汽车污染途径及控制措施论文.doc

泸州职业技术学院毕业论文 第一章 汽车噪声的危害第一章 汽车噪声的危害 汽车噪声不仅对环境有着较大的影响，而且汽车噪声对人类的健康也有着非常大的危害。汽车噪声不仅能引起人体的生理改变和损害，也会对人的心理、生活和工作产生很多不利的影响。 汽车噪声直接对车内的驾驶员和乘客造成危害，车内的驾驶员和乘客距离汽车发动机较近，发动机内的噪声直接从发动机盖、仪表台传入车舱内，而发动机噪声这种低频噪声极易使人感到烦闷，所以发动机噪声对车内的驾乘人员的影响较大。而且还有从车门和门窗传入的风噪以及从底盘、后备箱传入的轮胎噪声，严重的损害着车内人员的听觉系统和神经系统。汽车噪声还会加长驾驶人员的反应时间，影响驾驶员的正常操作从而诱发交通事故。据不完全统计：由汽车噪声间接引起的交通事故占整个交通事故的90%。汽车噪声还会降低汽车乘坐的舒适性能等。 汽车噪声对人的健康也会产生很大的影响，汽车噪声会使人感到疲劳、听力下降、视觉功能下降、神经衰弱、血压变化和胃肠道出现消化功能障碍。据统计，当环境噪声大于45dB时，人会感到明显不适；当噪声达到6080dB时，会影响睡眠；当噪声超过90dB时，会对身体产生伤害。而汽车噪声强度一般可达到6090dB，所以汽车噪声会对人们带来很大的伤害。汽车噪声严重影响着人们的生活、学习和工作，已经引起包括我国政府在内的世界各国的密切关注。因此，要对汽车噪声进行研究和控制。5泸州职业技术学院毕业论文 第二章 汽车噪声产生的原因第二章 汽车噪声产生的原因 汽车噪声的大小是衡量汽车质量水平的重要指标，它反映出了汽车的质量和技术性能的高低。汽车噪声是一个包括各种不同性质噪声的综合性噪声，汽车噪声主要包括发动机噪声、传动系统噪声、轮胎噪声和车身噪声等。如图表21 理想状态下各种噪声占汽车整车噪声的比例：噪声名称进气噪声排气噪声发动机噪声轮胎噪声所占比例13%12%40%35%2.1发动机噪声发动机噪声源按噪声辐射的方式分为直接大气辐射和发动机表面向外辐射两大类。直接向外辐射的噪声源有进、排气噪声和风扇噪声。发动机表面噪声是指发动机内部的燃烧过程和结构产生的噪声，是通过发动机外表面以及与发动机外表面刚性连接的零件的振动向大气辐射的。发动机噪声是由燃烧噪声和机械噪声两大类构成，是发动机内部燃烧和机械振动所产生的噪声。发动机噪声包括燃烧噪声、机械噪声、进排气噪声、冷却风扇噪声以及其他部件所发出的噪声。其中与发动机转速有关的噪声源主要有进、排气噪声、风扇噪声和发动机表面辐射噪声、以及由发动机带动拖转的各种发动机附件的噪声。如图22 发动机产生噪声的机理 正常燃烧噪声 燃烧噪声 异常燃烧噪声发动机噪声 活塞撞击噪声 配气机构噪声 机械噪声 正时齿轮、链条声 燃油喷射系统噪声 其他噪声 泸州职业技术学院毕业论文 第二章 汽车噪声产生的原因2.1.1燃烧噪声 燃烧噪声是指发动机工作时，由于气缸内的气体压力周期性的变化而产生的噪声，它主要取决于燃烧的方式和燃烧的速度。燃烧噪声是由于气缸燃烧压力通过活塞、连杆、曲轴、缸体等途径时所向外辐射而产生的噪声。在汽油机中，如果发生爆燃或者表面点火等不正常燃烧时，将会产生较大的燃烧噪声，如果发生回火现象时，也会发出较大的燃烧噪声。与汽油机相比，柴油机的燃烧噪声要高很多。柴油机的燃烧噪声是由于燃烧室内的气压急剧上升，致使发动机各部件振动而产生的噪声。2.1.2机械噪声机械噪声是指发动机工作时个零部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。包括活塞上、下止点附近受侧向应力对缸壁的敲击声、气门机构声、正时齿轮声等。机械噪声在很大程度上取决于发动机的转速，发动机噪声大致随着发动机转速增加而直线上升。汽油机转速每提高10倍，噪声上升50dB。在一般情况下，机械噪声是发动机噪声的主要来源。