淺析汽車加速行駛車外噪聲的控制思路

摘要：隨著大排量豪華越野車、多功能貨車、重卡、跑車以及轎跑等越來越多的出現(xiàn)在人們的視野中，大排量進口車加速噪聲在城市噪聲中越來越受到人們的重視，而國內(nèi)外大多數(shù)汽車企業(yè)更多的是研究車內(nèi)的噪聲品質(zhì)以達到吸引消費者的目的。然而車外的行人和道路兩旁的居民才是城市道路汽車噪聲最大的受害者。如何有效的降低汽車加速噪聲至關(guān)重要，本文將從降低汽車加速行駛中發(fā)動機的轉(zhuǎn)速方面入手，以日產(chǎn)GT-R跑車（M1汽油）、奔馳專用醫(yī)療車（N2柴油）為例，淺析汽車加速行駛車外噪聲的另一種控制思路。

關(guān)鍵詞：大排量越野車；專用貨車；跑車；汽車加速噪聲；發(fā)動機轉(zhuǎn)速；控制思路

1引言

隨著我國進口汽車行業(yè)的迅猛發(fā)展，人們對于國產(chǎn)汽車的舒適性和振動噪聲控制的要求越來越嚴格。有統(tǒng)計資料表明，城市噪聲的70%來源于交通噪聲，而汽車噪聲正是交通噪聲的主要組成部分。它不僅影響著人們的生活、工作和健康，更嚴重地污染著城市環(huán)境。所以汽車噪聲的控制，不僅關(guān)系到乘坐舒適性，還關(guān)系到環(huán)境保護。

對于汽車噪聲而言，目前大家都比較關(guān)心，如何通過物理機械裝置來消除已經(jīng)發(fā)出的發(fā)動機噪聲，然而本文卻覺得與其護堤不如減源；從噪聲的源頭做控制研究，通過降低加速過程中發(fā)動機的轉(zhuǎn)速，來降低汽車的加速噪聲。

2汽車加速噪聲振動源的研究分析

汽車加速噪聲有三大噪聲振動源：動力系統(tǒng)噪聲振動源、路面噪聲振動源和風(fēng)激勵起的噪聲振動源。下面就這三個振動源進行研究分析。

第一，動力系統(tǒng)產(chǎn)生的噪聲振動。動力系統(tǒng)包括發(fā)動機、變速器、進氣系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)、傳動軸系等。經(jīng)過試驗分析得出，動力系統(tǒng)噪聲振動的一個鮮明特征是與發(fā)動機轉(zhuǎn)速和點火階次密切相關(guān)。汽車在城市工況下，動力系統(tǒng)產(chǎn)生的噪聲是加速噪聲最主要的噪聲和振動源。

第二，路面與懸架系統(tǒng)產(chǎn)生的噪聲振動。這類噪聲振動與車速有關(guān)，同時還與車胎和懸架系統(tǒng)的參數(shù)相關(guān)，當在城市工況下，汽車大多數(shù)處于低速或者中低速，這類噪聲對行人和居民產(chǎn)生的噪聲污染較小。

第三，風(fēng)與車身產(chǎn)生的噪聲振動。通常，汽車在高速行駛時（如高于120km/h），風(fēng)噪會壓過動力系統(tǒng)產(chǎn)生的噪聲和來自路面的噪聲，成為最大的噪聲源。在城市工況下，汽車加速噪聲中，這類噪聲一般較小。

依據(jù)GB 1495-2002汽車加速行駛車外噪聲限值及測量方法的要求，動力系統(tǒng)產(chǎn)生的噪聲是汽車加速噪聲最主要的噪聲源。而動力系統(tǒng)噪聲振動的一個鮮明特征是與發(fā)動機轉(zhuǎn)速和點火階次密切相關(guān)；在城市工況下，隨著轉(zhuǎn)速和點火階次的提高，動力系統(tǒng)噪聲就增高，所以如何保持低轉(zhuǎn)速行車對于降低加速噪聲變得至關(guān)重要。

3汽車加速噪聲的環(huán)保要求和測量方法

依據(jù)GB 1495-2002汽車加速行駛車外噪聲限值及測量方法的要求，汽車加速噪聲的限值，以M1為例，是74dB（A），針對大多數(shù)跑車而言，是75dB（A）；以N2（超過150kw）為例，是84 dB（A）；汽車加速噪聲的測量速度大致在40-70km/h之間，基本上汽車在整個過程都處于低速行駛中，如何保證這個過程中發(fā)動機的轉(zhuǎn)速一直處于低轉(zhuǎn)速是我們研究的重點，下面我們將選擇兩款大排量的進口車來進行試驗。

4依據(jù)國家標準規(guī)定的試驗方法進行試驗

從汽車加速噪聲的振動源的研究分析可知，在城市工況車速下，動力系統(tǒng)產(chǎn)生的噪聲是加速噪聲最主要的來源，而動力系統(tǒng)包括發(fā)動機、變速器、進氣系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)、傳動軸等。根據(jù)多次實驗，我們發(fā)現(xiàn)，動力系統(tǒng)產(chǎn)生的噪聲，最主要的兩個噪聲因素是發(fā)動機噪聲和排氣噪聲，而我們國家標準GB16170-1996汽車定置噪聲限值中對發(fā)動機噪聲和排氣噪聲都有規(guī)定；并且二者與發(fā)動機轉(zhuǎn)速和點火階次都密切相關(guān)；在城市工況下，隨著轉(zhuǎn)速和點火階次的提高，動力系統(tǒng)噪聲就增高，所以如何保持低轉(zhuǎn)速行車對于降低加速噪聲變得至關(guān)重要。

