（车辆工程专业论文）cdk6120car车外行驶噪声控制.pdf

酉南交通大学硕士研究生学位论文第ll 页 摘要 随着汽车工业的迅速发展，人们对于汽车的舒适性和振动噪声控制的要 求越来越严格。据有关资料表明，城市噪声的7 0 - - 8 0 来源于交通噪声，而 交逶噪声主要是汽车噪声。它严重地污染着城市环境，影响着入们的生活、工 作和健康。所以汽车噪声的控制，不仅关系到乘坐舒适性，而且还关系到环境 保护。 2 0 0 7 年我公司采购了以c n g 作燃料的c d k 6 1 2 0 c a r 城市客车，在实际使 用中，出现了车外行驶噪声过大情况，影响了部分线路途径路段居民的休息。 针对此情况，我公司组织了相关单位一起到现场实地测量噪声情况，与国家 标准存在差距，与发达匿家对噪声限值的要求就差的更远，所以，我单位与 相关配套厂家立即组织技术人员攻关，力求降低噪声强度，满足国家噪声排 放标准的要求。 本文首先介绍了声学的基础知识、噪声产生机理以及控制噪声的措施； 然盾叙述了c d k 6 1 2 0 c a r 的基本参数及配置、噪声的测试情况等；最后利用噪 声测试得到的噪声相关频谱曲线，结合发动机的运行情况，根据噪声的产生 枫理和原因，分析出冷却风崩嗓声和发动机排气嗓声为主要噪声来源，针对 性地提出了降噪措施并加以实施。在经国家汽车产品检测单位测试后，车外 行驶噪声从8 9 1 d b ( a ) 降低到8 2 8 d b ( a ) ，达到g b l 4 9 5 - 2 0 0 2 要求的限值，说 明对噪声源的分析正确，提出的降嗓措施有效。 关键词：客车；噪声；频谱分析；降噪措施 西南交通大学硕士研究生学位论文第f if 页 a b s t r a c t a l o n gw i t ht h er a p i de x p a n s i o no fa u t o m o b i l ei n d u s t r y , p e o p l ea r eg e t t i n g m o r ea n dm o r es t r i c tc o n c e r n s0 1 1a u t o m o b i l e sc o m f o r t a b l e n e s sa n dn o i s e r e d u c t i o n a c c o r d i n gt ot h ei n f o r m a t i o n s ，7 0 - 8 0p e r c e n tu r b a nn o i s eo r i g i n a t e s f r o mt h et r a f f i cn o i s e ，a n dt h et r a f f i cn o i s ei sm a i n l yt h en o i s ef r o ma u t o m o b i l e i t i sp o l l u t i n gt h eu r b a ne n v i r o n m e n t , a n da f f e c t i n gp e o p l e sl i f e ，w o r k i n ga n dt h e h e a l t hs e r i o u s l y s ot h en o i s ec o n t r o lr e l a t e sn o to n l yt h ec o m f o r t a b l e n e s s ，b u ta l s o e n v i r o n m e n t a lp r o t e c t i o n i n2 0 0 7o u rc o m p a n yh a dp u r c h a s e dt h ec d k 6 12 0 c a rc i t yb u s ，w h i c hu s e s c n ga st h ef u e l i nu s i n g ，i t se x t e r n a ln o i s es u r p a s s e dt h en o i s es t a n d a r d sa n d a f f e c t e dt h er e s to fp