2.1.3进、排气噪声进|、排气噪声是指发动机在进排气过程中气体高速流动和压力波动引起的振动而产生的噪声。进、排气噪声的强弱随着发动机的转速和负荷变化而变化，在大负荷高转速时噪声较大。进气噪声主要包括周期性压力脉动噪声、涡流噪声和进气管的气柱共振噪声等。排气噪声主要包括排气门开启时的周期性噪声、排气管道共鸣噪声、涡流噪声和排气喷流噪声等。排气噪声产生的原因是废气以脉动形式从排气门缝隙排出，并迅速从排气口冲入大气，从而产生周期性噪声。排气噪声往往比发动机其他噪声高出1015dB。排气噪声的大小与发动机额定功率、转速、气门压力等因素有关，并随着发动机的负荷而变化。解决排气噪声最好的方法就是采用消声器，采用消声器可以很好的降低汽车的排气噪声。2.1.4冷却风扇噪声冷却风扇噪声是指冷却风扇在运转时，引起的空气动力性噪声、机械噪声以及由润滑不良导致的摩擦噪声等。主要包括风扇旋转噪声和风扇涡流噪声。旋转噪声是由于旋转着的叶片周期性地切割空气而引起空气的压力脉动所产生的。而涡流噪声产生的原因是由于风扇转动使周围气体产生涡流，涡流由于沾滞力的作用又分裂成一系列分离的小涡流。这些涡流及其分裂过程使空气发生扰动，形成压缩与稀疏过程，从而产生的涡流声。风扇噪声随转速增加而迅速提高，转速提高一倍，声级增加1117 dB。通常低转速时，冷却风扇噪声较小，而在高转速、大负荷时成为发动机的主要噪声之一。62.2 传动系统噪声 汽车传动系统噪声包括变速器噪声、传动轴噪声和驱动桥噪声，其中变速器噪声为传动系统中的主要噪声。2.2.1变速器噪声变速器噪声是由齿轮传动噪声、润滑油搅拌噪声、轴承声响以及发动机振动传播到变速器箱体而辐射出的噪声等组成。齿轮传动噪声是变速器噪声的主要组成部分，引起齿轮传动噪声的内因是齿轮刚度在交变载荷作用下周期性的变化和齿轮间的正常啮合关系遭到破坏，使轮齿啮合时产生撞击；外因是由于发动机转速、负荷变化而导致的齿轮传动冲击。从而导致轴承磨损松旷和齿轮间不正常啮合而引起的噪声，大致表现在空挡发响和挂挡后发响。此外，变速器内的润滑油不足或脏污等导致齿轮间摩擦加剧也是产生噪声的原因。2.2.2传动轴噪声传动轴噪声是由发动机转矩的波动、变速器及驱动桥等振动的输入、万向节传递动力的不足和传动轴的动不平衡等引起的。传动轴噪声一般较小，只有当传动轴动不平衡非常的严重时，其噪声会加大。2.2.3驱动桥噪声驱动桥噪声是由齿轮传动噪声、轴承声响、润滑油搅拌声等组成，以齿轮传动噪声为主。引起驱动桥噪声的根本原因是驱动桥传动部分磨损松旷、调整不当或润滑不良。还有制造和装配的原因和设计参数选择和结构的原因。当驱动桥承受较大的动载荷工作时，技术状况变坏的传动部件会发出较大的噪声。2.3 轮胎噪声 轮胎噪声分为直接噪声和间接噪声，直接噪声是轮胎直接辐射出的噪声。间接噪声是轮胎直接或间接的成为激振源，振动通过悬架和车架传至车身，成为车厢的噪声。间接噪声一般较小，在此不做讨论。而轮胎直接噪声所占汽车总体噪声的比重很大，所以轮胎直接噪声已成为噪声公害。2.3.1轮胎直接噪声 轮胎直接噪声包括轮胎花纹噪声、道路噪声、轮胎振动噪声以及轮胎旋转时搅动空气而引起的空气噪声。轮胎花纹噪声是指汽车行驶时，因轮胎面花纹槽内的空气在接地时被挤压，并有规则的排出，当轮胎胎面离地时轮胎花纹槽内的容积恢复，外部的空气被吸入。7这样在空气流入、流出时引起周围空气压力变化而产生的噪声叫轮胎花纹噪声。花纹噪声在轮胎噪声中占有主要地位。2.3.2道路噪声 道路噪声是指汽车在通过凹凸不平的路面时，路面凹凸坑内的空气在接地时被挤压，并有规则的排出，从而引起周围空气压力的变化而产生的噪声。道路噪声的大小主要与汽车行驶的路况有关，良好的路况可以减少汽车行驶时产生的道路噪声。2.3.3轮胎振动噪声 轮胎振动噪声是由于轮胎不平衡、胎面花纹刚度变化或路面凹凸不平等原因激发轮胎振动所产生的噪声。