發(fā)動機(jī)振動引起的車內(nèi)噪聲控制研究

劉　康（天津雷沃動力有限公司，天津　300402）

發(fā)動機(jī)振動引起的車內(nèi)噪聲控制研究

劉康（天津雷沃動力有限公司，天津300402）

汽車發(fā)動機(jī)作為汽車動力來源，其在發(fā)生振動的過程中會產(chǎn)生比較大的振動，如果這個振動超過了一定的限度，就會出現(xiàn)車內(nèi)噪聲比較大的情況，這對于汽車舒適性的保證而言，是極為不利的。由此，高度重視發(fā)動機(jī)振動對于汽車車內(nèi)聲學(xué)品質(zhì)的影響研究，關(guān)注發(fā)動機(jī)振動的運(yùn)行機(jī)制，進(jìn)而保證實(shí)現(xiàn)振動控制和管理，避免其產(chǎn)生對應(yīng)的車內(nèi)噪聲，顯得尤為必要。文章就是從這個角度入手，首先分析了車內(nèi)噪聲特點(diǎn)，對于發(fā)動機(jī)振動向車內(nèi)傳遞的運(yùn)行機(jī)制展開分析，在此基礎(chǔ)上提出減震降噪的基本原理和方法，希望可以保證車內(nèi)相對舒適的環(huán)境。

發(fā)動機(jī)振動；車內(nèi)噪聲控制；舒適度

0　引言

隨著汽車慢慢成為我們生活的必備出行工具，人們對于汽車的質(zhì)量也提出了更高的要求，尤其在舒適性方面的要求更為苛刻，這就要求在汽車設(shè)計(jì)的過程中，要實(shí)現(xiàn)各種可能對于良好空間造成不良影響因素的考量，比如以發(fā)動機(jī)振動為例，如果振動難以控制在合理范圍內(nèi)，不采取對應(yīng)的防噪聲措施的話，就會使得車內(nèi)空間受到噪聲的影響，這對于乘坐者而言，是導(dǎo)致舒適性打折的重要誘因。因此探究發(fā)動機(jī)振動引起的車內(nèi)噪聲控制問題，顯得尤為必要。

1　車內(nèi)噪聲的特點(diǎn)以及發(fā)動機(jī)振動傳遞機(jī)制分析

1.1車內(nèi)噪聲的特點(diǎn)分析

理論上來講，車內(nèi)噪聲能量多數(shù)來自于：其一，發(fā)動機(jī)二階振動；其二，高階振動。簡單來講，在發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到一定程度的時候，其就會產(chǎn)生對應(yīng)的振動效應(yīng)，其頻段以及轉(zhuǎn)速范圍都超過合理狀態(tài)，此時就會產(chǎn)生對應(yīng)的噪聲。在路面平整度不夠的情況下，懸架系統(tǒng)會使得車身板出現(xiàn)振動，底盤振動或者發(fā)動機(jī)振動激勵車身板結(jié)構(gòu)出現(xiàn)聲音，由此產(chǎn)生對應(yīng)的噪聲。圖1為車內(nèi)噪聲三維譜陣。

圖1

1.2發(fā)動機(jī)振動傳遞機(jī)制探究

發(fā)動機(jī)經(jīng)過副車架和車身縱梁傳遞到車身頂棚，此時造成車身頂棚的低頻振動或者二階振動，在此基礎(chǔ)上將其傳遞到衣帽箱中去，而車身縱梁也可能傳遞到車身底盤，由此傳遞到對應(yīng)的衣帽箱，而在此過程中會出現(xiàn)高階或者高頻振動的情況，一旦二階振動達(dá)到一定水平，就會出現(xiàn)比較大的噪聲污染，對于實(shí)際車內(nèi)的舒適環(huán)境造成不良影響。

2　減震降噪的基本運(yùn)行原理與實(shí)現(xiàn)策略

2.1減震降噪的基本運(yùn)行原理

發(fā)動機(jī)二階振動會傳遞到車身上，由此使得車內(nèi)噪聲在對應(yīng)轉(zhuǎn)速下激發(fā)出更加大的噪聲，依照振動原理，不同轉(zhuǎn)速對應(yīng)的發(fā)動機(jī)二階振動的頻率是不一樣的，而這樣的頻率與三維空間共鳴的頻率處于相似的狀態(tài)，此時后兩者就成為導(dǎo)致發(fā)動機(jī)振動噪聲的主要頻率。由此在進(jìn)行減震降噪的過程中，應(yīng)該從改善車內(nèi)聲振特性的角度入手