a r t i a lr e s i d e n t s a i m i n ga tt h i ss i t u a t i o n ，o u rc o m p a n y o r g a n i z e dt h er e l a t e dc o m p a n i e st om e a s u r et h en o i s e o fc i t yb u so nt h es p o t t h e r ew a sd i s p a r i t yb e t w e e nt h em e a s u r i n gr e s u l t sa n dt h en a t i o n a ls t a n d a r d ，a n d t h ed i s p a r i t yi sb i g g e rc o m p a r e dw i t ht h ef o r e i g nn o i s el i m i t i n gv a l u e t h e r e f o r e ， o u rc o m p a n ya n dt h er e l a t e ds u p p o r t i n gf a c t o r i e so r g a n i z et h et e c h n i c a lp e r s o n n e l t or e s e a r c hi m m e d i a t e l yt 0r e d u c et h en o i s ea n dm e e tt h ed e m a n d so fn a t i o n a l n o i s ee m i s s i o ns t a n d a r d t h ea c o u s t i c se l e m e n t a r yk n o w l e d g e ，t h en o i s ep r o d u c t i o nr e a s o na sw e l la s t h em e a s u r e so fn o i s ec o n t r o lw e r ei n t r o d u c e d ，a n dt h e nt h eb a s i cp a r a m e t e r sa n d t h ee q u i p m e n to fc d k 6 12 0 c a r ，t h en o i s et e s ts i t u a t i o na n ds oo nw e r ed e s c r i b e d f i n a l l y , u s i n gt h en o i s ef r e q u e n c ys p e c t r u mc u r v em e a s u r e d ，c o m b i n i n gw i t ht h e o p e r a t i o no fe n g i n ea n da c c o r d i n gt ot h ep r o d u c t i o nr e a s o no f n o i s e ，i tc o n c l u d e d t h a tt h ec o o l i n gf a nn o i s ea n de n g i n e se x h a u s tn o i s ew e r et h en o i s es o u r c e ，a n d n o i s er e d u c t i o nm e a s u r e sw e r ep r o p o s e da n di m p l e m e n t e d t h r o u g ht h en a t i o n a l a u t o m o b i l ep r o d u c te x a m i n a t i o nu n i tt e s t i n g ，i ts h o w e dt h a tn o i s eo u t s i d eo fc a r r e d u c e df r o m8 9 1d b ( a ) t o8 2 8d a ( a ) ，a