轮胎噪声分为轮胎弹性振动噪声和轮胎自激振动噪声两种。弹性振动噪声一般较小，而自激发振动噪声较大。轮胎自激发振动噪声包括汽车制动、急转弯时汽车轮胎与路面之间剧烈的摩擦而发出的尖锐的声音。2.3.4空气噪声 空气噪声是指轮胎旋转时，搅动周围空气而产生的空气振动声。空气噪声的大小与汽车行驶的速度和轮胎的磨损程度等有关，车速快时产生的空气噪声较大，在一般行驶道路上，汽车的速度较低，可忽略不计。 轮胎噪声产生的原因很多，除了轮胎花纹以外，还与汽车的行驶的速度、负荷、轮胎气压以及汽车行驶的路面状况等因素有关。在通常情况下，汽车的车速越高、轮胎负荷越大、轮胎气压越低、道路状况越差，轮胎噪声就越大。2.4 车身噪声 车身噪声是指汽车行驶时，车身与空气摩擦、冲击而引起的空气动力性噪声，以及车体各板壁结构在发动机和路面凹凸不平的激励振动下所产生的振动噪声。如汽车在怠速时发动机的振动引起汽车车窗的振动而发出颤抖声以及汽车在凹凸不平的道路上颠簸行驶时钢板弹簧所发出的吱嘎声等。汽车行驶速度越快，车身噪声越大。2.5 制动噪声 制动噪声是指汽车在制动时汽车产生的尖锐噪声，主要包括制动器的失叫声、车身板件的震动声等。对于气压制动的汽车，汽车在制动时储气筒放气时产生鸣叫的噪声。汽车制动噪声的大小与汽车的载荷、驾驶员踩制动踏板力的大小或操作习惯以及制动摩擦片的摩擦程度等有较大的关系。 除了以上的几种噪声以外，还有汽车启动时的马达声、空压机运转的声音、汽车的喇8叭声、特种车辆上的声音增强性装置和动力装置噪声以及汽车防盗装置报警声等，汽车噪声的来源多种多样，必须根据汽车噪声产生的原因针对性的进行控制，这样才可以从根本上控制汽车噪声。9泸州职业技术学院毕业论文 第三章 汽车噪声的控制措施10第三章 汽车噪声的控制措施汽车噪声控制可以根据噪声产生的及传播的机理，可以分为对汽车噪声源的控制和对汽车噪声传播途径的控制。其中对噪声源的控制是最根本、最直接、最有效措施。主要可以从汽车使用的技术状况、机械原理，声学原理等方面对汽车噪声进行科学有效的控制。3.1 从改善汽车使用的技术状况减小汽车噪声 3.1.1选择合适的燃油燃油品质的好坏不仅可以使发动机平稳的运转，有利于延长发动机的使用寿命，还可以减小发动机的噪声。对于柴油机，选用十六辛烷值高的燃油，可以减少着火延迟内形成的可燃混合气数量，减小气缸内燃烧时的压力和增长率，从而减小燃烧噪声及严重的气缸敲击声。3.1.2保持发动机具有良好的技术状况发动机具有良好的技术工况时，其噪声很小，而当发动机技术状况不佳时，发动机噪声会有明显的增加。所以应该经常检查和维护好发动机，使发动机具有良好的技术状况。采取的措施主要有：保持运动件配合、传动正常，提高曲柄连杆机构、配气机构的维修装配质量，使运动件具有合适的配合间隙，则可减少发动机运转时的机械噪声，如活塞与气缸壁的敲击声、气门开闭及正时齿轮运转的冲击声。当运动件严重磨损时，间隙过大时，应该及时修复和调整。保持合适的点火提前角或供油提前角，汽油机点火提前角过大时，气缸内燃烧时的压力增长速率过大，容易产生爆震，使噪声增到，产生敲击气缸声等。因此，应保证发动机具有合适的点火提前角或供油提前角，从而减少发动机的燃烧噪声。保持冷却系风扇状况良好，发动机冷却风扇叶片变形或破损，则发动机运转时空气动力噪声增大。因此，应检查冷却风扇叶片及其转动情况，确保冷却系风扇状况良好，以减少冷却系风扇的噪音。保持润滑系技术状况良好，润滑系技术状况不良时，各运动件摩擦表面润滑状况都会恶化，会导致发动机机械噪声增大。因此，应注意检查润滑系统及润滑机油的质量，保证润滑系具有良好的技术状况，从而减少机械因润滑不良导致的机械噪声。3.1.3保持底盘具有良好的技术状况汽车行驶时，若底盘技术状况不良，会导致汽车噪声增大。因此在汽车使用过程中，应经常检查并维护底盘。使底盘具有良好的技术状况。