elee
发表于 2017-1-13 09:02:39
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大客车的噪声源浅析及降噪方法
降噪减振技术:
"绿色"和"环保"成为目前世界汽车行业的焦点，随着欧、美、日不断加严其排放限制标准，汽车排放逐渐得到有效控制。然而，人们在降低汽车排放的同时，却不应忽视汽车噪声，其也是重要的环境污染源之一。可以说，只有排放污染与噪声污染都得到控制的车辆才算得上纯粹的"绿色汽车"。本文就大客车的噪声源及降噪措施进行浅析。
1、大客车的噪声及有关标准
大客车的噪声是影响其性能和质量的重要指标之一。大客车的噪声一般分为两种：车外噪声和车内噪声。车外噪声在很大程度上对外部环境产生生态影响，而车内噪声则对乘客舒适性产生影响。因此，国外一般对车外噪声有严格的限制标准，至于对车内噪声尚没有此类严格的标准。
表1所列为俄罗斯目前执行的有关大客车噪声的法规限值（车外噪声根据ECE第51号标准，车内噪声根据TOCT27435号标准）。
由表1可以看出，ECE第51号标准是相当严格的，俄罗斯及独联体其它国家所生产的大客车在某些参数（例如采用空气制动器的噪声方面叨还没有进入"01"系列修订标准的范畴，因此俄罗斯转入"02"系列修订标准被迫推迟至1999年。目前俄罗斯已在中央科研试车场内建立了专用试验区，并在试验区内进行了大量的研究工作，用以鉴定国产大客车的车内噪声源，选择降低噪声的有效措施。
表1俄罗斯大客车噪声法规限值
车辆种类 噪声声压级限值,dB
车外噪声： 车内噪声：
按ECE51号 按TOCT
02系列修订的限值 27435限值
M1类大客车 74 80
M2类大客车：
满载质量＜2t 76 －
满载质量2～3．5t 77 －
M2和M3类大客车： 78 －
满载质量＞3．5t
发动机功率＜150kw
满载质量＞3．5t 80 －
发动机功率＞150kw
发动机前置或在驾驶员旁：
驾驶员工作区 － 80
乘客区 － 80
发动机采用其它布置方式：
驾驶员工作区 －
市内大客车的乘客区 － 78
其他类别客车的乘客区 － 82
80
无轨电车：
驶员工作区 － 78
乘客区 － 82
2、噪声源的鉴定
鉴定噪声源一般分两个阶段。第一阶段纯粹是鉴定人（专家）评估，即用"耳听"评估的方法确定大客车上噪声最大的总成和系统。第二阶段是对噪声源进行仪器鉴定。仪器鉴定遵循以下两个可行性原则之一进行：
a）隔断所选的一个噪声源，把在此条件下得到的噪声级与所有噪声源都工作时的噪声级相比较；
b）隔断除所选定的一个噪声源以外的其余所有噪声源，使之与工作状态下全部噪声源的噪声级相比较。
据此在一辆俄国产大客车上测量结果显示，其车外噪声声压级比ECE第51号标准高出5dB（表2）。一辆大客车在典型运行工况（3档和4档）下测得的各个总成的噪声声压级多位于相当狭窄的范围内，只有主减速器和轮减速器例外。在用3档加速时，噪声频率在500～160OHZ内，用4档加速时，则在500～800HZ范围内。也就是说，该大客车的车外噪声具有很宽的频谱。要降低噪声，必须隔断大客车上的噪声源。
第一，要尽最大可能进行密封；
第二，采用消声器。目前已经采取的措施有：给发动机"戴"上一个封装壳，加强发动机机舱的隔音；在车轮减速器上安装用金属和夹层材料制成的罩。这样一来，大客车上的车外噪声声压级最多可降低5dB。
表2大客车各总成噪声声压级测试结果
噪声源 噪声声压级，dB 频率范围（倍频带），HZ
右拾音器3档行驶 左拾音器4档行动
冷却系统风扇 73.5 77 125～500
进气系统 76.2 74.4 800～1600
排放系统 76.4 76.4 800
