第十章被动降噪技术

第一节隔声

声是由振动引起的波，若能隔离振动，则自然能隔掉声的传播。如何才能隔掉振动和声音呢？显然2个直接刚性连接在一起的部件，若忽略边界条件的影响，其振动和噪声将不折不扣地从一个部件传到另一个部件。由此可见，欲隔掉振动与噪声，就需在2个彼此相连的部件间设置一个具有隔离振动和噪声的元件。第一页，共21页。第一页，共21页。隔离振动与噪声的元件第二页，共21页。第二页，共21页。隔离振动与噪声的元件令：、、，并将其代入上式得：第三页，共21页。第三页，共21页。

对式(2-36)作拉氏变换，便得到二阶系统的传递函数，即：

(2-37)

若系统的输入，则可得到二阶系统的频率响应函数。（2-38）式中：—系统的固有频率，；

—系统阻尼比，或称相对阻尼系数，；

—系统振动的圆频率。由式（2－38）可得到二阶系统的幅频特性和相频特性，即：（2-39）（2-40）第四页，共21页。第四页，共21页。

第五页，共21页。第五页，共21页。汽车上的隔振与隔声

汽车上所采用的隔振与隔声方案主要是弹性悬置。悬置隔声具有如下特点：悬置件应比被隔振件和支承的结构软；仅当结构所载噪声占优势时，弹性悬置才能降低噪声；在某一应用中具有隔振隔声效果的悬置,在其他应用中不一定具有相同的隔振隔声效果；欲隔掉基频振动与噪声，需悬置特别软，这会带来其他的问题第六页，共21页。第六页，共21页。第二节吸声

所谓吸声就利用某些具有吸声和吸振功能的材料吸收掉噪声。哪些材料具有良好的吸声功能呢？声的实质是一种机械纵波。显然，吸声材料应是不让波反射且不传递波的材料。反射与材料的表面形态有关材料自身的性质会影响到声的传递（适当的声阻尼特性）第七页，共21页。第七页，共21页。1、材料的表面形态与吸声特性

声是一种机械纵波，它必然具有波的全部特性（如反射、折射、透射）。由此可见，若材料的表面形态对波的反射和透射小，则该材料的吸声特性就好。那么，什么样的表面形态可以减小材料的反射率和透射率呢？毛玻璃具有什么样的光学特性。第八页，共21页。第八页，共21页。2、材料的吸声特性

材料的吸声特性与材料的内阻尼直接相关。内阻尼大的材料其吸声性能好；反之，材料的传声特性好。内阻尼大的材料有哪些？金属材料：铅、强磁性材料非金属材料：塑料、橡胶第九页，共21页。第九页，共21页。粘弹性层阻尼板

粘弹性层全覆盖在低阻尼板上加一层高内阻尼材料制造的复合板具有较高的阻尼特性，即必然具有较高的吸声性能。粘弹性层局部覆盖在某些场合，为了节省材料和减轻重量，可以用粘弹性层覆盖低阻尼板的局部。粘弹性材料的应变能积蓄主要靠延伸产生的。延伸变形以腹点最大，节点最小。靠近节点处去掉一些阻尼材料对复合板吸声性能的影响较小。

厚粘弹性层前面的讨论是基于粘弹性层很薄的假定(即假定粘弹性层的厚度比任何弹性波波长之半小得多)。多数情况下，此假定对感兴趣的频率都是成立的。为了提高粘性层阻尼板的吸声特性，增加粘弹性层的厚度通常是一种有效的方法。第十页，共21页。第十页，共21页。粘弹性层复合板的使用性能

粘弹性复合层复合板的使用性能取决于材料的动态特性，而材料的动态特性与复合板的工作温度、噪声的频率和振幅等有关。第十一页，共21页。第十一页，共21页。

温度对复合板吸声特性的影响

下图是声耗损因数随温度的变化规律，不同的材料具有不同的耗损因数温度特性。对于某一特定材料而言，在某一特定温度其耗损因数达到最大值；偏离该温度时，耗损因数下降。第十二页，共21页。第十二页，共21页。第三节相位补偿降噪

所谓相位补偿降噪是指在噪声传播路径中利用可控的声源产生一个频率和振幅与噪声频率和振幅相同但相位相反的声音，以消除原有的噪声。欲做到这一点，就必须适时对各噪声源所发出的噪声进行测量，并根据测量结果适时调节相位补偿声源的发声特性。

理论：是一种理想的降噪方法；

实际：目前尚存在许多有待解决的技术问题。第十三页，共21页。第十三页，共21页。第四节汽车行驶噪声试验方法

汽车行驶噪声的测试有车外噪声（加速行驶）和车内噪声（匀速行驶、全油门加速行驶、定置）二大类，其中加速行驶的车外噪声反映的是汽车噪声对环境的影响；匀速、全油门行驶于定置的车内噪声反映的是汽车噪声对驾驶员及乘员的影响。第十四页，共21页。第十四页，共21页。一、加速行驶车外噪声的测试方法

汽车按规定的档位和车速沿中心线稳定行驶，当汽车前端到达始端线时，以尽可能快的速度踩下加速踏板并保持不变，直到汽车尾端通过终端线。试验往返各进行2次，用声级计的快档记录汽车通过测试区的最大声级，每次测得的分贝数减去1dB（A）作为测试结果。同侧4次测试结果的最大差值应小于2dB（A），否则应重新测试。汽车进行噪声测试时必须是空载。第十五页，共21页。第十五页，共21页。一、加速行驶车外噪声的测试方法第十六页，共21页。第十六页，共21页。二、车内噪声的测试方法匀速行驶的车内噪声全油门加速行驶的车内噪声定值噪声第十七页，共21页。第十七页，共21页。二、车内噪声的测试方法第十八页，共21页。第十八页，共21页。1、匀速行驶的车内噪声

在60km/h或40%的最高车速（取小者）至120km/h或80%的最高车速（取小者）的范围内至少以等间隔的5种车速进行A声级的测量。第十九页，共21页。第十九页，共21页。2、全油门加速行驶的车内噪声

汽车用最高档（若变速器置最高档，发动机额定转速的90%所对应的车速超过120km/h时，选用次高档）以45%的发动机额定转速所对应的车速全油门加速至90%的发动机额定转速所对应的车速或120km/h的车速（取小者），记录车内各测点噪声A声级的最大值。第二十页，共21页。第二十页，共21页。3、定值