2.2實(shí)現(xiàn)發(fā)動機(jī)振動引起車內(nèi)噪聲控制的策略

依照控制振動和噪聲的原理，在進(jìn)行車內(nèi)聲振特性改善和調(diào)整的過程中，需要積極做好如下幾個方面的工作：

（1）從改變車內(nèi)部支承特性的角度來探究。依照移頻原理，使得發(fā)動機(jī)懸置的固有特性能夠避開已經(jīng)確定的敏感頻帶，此時就需要對于發(fā)動機(jī)和副車架支承特性進(jìn)行調(diào)整和改善。為了達(dá)到對應(yīng)的效果，建立發(fā)動機(jī)，副車架，發(fā)動機(jī)支承元件和副車架支承元件彈性特性的振動模型，在實(shí)際模型中去主要涉及到發(fā)動機(jī)質(zhì)量，發(fā)動機(jī)支承剛度，發(fā)動機(jī)支承阻尼，副車架質(zhì)量，副車架支承剛度，副車架支承阻尼等內(nèi)容，并且依照振動理論，為了避免發(fā)動機(jī)工作過程中因?yàn)榭涨婚]合情況造成隔振橡膠變形的共振反應(yīng)，此時就需要對于發(fā)動機(jī)和副車架支承特性進(jìn)行改進(jìn)。具體來講，可以從以下幾個角度入手：其一，實(shí)現(xiàn)發(fā)動機(jī)支承剛度的改變，保證其處于合理的動態(tài)變形范圍內(nèi)。在考量發(fā)動機(jī)工作轉(zhuǎn)矩作用的基礎(chǔ)上，可以嘗試在原來支承的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)左右支承剛度的調(diào)整，由此保證發(fā)動機(jī)工作過程中兩邊的變形能夠以均衡的狀態(tài)出現(xiàn)；其二，實(shí)現(xiàn)副車架支承橡膠件剛度的降低。在副車架支承在車身多個橡膠件剛度減小的基礎(chǔ)上，使得其振動的固定頻率得到控制，這樣就可以避免轉(zhuǎn)速引起的振動噪聲處于較低的狀態(tài)，由此到降低噪聲的效能。

（2）從實(shí)現(xiàn)頂棚結(jié)構(gòu)調(diào)整和改善角度入手。對于車身頂棚結(jié)構(gòu)進(jìn)行修正，保證車身頂棚的振動強(qiáng)度和面積處于合理的范圍內(nèi)，這樣可以使得車內(nèi)的噪聲水平處于較低的狀態(tài)。當(dāng)然在此之前，需要去利用軟件去分析車身頂棚有限原結(jié)構(gòu)模態(tài)，對于車身頂棚結(jié)構(gòu)振動特點(diǎn)進(jìn)行探究，由此去制定對應(yīng)的頂棚結(jié)構(gòu)修改策略。在進(jìn)行結(jié)構(gòu)修改的過程中，需要注意以下幾個方面的問題：其一，需要以結(jié)構(gòu)修改的方式，達(dá)到移頻的效果；其二，實(shí)現(xiàn)車身頂棚最接近發(fā)動機(jī)二階振動頻率的控制，使得其強(qiáng)度和面積都控制在合理范圍。

3　結(jié)束語

綜上所述，發(fā)動機(jī)振動引起的車內(nèi)噪聲控制是當(dāng)前汽車設(shè)計(jì)過程中一定會遇到的問題，考量到汽車性能的提升，汽車行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，就應(yīng)該尊重使用者的需求，積極實(shí)現(xiàn)良好車內(nèi)環(huán)境的營造，因此就應(yīng)該去了解發(fā)動機(jī)振動引起車內(nèi)噪聲控制問題的原因，在此基礎(chǔ)上分析其噪聲控制的策略，進(jìn)而在實(shí)際的噪聲控制和管理的過程中能夠走得更遠(yuǎn)，走得更加持久。相信隨著在此方面試驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)的積累，在此方面技術(shù)體系的不斷構(gòu)建，在此方面專業(yè)施工團(tuán)隊(duì)的不斷建設(shè)，發(fā)動機(jī)振動引起的車內(nèi)噪聲控制會朝著更加有效的方向發(fā)展和進(jìn)步，這一點(diǎn)是毋庸置疑的。

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10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.10.027