n dr e a c h e dt h ed e m a n do ft h en a t i o n a l s t a n d a r dg b l 4 9 5 2 0 0 2 i ta l s os h o w e dt h a tt h ea n a l y s i so nt h en o i s es o u r c ew a s c o r r e c ta n dt h en o i s er e d u c t i o nm e a s u r e sp r o p o s e dw a se f f e c t i v e k e yw o r d s ：b u s ；n o i s e ；f r e q u e n c ys p e c t r u ma n a l y s i s ；n o i s er e d u c t i o nm e a s u r e 疆南交通大学硕士研究生学位论文第l 页 西南交通大学学位论文创新性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是在导师指导下独立进行研究工作 所褥的成果。除文中已经注明号l 用的内容外，本论文不包含任何其他个人或 集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体， 均已在文中作了明确的说明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 a 钏剖j 一。够。 f j 西南交通大学曲南交通大罕 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学 校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查 阅和借阅。本人授权西南交通大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关 数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位 论文。 本学位论文属于 1 保密口，在年解密后适用本授权书； 2 不保密彰使用本授权书。 ( 请在以上方框内打吖”) 亏厂、囝1 。 朋8 毫忆 名a吖， 签 小 雠1 老 ： 导 期 捌 刚 袭弋国 ， 孙 币 糍于 作 妙 蚱 论 ： 位 期 学 日 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 页 第一章绪论帚一早瑁了匕 1 1 本课题研究的目的和意义 噪声是工业社会带来的副产品，它与大气污染和水污染一起被认为是当 今世界三大公害。与其他两个公害相比，噪声的影响面最广，感觉最直接， 人们反映也最多。汽车作为一种主要的交通工具逐渐普及和增长，所造成的 汽车噪声环境污染也日益严重。 车外行驶噪声是指在车辆运行过程中，受发动机噪声、进气和排气噪声、 冷却系统噪声、传动系噪声、轮胎噪声及气流噪声等的影响，在车辆外部形 成的有害声响。车外噪声虽然对驾驶员和乘客没有什么直接影响，但恶化了 城市环境。据统计，交通噪声能量占环境噪声能量的7 0 8 0 ，受交通噪声 影响人口占受环境噪声影响人口的6 0 7 0 ，受交通噪声影响面积占受环境 噪声影响面积3 0 - 4 0 ，而交通噪声主要是由车外噪声组成【1 捌。所以说车 外噪声是环境噪声的主要构成者。要降低环境噪声主要还是要从车外噪声入 手。目前我国也意识到车外噪声的危害，所以对车外噪声的要求也相应地提 高了。 本课题首先在对国内外汽车噪声控制的现状、研究方法和技术措施将进 行较全面的归纳总结的基础上，提出我国客车行业开发低噪声客车产品可以 采取的一般技术方法和措施。同时，结合某车外噪声超标的客车，测量分析 噪声的来源及特性，摸索行之有效的噪声控制的方法和措施。上述工作，从 小的方面来说，降低了该产品的噪声，使之顺利通过行业标准，具有工程实 用价值；从大的方面来说，本课题也可以给同类客车车外噪声控制提供参考。 1 2 国内外汽车噪声控制研究情况 噪声与振动控制的研究一直是工程技术界的研究热点，是现代社会工程 技术向纵深发展的一个关键节点。 