第一，依據(jù)國標規(guī)定的試驗方法進行加速噪聲試驗（以GT-R跑車為例M1汽油AT）。

（1）保持恒定50km/h的速度：高檔位、低怠速（試驗發(fā)現(xiàn)，當GT-R以50km/h行駛的時候，發(fā)動機轉(zhuǎn)速是怠速750-800r/min，檔位是5檔；此時的轉(zhuǎn)速處于低怠速，動力系統(tǒng)帶來的噪聲很低）。

（2）加速狀態(tài)：低檔位、低轉(zhuǎn)速（當汽車前端到達進線位置時，加速踏板迅速踩下，試驗發(fā)現(xiàn)，檔位迅速降到3檔，發(fā)動機轉(zhuǎn)速緩慢上升，當車輛尾端出線時，發(fā)動轉(zhuǎn)速在2800-3000r/min，而GT-R的額定轉(zhuǎn)速是6400r/min；出線轉(zhuǎn)速相對較低，此時測出的加速噪聲是74.4dB（A））。

第二，依據(jù)國標規(guī)定的試驗方法進行試驗（以奔馳底盤專用醫(yī)療車為例N2柴油類AT）。

（1）恒定50km/h的速度：高檔位、低怠速（試驗發(fā)現(xiàn)，當GT-R以50km/h行駛的時候，發(fā)動機轉(zhuǎn)速是怠速800-850r/min，檔位是6檔；此時的轉(zhuǎn)速屬于低怠速，動力系統(tǒng)帶來的噪聲很低）。

（2）加速狀態(tài)：恒定檔位、低轉(zhuǎn)速（當汽車前端到達進線位置時，加速踏板迅速踩下，試驗發(fā)現(xiàn)，檔位保持不變，發(fā)動機轉(zhuǎn)速緩慢上升，當車輛尾端出線時，發(fā)動轉(zhuǎn)速在1200-1500r/min，出線轉(zhuǎn)速相對較低，此時測出的加速噪聲是82.4dB（A1）。

5淺析汽車加速行駛車外噪聲的控制思路

通過試驗，我們得出：對于GT-R跑車而言，其排量3.8L V6，雙渦輪增壓發(fā)動機。他作為一輛跑車，能有著如此低的加速噪聲，主要是他在加速過程中，發(fā)動機轉(zhuǎn)速始終保持中低轉(zhuǎn)速有關(guān)系。當保持恒定50km/h速度的時候，它是高檔位、低轉(zhuǎn)速；這本身就是很小的行駛車速；當開始加速時，它是低檔位、中低轉(zhuǎn)速的控制策略，使得整個加速過程中，噪聲都是符合國標和環(huán)保要求的。通過試驗，我們發(fā)現(xiàn)，對于這樣的一輛跑車，放到賽道上，他能短期爆發(fā)出驚人的賽車加速性能；放到城市道路上，他能像一輛小排量的國產(chǎn)車一樣溫文爾雅，日產(chǎn)汽車的這種跑車發(fā)動機轉(zhuǎn)速控制策略值得深思。

對于奔馳底盤專用醫(yī)療車，其排量6.374L直列6缸，相比于傳統(tǒng)的國產(chǎn)貨車，他的噪聲也是相對較低的，特別是加速過程中；通過試驗發(fā)現(xiàn)它高檔位、低怠速保持恒定車速；加速時恒定高檔位、緩慢提升轉(zhuǎn)速的控制策略使得這么一個大排量柴油機貨車，加速噪聲也只有82.4dB（A））左右。相比于國產(chǎn)重卡，他已經(jīng)是很低了；這種發(fā)動機變速器匹配控制思路，應(yīng)該得中國重型卡車企業(yè)的學(xué)習(xí)；另外，研究表明，中國的城市噪聲污染中，重卡噪聲占比遠大于普通的轎車，而該奔馳醫(yī)療車的加速噪聲控制策略值得思考。

6結(jié)語

我們知道，中國城市道路上加速噪聲污染最嚴重的來源就是大排量汽車和重卡帶來的加速噪聲；然而本文選取的這兩輛汽車的控制思路值得中國車企的思考?，F(xiàn)階段，汽車已經(jīng)從專屬的奢侈品跨入大眾消費時代，特別是進口車的不斷增多，大排量汽車的數(shù)量也越來越多，GT-R跑車、奔馳專用車加速噪聲的控制思路值得我們國內(nèi)汽車企業(yè)的思考。當然，這其中發(fā)動機與變速器的匹配參數(shù)還屬企業(yè)的機密，這里不便研究說明，但是這種通過控制發(fā)動機轉(zhuǎn)速來降低加速噪聲的思路和方向值得國內(nèi)汽車企業(yè)的學(xué)習(xí)和研究。