发动机整体 74 76 800～1600
变速器 80．O 76 80O
立减速器及车轮减速器 82 82.9 5O0
轮胎 69.7 74 600
研究表明，还存在着其它更为有效的降噪措施。例如，采用带填料的消声器可降低排放产生的噪声；消声器也能消减制动器的过大噪声。
大家知道，每一种噪声源所产生的噪声频率和振动特性都不一样，研究这些噪声频率的规律，对于探索降噪措施是非常必要而有益的。
例如：在大客车内听到的通风装置产生的噪声与它在车外的噪声频率不同，其噪声频率在63HZ倍频带。乘客区的噪声声压级在74．5dB～75．5dB之间变化。
进气噪声具有宽频的特点（160～5000HZ），其噪声声压级接近于该噪声源的车外噪声声压级（分别为74．5dB和74．4dB）。
排气噪声的频率范围在160～800HZ之间，其噪声声压级为72．7dB。
发动机噪声的频率在1000～1250HZ，乘客区的噪声声压级在73．O～73．8dB之间变化。
在轮胎噪声频率中，434HZ和866HZ的频率占优势，不过它发出的噪声声压级小于其车外噪声（分别为73.5～73．8dB和82．0～82．9dB）。
在变速器、主减速器和噪声频率中，有一个倍频带为400HZ的主要频带。变速器用3档加速时其噪声声压级为73dB，用4档加速时为74dB。主减速器和车轮减速器的噪声声压级分别为78．5dB和79dB。但是很容易发出共振，这在大客车运行速度为76km/h左右时普遍存在。而且共振一般发生在400Hz的倍频带内。
这或者是车厢壁板的响应，或者是变速器噪声引起客车车厢内空气的振动响应，或者是变速器及某些非簧载质量元件的响应所造成的。为了弄清出现共振的原因，在桥壳（主减速器区域内）、车轮减速器和客车车架（弹簧固定区）安装了振动传感器。在车速为78km／h时进行的测试表明，频率为440Hz时所有的测点处都可以观察到十分严重的共振。其中最高的振动水平发生在车轮减速器区域，其次在主减速器和车架处。但是，最强烈的共振（频率的响应要增长6倍）发生在车身上，这证实了当振动频率进入4O0HZ倍频带后车身产生激振的结论。也就是说，在该频率的噪声主要不是穿透性的，而是结构性的，它是由于弹簧及发动机支架传递的振动引起车身（壁板）激振而形成的。
在转鼓试验台上进行的接通和断开万向轴的试验表明，当断开万向轴而其它部件工作时，在乘客区两个最大噪声测点处，特别是在400Hz倍频带中，噪声声压级可以降低6dB和10dB。因此，可以说万向轴是主要的振动激发器之一，也是向大客车车身传递噪声的途径之一。
在台架试验中的加速工况下，在万向轴达到平衡之后，其噪声声压级平均下降3dB。这说明，只有万向轴达到平衡，才能使大客车的车内噪声不超过规定要求。此时，共振响应虽然降低了，但并未完全消失，因为仅仅是使若干振源中一个振源减弱了，而弹簧和动力总成的固定点处还有噪声。因此，为了从根本上降低噪声，必须对振动的传递途径进行研究，还必须把车身作为振动系统的一部分进行研究。
轮胎的响应频率为434Hz和866Hz，它对车轮减速器和主减速器的影响很大。不过，通常使用不同类型（花纹）的轮胎就会避免这种噪声激发。
3、结语
总之，从对上述大客车的车内噪声分析可以得出以下结论：
a）噪声的提高是由在4O0Hz倍频带中的噪声频率决定的。
b）在这个频率下，噪声既具有穿透性，又具有共振性。
c）穿透噪声很大程度上受车轮减速器和主减速器外表面辐射的噪声影响；结构噪声由弹簧和发动机支架传递的振动所引起车身（壁板）激振决定。
d）具有很大不平衡的万向轴是主要振源和振动传递途径。
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