西南交通大学硕士研究生学位论文第2 页 1 2 1 国外客车噪声法规的发展 机动车行驶噪声对在周围环境中工作和生活的人们产生了危害，因此， 国外工业发达的国家较早地就对机动车辆噪声给予了足够的重视，制定了许 多法规和标准来控制。如联合国欧洲经济委员会( e c e ) 、欧洲经济共同体 ( e e c ，现为欧盟e u ) 、日本、美国等主要国家和地区，从7 0 年代起每隔3 至5 年就修订一次相关的法规或标准，各种车辆噪声的限值有了大幅度的降 低【3 j 。这显著促进了汽车降噪技术和测量分析技术不断的深入研究和应用， 减轻了其影响和危害。 e c e 自1 9 6 9 年发布汽车噪声法规e c er 9 机动车辆在噪声方面型式认 证的统一规定，以后又发布了e c er 5 1 至少有四轮的汽车在噪声方面型式 认证的统一规定，它规定了汽车加速行驶车外噪声的限值及测量方法，1 9 8 2 年7 月1 5 日生效，该法规对于各类汽车的噪声限值变化经历了四个阶段，噪 声标准越来越严格，客车噪声限值变化见表1 1 【4 ，5 。 e e c 最早颁布汽车噪声法规是在7 0 年代初，即7 0 1 5 7 e e c 欧共体型 式认证指令一汽车噪声，其相关内容与e c er 9 是等效的，各阶段的限值变 化和实施日期与e c e 法规基本上同步。 日本对于汽车噪声的控制较早，1 9 5 1 年制定了道路车辆法并规定了 正常行驶噪声和发动机怠速运转时的排气噪声均不得超过8 5 d b ( a ) 。随着日 本国内汽车拥有量迅速增加，日本于1 9 7 0 年开始限制车辆的加速行驶噪声， 在机动车辆安全标准中规定了限值。由于噪声问题更加严重，1 9 7 6 年由 中央环境污染控制委员会汽车噪声专门委员会提出了加速噪声的目标限值， 并制定了分两阶段实施目标的长期规划，第一阶段目标值在1 9 7 9 年达到，第 二阶段则是按车型在1 9 9 2 年以后陆续达到，客车噪声限值变化见表1 2 【4 7 】。 通过以降低发动机噪声为主的各项措施，发动机噪声占整车噪声的比重 ( 以大型客车为例) 从开始实施长期规划初期的6 5 - - 7 5 降低到实现第二 阶段目标的3 0 左右，各主要车型的加速行驶噪声实测值也平均下降了约1 0 西南交通大学硕士研究生学位论文第3 页 d b ( a ) ，降噪成效是十分显著的。 表1 1e c er 5 1 号法规汽车加速噪声限值的变化 法规系列号 r 9 o or 5 l o o 法规系列号 r 5 i 0 1r 5 i 0 2 新型车型认证实施e t新型车型认证实施日 t 6 9 3 18 2 1 0 1 8 8 1 0 1t 9 5 1 0 1 期期 新生产注册实施日期 6 9 3 18 2 1 0 1 新生产注册实施日期 8 9 1 0 1 9 6 1 0 1 限值限值 限值限值序 汽车分类 汽车分类 d b ( a )d b ( a ) d b ( a )d b ( a )号 m i ( s 9 ) ： 8 28 0 m 1 ( s 9 ) ： 7 7 7 4l m 2 ( s 9 ，g v m 垫5 0 ： 8 48 1 m 2 ( s 9 g v m s 3 5 0 ： m ( g v m 垫5 0 ： 8 48 1 n i ( g v m _ 9 ，g v m 5 t ) ： m 3 ( s 9 ，g v m 5 t ) ： 3 p 1 4 7 k w8 98 2p 1 5 0 k w 8 07 8 p 1 4 7 k w9 18 5p 1 5 0 k w 8 38 0 n 2 ( 3 5 t g v m 1 2 0 ： 8 98 6 n 2 ( 3 5 t 1 2 ) ： p 1 4 7 k w8 98 6p 7 5 k w 8 l7 7 4 p 1 4 0 k w ，且p g v m 之比大于7 5 k w t 时，若用第3 档测试，其尾端出线时速度大于6 1 k w h ，则该车型的限值应增加1 d b ( a ) 。 说明：m 1 - 3 一载客汽车；n 1 - 3 一载货汽车；g v m 一最大总质量( t ) ； p 一发动机最火额定功率( k w ) ；s 一包括驾驶员座位的座位数。 