采取的措施主要有：保持传动系技术状况良好，提高装配质量，保证传动系齿轮的啮合间隙及轴与轴承的间隙合适，确保传动轴的动力平衡，减少因动力不平衡而引起的噪声。选用质量好的润滑油和润滑脂，确保传动系变速器、驱动桥和万向传动装置具有良好的润滑，以降低传动系噪声。保持行驶系技术状况良好，加强钢板的维护，确保有良好的润滑，检查减震器的性能，确保其有良好的减震能力，以减少车体振动时引起的各种振动部件产生的噪声。加强轮胎的维护，确保轮胎气压正常和胎面清洁，以减少轮胎噪声。保证制动器技术状况良好，应经常检查制动鼓、摩擦片等是否摩擦严重，应更换和加强维护，确保制动器具有良好的技术状况，以减少汽车制动时所产生的噪声。3.2 从机械原理出发控制汽车噪声的措施 改进机械设备，应用新材料来降低汽车噪声。随着材料科技的发展，各种新型材料应运而生，用一些内摩擦较大、高阻力合金，高强度塑料生产机器零部件。提高零部件加工精度和装配质量。零部件加工精度的提高使机件间摩擦尽量减少，从而使噪音降低。提高装配质量，减少偏心振动，以及提高机壳的刚度等，都能使机械设备的噪声减少。3.3从声学原理控制汽车噪声的措施 用声学控制方法降低噪声主要包括吸音、隔音、减震、密封。对于汽车噪声控制来讲，由于发动机、排气管、轮胎等是引发噪声的部件在车辆出厂时已经定型，所以各部件的设计水平和组装工艺就决定了噪声的大小。吸音是用特种被动式材料来改变声波的方向，以吸收其能量。合理的布置吸音材料，能有效的降低声能的反射量，达到吸音降噪的目的。隔音就是用某种隔音材料将生源与周围环境隔离，使其辐射的噪声不能直接传播到周围区域，从而达到控制噪声的目的。常用的隔音措施有隔声材料和隔声结构，选用隔声结构时应该考虑隔声材料、隔声特点、结构性能等，通常使用双层壁结构并在夹层中填充吸音材料，进一步提高隔声效果。汽车行驶时，震源把它的震动传给车体，在车体中以弹性波的形式进行传播，从而引起车体上各部件的振动，这些部件又向外辐射噪声，故减少振动也是降低噪声的一个方法。减震措施主要隔震减震和阻尼减震，例如在车上使用平静汽车阻尼防护胶、平静吸音棉可以形成一道阻尼减震层，可以耐受车体的冲击和振动，从而起到减震降噪的目的。此外还可以通过加强汽车的密封来降低噪声，例如使用平静专业的密封条，不仅可以阻止车外的噪声，还避免了气流分离对周期性尾流达到扰乱，从根本上降低汽车的风噪。此外，还可以利用以声消声技术对噪声进行主动控制，其原理是利用电子消声系统产生与噪声相位相反的声波，使两者的振动相互抵消，以降低噪声。可以用于降低车内噪声和发动机噪声等。113.4 从法律法规等管理方面控制汽车噪声3.4.1加强法律法规建设 汽车噪声控制是一个系统工程，既要有政务法规上下各方面的力量，制定和健全相应的法规，又要让包括汽车驾驶员在内的交通参与者自觉遵守相关的法律法规。我国制定了GB 14952002汽车加速行驶车外噪声限值及测量方法。汽车加速行驶时，其车外最大噪声级不应超过表31中规定的限制。表中符号的意义如下： GVM最大总质量(t)； P发动机额定功率(kW)。图表31 汽车加速行驶车外噪声限制汽车分类噪 声 限 值dB（A）第一阶段第二阶段2002.10.12004.12.30期间生产的汽车2004.1.1以后生产的汽车M17774M2（GVM3.5t），或N1（GVM3.5t）：GVM2t2tGVM3.5t78797677M2（3.5GVM5t），或M3（GVM5t）：P150kwP150kw82858083N2（3. 5tGVM12t）,或N2（GVM12t）：P75KW75KWP150KWP150KW838688818384说明：a） M1，M2（GVM3.5t）和N1类汽车汽车装用直喷式柴油机时，其限值增加1dB（A）。b） 对于越野车，其GVM2t时：如果P150KW，其限值增加1dB（A）；如果P150KW时