动噪声问题日益突出，这是一种由车身壁板结构振动所引起的噪声，在车厢空间建立声场并与车身结构振动相耦合，其噪声能量主要在低频区，给人的感受是一种类似于“轰隆声”，造成车内乘员强烈的不舒适感。2 噪声控制要求及评价指标2.1 噪声控制要求近些年来，世界各国普遍提高了对汽车噪声的控制标准，尤其是发达国家对汽车噪声非常重视。欧共体、日本、美国等从七十年代起，每六年左右就修订一次相关法规和标准，使汽车噪声限值有了大幅度降低。虽然我国汽车噪声控制工作从1979年就开始， 当时发布了两项国家标准，（GB149579机动车辆允许噪声和（GB149679
7、机动车辆噪声测量方法 ，但与发达国家相比还存在较大差距，直到2002年我国才又颁布了新的汽车及发动机噪声法规GB14952002汽车加速行驶车外噪声限值及测量方法，并作为强制标准加以实施。2.2 噪声评价噪声评价指标主要是指车内、外的噪声值和振动适应性，评价方法可分为主观评价和客观评价。主观评价是顾客对车内外噪声振动的直观感觉，是声品质的真实反映，通常根据不同的条件，可采用简单排序法、等级评分法、成对比较法和语义区分法进行主观评价。客观评价是使用通过分析和测量的方法得到噪声和振动的参数来评价其大小和好坏。我们可以采用PCNM 加速行驶车外噪声测量装置的测量试验进行分析，而对于汽车的系统和部件，
8、通常采用有限元法和边界元法建立数学模型来进行分析计算，方法相对成熟。3 汽车噪声控制方法研究汽车噪声控带方法是一个具有实际意义的问题。国内外许多学者已经或正在进行这方面的工作。到目前为止，有关车内噪声控制的研究，综合起来可大致分为被动控制、主动控制和NVH性能试验。3.1 传统的噪声控制方法早期的车内噪声控制途径主要有减弱声源强度、隔绝传播途径和吸声处理三个方面。3.1.1 声源降噪识别并降低声源噪声是噪声控制中最根本、最有效、最直接的途径。降低汽车上任何声源的噪声能量都有利于控制车内外噪声，尤其是降低汽车发动机和传动系等主要噪声源的噪声更具重要意义。为了降低声源噪声，首先必须识别出噪声源，弄
9、清声源产生噪声的机理和规律，然后改进设计，降低产生噪声的激振力，降低发声部件对激振力的响应，从而达到根治噪声的目的。3.1.2 隔断传播途径降噪当对噪声源难以进行控制时，我们就需要在噪声的传播途径中采取措施，例如吸声、隔声、消声、减振及隔振等措施。又称无源噪声控制。3.2 噪声主动控制噪声主动控制是近20年来发展起来的一种全新的噪声控制方法。与传统降噪措施相比，其突出优势在于低频噪声控制效果好，此外，它还具有对原系统的附加质量小和占用空间小等特点。主动噪声控制通常是利用声波干涉的原理进行以声消声的控制。当两个声波在叠加点处振动的方向一致、频率相同及相位差恒定时，它们会发生干涉现象，引起声波能量
10、在空间的重新分配，此时利用人为的声源（次级声源），使其产生的声场与原噪声源（初级声源）产生的声场发生相干性叠加，产生“静区”，从而达到降低噪声的目的。还有一些学者尝试采用主动减振来降低板件声辐射达到消声目的。曾经有人提出采用激振器对发动机支承处振动进行主动控制来降低车内噪声，但这种方法需要消耗较多的能量，且作动器布置困难，因而没有得到足够的重视。3.3 汽车NVH试验技术汽车NVH （Noise、Vibration、Harshness）指的是噪声、振动与舒适性，其观点是，汽车是一个由激励源（发动机、变速器等）、振动传递器（由悬挂系统和边接件组成）和噪声发射器（车身）组成的系统。NVH 试验技术
11、是以整车作为研究对象，从噪声、振动与舒适性的角度分析车内外噪声的产生机理，通过驾驶员或成员的感受来寻找噪声振动的激励源，再对激励源产生噪声及振动的机理和传播途径进行分析研究，找到降噪减振的方法，来达到降低车内外噪声、提高汽车乘坐舒适性的目的。NVH 试验技术对新车型的开发和现有车型的性能改善都起着重要的作用。其主要的研究方法是，根据设定的汽车NVH 目标值，建立数学模型，进行整车仿真分析。但由于汽车系统极为复杂，因此我们常将整车分解成多个子系统进行研究，如底盘子系统、车身子系统等；也可以研究某个激励源产生的或某种工况下的NVH特性。通过曲线、图表的形式，或者借助于虚拟现实环境，我们可以向有关技
12、术人员、专家及最终用户提供身临其境般的听觉、触觉及视觉感受，来提供分析结果，从而针对某种车型进行主观、客观评价和改进设计方案。4 结语长期以来，发达国家一向重视车辆的噪声控制，并针对这一技术进行了深入的研究和实践，积累了大量的理论和实践的成果与经验。而我国开展噪声控制技术的研究相对较晚，国内各类车型的噪声控制还有较大发展空间，且大部分生产厂家已经意识到其重要性，正在对此积极开展研究。由于噪声控制的复杂性，目前该领域内存在着大量的技术和应用空白，国内汽车行业应充分把握这一时机，在借鉴国外先进技术的同时，通过自主创新，力求在短期内取得某些方面的技术突破，并加以实际应用，从而带动汽车噪声控制技术的整体跨越式发展。