美国的汽车噪声法规包括联邦的和各州、市自立的，6 0 年代后期，美国 一些州出现地方性噪声控制法规，1 9 6 9 年又批准制定了s a ej 3 6 6 重型载货 汽车和客车的车外噪声级，其中包括大客车的加速噪声测量方法和限值，对 大客车的噪声限值是8 8d s ( a ) 。1 9 7 2 年美国政府制定了噪声法，以后又 西南交通大学硕士研究生学位论文第4 页 制定了有关机动车辆的联邦法规( c f r ) ，对于新型大客车( g v m 4 5 4 t ) 的噪声限值分两个阶段实施：第一阶段是是8 3d b ( a ) ，1 9 7 8 年1 月1 日生效； 第二阶段是是8 0d b ( a ) ，1 9 8 8 年1 月1 日生效。目前，这个限值标准仍保持 在这个水平。 表1 - 2日本汽车加速噪声限值的变化 加速行驶噪声限值d b ( a ) 9 2 1 1 后 汽车分类 7 l7 67 77 98 2 8 38 4 8 58 6 8 7 8 8 9 0 每缶笠焦 年 焦焦定 年年年 钲 【? 年】目 标 g v 全轮 m 驱动8 3 1 0 8 2 重 3 5 t 车等 型9 28 98 5 p i 载货 奎 8 3 【1o 8 1 5 0 k 奎 w 客车8 3 【6 8 1 g v 全轮 m 驱动 【lo 8 1 凼 3 5 t 车等 型8 98 78 68 3 p 载货 车 1 5 0 奎 【1 0 】8 0 k w 客车 全轮 驱动 7 8 【1 0 7 6 轻 g v 车等 ( g v m 型 m 8 6 8 3 8 1- 一 载货 6 s l 【7 】7 6 型8 48 28 17 8一 0 s 鲕 生 【6 】7 6 注：g v m 一最大总重量；s 一包括驾驶员的乘员数。 西南交通大学硕士研究生学位论文第5 页 欧、美、日等一些发达国家在颁布汽车噪声法规时，规定了汽车噪声限 值和相应的测试规范，同时还制定了大量的包括发动机等在内的总成噪声试 验标准。加速噪声由于其能反映出汽车在常用工况下车辆的最大噪声，特别 是在市区行驶时的最大噪声，目前被大部分工业国家列入汽车型式试验的强 制项目，成为考核汽车整车噪声的主要指标，其值也基本反映了各国在控制 汽车噪声方面所达到的技术水平。 汽车加速噪声测量方法最早源于1 9 6 4 年制定的推荐性标准i s o3 6 2 声 学力口速道路车辆的噪声测定工程方法，随着汽车工业的发展，该标准已经 几次修订，现修订版为i s o3 6 2 1 9 9 8 ，各国表决通过并正式出版。 测量方法的基本内容是车辆以规定的档位和初速接近，然后加速通过 2 0 m 长的测量路段，在离行驶中心线7 5 m ( 1 2 m 高) 处测量噪声级，每侧4 次， 取每侧4 次平均值的较大值作为被测车辆的最大噪声级。对于各种车型均以 发动机3 4 额定转速或5 0 k m h 车速( 取两者较小者) 作为初始车速，测定节气 门全开时汽车加速状态下的行驶噪声，由于受试车辆加速性能不同，测试结 果并不一定反映该车辆加速工况中的最大噪声值【8 】。 s a e 的方法与i s or 3 6 2 有较大的不同，s a ej 9 8 6 规定传声器测量距离 是1 5 m ，并要求车辆在加速通过测量区时发动机必须达到额定转速。 日本机动车噪声试验方法标准中的加速噪声测量方法与i s or 3 6 2 差别不大，但规定被测车辆是满载，而其它法规或标准都要求空载。由于各 国在噪声限值所基于的试验方法不尽相同，所以所得结果并不能作简单比较。 1 2 2 国内噪声控制研究 我国最初于1 9 7 9 年颁布了g b l 4 9 5 - - 7 9 机动车辆允许噪声和对应的 g b l 4 9 6 - - 7 9 机动车辆噪声测量方法，此后较长的时间未作修订，相比国 外，车外加速噪声限值的变化相对较缓慢，执行也不甚严格。随着汽车工业 的发展及人们对环保的日益重视，g b l 4 9 5 的噪声限值显得相对落后，而且 g b l 4 9 6 的测量方法存在不少问题，如测量仪器和条件要求低，并要求车辆 西南交通大学硕士研究生学位论文第6 页 加速通过后半测试区域内必须达到额定转速，这与e c er 5 2 和i s o3 6 2 都不 同，与s a e 的测试方法也不完全相同。2 0 0 2 年颁布了g b l 4 9 5 - - 2 0 0 2 汽车 加速行驶车外噪声限值及测量方法1 9 ，该标准分两个阶段实施，第一阶段 为2 0 0 2 年1 0 月1 日 - - 2 0 0 4 年1 2 月3 1 日，此阶段生产的新车要达到e c e r 5 1 0 0 中的限值要求，第二阶段针对2 0 0 5 年1 月1 日以后生产的汽车，此 阶段生产的新车要达到e c er 5 1 珈1 中的限值要求，否则将不得生产、销售， 见表1 3 。 表1 3 汽车加速行驶车外噪声限值 噪声限值d b ( a ) 第一阶段第二阶段 汽车分类 2 0 0 2 1 0 1 2 0 0 4 1 2 3 0 期间2 0 0 5 1 1 以后生产的 生产的汽车汽车 m l 7 77 4 m 2 ( g v m s ；3 5 0 t ) ，或n l ( g v m _ 3 5 0 0 ： 7 8 g v m ：q t7 97 6 2 t g v m 岛5 t7 7 m 2 ( 3 5 t s t ) ： p 1 5 0 k 、8 28 0 p 1 5 0 k w8 5 8 3 n 2 ( 3 5 t 1 2 t ) ： p 0 、 乏囊，鬯| 、 1 0 p h o n 一 、1 、 、太义 ， 释辫 _ 、k 。_ ， 笳l 1 0 0 0 5 0 0 01 0 0 i x ) 频率i h z 图2 - 1等响度曲线 从等响曲线可以看出，人耳对高频声敏感，而对低频声不敏感。如7 0 p h o n 的响声，对1 0 0 h z 的声音来说，声压级是7 6 d b ，对1 0 0 0 h z 是7 0 d b ，对4 0 0 0 h z 是6 2 d b ，但它们都是在7 0 p h o n 的曲线上，听起来一样响。 2 3 计权声级 鼢 编 嬲 始 。 鼍；l鬟h姜手j0一劓裳赠墩一繇缓凝 西南交通大学硕士研究生学位论文第13 页 计权声级一般有a 、b 、c 三种，它们是分别用设置有计权网络a ”、“b ”、 ”的声学测量仪测得的噪声值，记做d b ( a ) 、d b ( b ) 、d b ( c ) 。a 计权网络是 模拟人耳4 0 p h o n 等响曲线设计的，使接受的声音通过时，对于人耳不敏感的 低频声有较大的衰减，中频衰减次之，高频不衰减。b 网络是按7 0 p h o n 等响 曲线设计的，仅在低频段有一定衰减。c 网络则仿效1 0 0 p h o n 等响曲线，在 整个可听频率范围内几乎无衰减【1 5 】。在以上三种计权声级中，a 声级最能反 映出人耳的听觉特性，目前使用广泛。 有时候，需要把倍频带或1 3 倍频带声压级换算成a 声级【1 6 1 。如果已知 各倍频带的声压级，可用下式换算成a 声级： r 。 l = 1 0 1 9 l 1 0 0 j t z f 也) l( 2 一) li = 1 j 式中匕a 声级，d b ( a ) ： 厶各倍频带声压级，d b ； 厶；各倍频带a 计权修正值，d b ； , 为总倍频带数。 2 4 频谱分析 噪声通常是由大量不同频率的声音复合而成，要想在人耳可听声的频率 范围内对各个不同频率的噪声逐一进行测量很困难，在实用上，常把声频范 围划分为若干个频段，即常说的频段或频程。每个频程各有中心频率和上、 下限频率，上、下限频率之差为频带宽度。 在噪声测量中，最常用的是倍频程和1 3 倍频程。倍频程是频率范围上、 下限两个频率之比为2 ：1 的频程，1 3 倍频程是上述一个频程再分成3 份后 得到的更详细的频程，即把两个频率相距为一个频带的上下限之间再插入两 个频率，这四个频率之间依次相距为1 3 倍频带，其比例为l ：2 m ：2 奶：2 。 以所选用的倍频程或1 3 倍频程的中心频率为横坐标，以声压级( 或声 强级、声功率级) 为纵坐标，作出噪声测量图形，即频谱图，它在频域上描 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 4 页 述了声音强弱的变化规律，可了解频带声压级在不同频率范围内的分布情况， 并据此判断出噪声的成分和性质，这就是频谱分析。用于测定噪声频谱的仪 器称为频率分析仪或频谱仪。频谱分析仪主要由滤波器、测量放大器和指示 装置组成。检测时，噪声信号经过一组滤波器，使被测信号中所含有的不同 频率分量逐一分离出来，并由测量放大器将其幅值放大，然后由指示装置直 接显示测量结果或绘制频谱图。在频率分析中应用的滤波器为带通滤波器， 其特性曲线如图2 - 2 所示。 噪 声 信 号 毛f h频率 图2 - 2 带通滤波器特性曲线 图中石称为带通滤波器的中心频率，力和办分别称为带通滤波器的频率 下限和上限。定义b = j 磊- f 为带通滤波器的带宽，将频带办斩称为通频带，力 以下或 以上的频带称为衰减带。滤波器让通频带范围的声音通过，而将衰 减带范围的声音进行衰减。为了能在一个相当宽的频率域中进行频率分析， 需要许多中心频率不同的带通滤波器。带通滤波器在频率域上的位置用中心 频率五表示，中心频率五为两截止频率的几何平均值，即： 丘= ( 无z ) 1 2。2 咖 频带的上限频率办与下限频率历之间有如下关系： 西南交通大学硕士研究生学位论文第15 页 h 一1 n 7 l 一 ( 2 8 ) 式中行倍频带数或倍频程数。 在倍频程中，带宽与中心频率成比例，即使是1 3 倍频程，在高频区域 的频带也很宽，难以更详细地描述噪声的频率分布特性。因此，对于随频率 急速变化的噪声，一般使用与频率带宽高低范围无关的恒定频带6 f 澳, u 量其声 压级，可由下式算出的频谱能级来表示 s t = l 玎一1 0 1 9 ( a f )( 2 9 ) 式中品频谱能级，表示1 h z 带宽频带上的声压级； 厶频带声压级的测量值； 厂测量使用的恒定频带带宽。 西南交通大学硕士研究生学位论文第16 页 第三章噪声控制基本原理及策略 3 1 噪声控制的基本原理 噪声污染是一种物理性污染，对环境的污染与其他环境污染不同，它的 特点是局部性和无后效应的，只有当声源、声音传播途径和受众三者都存在 时，才能对受众形成干扰，而且当声源停止辐射后，噪声污染就立即消失。 因此，噪声治理必须从声源、转播途径、受众这三方面去考虑，既要对这三 部分分别研究，同时也必须把这三部分作为一个整体，综合来考虑，如图3 - 1 所示。 图3 - 1噪声传播示意图 对于所需要的声音，必须为它的产生、传播和接受提供良好的条件。对 于噪音，则必须设法抑制它的产生、传播和对听者的干扰，根据上述环节， 分别采取措施。 1 ) 降低声源噪声 从声源上根治噪声，这是一种最有效、最彻底的措施。就是将发声大的 设备改造成发声小或不发声的设备。目前在声源的控制上主要采用两种办法： 一是改进设备结构，提高加工和装配质量，以降低声源的辐射声功率；二是 采取隔振、阻尼处理等减少振动能量传递或减少振动。 2 ) 在传播途径上控制噪声 如果由于条件限制，从声源上降低噪声难以实现时，就需要在传播途径 上采取措施控制，这是噪声控制中普遍采用的技术，包括吸声、隔声屏障、 隔声间的使用等措施。 3 ) 对受众的防护 西南交通大学硕士研究生学位论文第17 页 对受众的防护也是一个重要手段，是环境保护的目标。受众可以是人， 也可以是灵敏的设备。作业人员可以佩带护耳装置或在隔声间操作等加以保 护；仪器设备可以采用隔声、隔振设计等手段加以保护。 3 2 噪声控制的工作步骤 汽车噪声控制工程的基本过程： 1 ) 噪声现状的影响程度及评价； 2 ) 主要噪声源识别； 3 ) 主要噪声源的发生、传播机理分析和控制措施的研究制定； 4 ) 控制措施的实施、效果验证、总结评估。 3 j 3 噪声控制策略 由文献m 3 可知，噪声控制是一项比较复杂的工作，达到控制目的的途径 也是多种多样的，但归结起来主要有三点：减弱声源强度；隔绝传播途径；吸 声处理。总而言之，主要有以下的噪声处理方式。 3 3 1 吸声技术 3 。3 1 1 吸声原理 当声波入射到一些多孔、透气或纤维性的材料时，进入材料的声波会引 起材料的细孔、狭缝中的空气和纤维发生振动，由于摩擦和黏滞阻力以及纤 维的导热性能，一部分声能转化为热能而耗散掉，使得声波的能量减弱，从 而得到降低声音的目的。 声源发出的声波遇到障碍物时，会发生反射现象。如果在障碍物上饰以 吸声材料，或在传播路径悬挂吸声体，声波的反射声就会降低。这种控制噪 声的方法称为吸声降噪。 完全反射声波的材料，吸声系数为0 ；完全吸收声波的材料，吸声系数 为1 ；般材料的吸声系数都在o l 之间。 3 3 1 2 吸声材料 西南交通大学硕士研究生学位论文第18 页 吸声材料就是具有较强的吸收声能、减低噪声性能的材料。吸声材料按 吸声机理分为多孔吸声材料和共振吸声结构材料两类。 1 ) 靠从表面至内部许多细小的敞开孔道使声波衰减的多孔材料，以吸收 中高频声波为主，有纤维状聚集组织的各种有机或无机纤维及其制品，以及 多孔结构的开孔型泡沫塑料和膨胀珍珠岩制品。 2 ) 靠共振作用吸声的柔性材料( 如闭孔型泡沫塑料，吸收中频) 、膜状 材料( 如塑料膜或布、帆布、漆布和人造革，吸收低中频) 、板状材料( 如胶 合板、硬质纤维板、石棉水泥板和石膏板，吸收低频) 和穿孔板( 各种板状材 料或金属板上打孔而制得，吸收中频) 。 以上材料复合使用，可扩大吸声范围，提高吸声系数。多孑l 材料除吸收 空气声外，还能减弱固体声和空室气声所引起的振动。将多孔材料填入各种 板状材料组成的复合结构内，可提高隔声能力并减轻结构重量n 8 j9 明。我国 目前应用最广的多孔吸声材料主要有无机纤维材料类、泡沫塑料类、有机纤 维材料类以及吸声建筑材料类。 1 ) 无机纤维材料类，主要有玻璃丝、玻璃棉、岩棉及其制品。 2 ) 泡沫塑料类，主要有聚氨酯泡沫塑料。 3 ) 有机纤维材料类，主要有软质纤维板。 4 ) 吸声建筑材料类，主要有吸声砖、泡沫混凝土等。 3 3 1 3 吸声结构 多孔性的吸声材料对于高频声是非常有效的，但对低频声来说，吸声系 数就低很多。为了弥补多孔吸声材料的不足，实践中通常采用各种吸声结构 来进行处理，吸声结构主要有： 1 ) 薄板吸声结构 把各种吸声材料的周边固定，背后留一定厚度的空气层，可以在低频域 具有良好的吸声特性。薄板在声波作用下发生振动，产生摩擦耗损，声能就 被吸收掉。 西南交通大学硕士研究生学位论文第19 页 一般薄板结构的吸声系数约在0 2 - - 0 5 左右，在空气层中加填多孑l 吸声 材料，在板的边缘安置海绵、毛毡等软材料，都可以提高吸声系数，增大吸 声频带。 2 ) 穿孔板吸声结构 利用亥姆霍兹共振腔，在金属板、薄木板上穿一定数量的孔，板后留一 定厚度的空气层，就可以对入射的声波产生共振吸收。 3 ) 微穿孔板吸声结构 该结构是近几年发展的新型吸声结构，特别适用于高温、高速和潮湿环 境下。其吸声系数和吸声带宽优于穿孔板吸声结构。 4 ) 空间吸声体等 为适应吸收不同频率的声音，可以将吸声材料作成各种形状的空间吸声 体悬挂起来，达到吸声的目的。 3 3 2 隔声技术 3 3 2 1 隔声原理 当声波在传播途径中，遇到匀质屏障物( 如木板、金属板、墙体等) 时， 由于介质特性阻抗的变化，使部分声能被屏障物反射回去，部分被屏障物 吸收，只有一部分声能可以透过屏障物辐射到另一空间去，透射声能仅是入 射声能的一部分。由于反射与吸收的结果，从而降低噪声的传播。 图3 - 2隔声原理示意图 西南交通大学硕士研究生学位论文第2 0 页 3 3 2 2 隔声结构 隔声构件隔声量的大小与隔声构件的材料、结构和声波的频率有关。常 见的基本隔声结构有单层壁和双层壁两种。 最简单的隔声结构是单层均匀密实壁，如钢板、铅板、砖墙、钢筋混泥 土墙等。单层壁的隔声量与壁的单位面积质量有密切关系。单位面积质量越 大，其隔声量越高，同样厚度的钢板比铝板隔声效果好，同样材料的结构厚 度大的隔声效果好，这个规律称为隔声的质量定律。双壁层就是在双列平行 的单层壁之间保留一定尺寸的空气层。一般情况下，双层墙比单层匀质墙隔 声量大5 - - 1 0 d b ( a ) ；如果隔声量相同，双层墙的总重比单层墙减少2 3 3 4 。 这是由于空气层的作用提高了隔声效果。其机理是当声波透过第一层墙时， 由于墙外及夹层中空气与墙板特性阻抗的差异，造成声波的两次反射，形成 衰减，并且由于空气层的弹性和附加吸收作用，使振动的能量衰减，然后再 传给第二层墙，又发生声波的两次反射，使透射声能再次减少，因而总的透 射损失更