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淺析汽車發動機的噪聲污染及控制

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  摘 要:隨著汽車制造技術的不斷發展,汽車舒適性及安全性不斷進步。汽車噪聲水平成了汽車性能的一項重要指標。車內噪聲基本來自于發動機,降低乘車的舒適性,干擾車內人員的語言交流,駕駛員和乘客的長時間處于噪音環境下,心理及生理健康會受到影響,促使駕駛員疲勞,容易引發交通事故;輻射到車外的噪聲對行人及其他車輛造成干擾。因此,汽車生產中要把握噪聲來源,針對不同的噪音位置及噪音產生方式采取措施進行控制。
  關鍵詞:汽車發動機;噪聲污染;控制
  0 引言
   所謂汽車噪音,一般是指其他在行駛過程中喇叭、內燃機、輪胎,都會發出大量噪音,由于這類聲音相對刺耳,因此被人歸納為噪音,噪音對人的身體健康造成一定影響,據此加強對汽車噪音的控制與管理顯得尤為重要。筆者將分別從汽車噪音分析及來源、汽車發動機噪音的控制技術研究、其他噪音控制技術三個方面進行闡述。
  1 汽車噪音分析及來源
   經筆者分析,通常將汽車噪音分為車外噪音和車內噪音,車外噪音將對周圍環境造成影響,車內噪音將對車內乘客造成影響。隨著我國城市化的推進,汽車數量也逐漸增長,然而汽車噪音污染程度逐漸加劇,受到了環境保護部門的重視。為了控制汽車噪音,環保部門對噪音容許標準進行了制定,并隨著實際情況進行多次調整。一般來說車內噪音來源與附面層噪音及車內結構振動,車外噪音則是指輪胎接觸地面的聲音,總而言之,汽車噪音的控制也是汽車工業的重要課題。為了更好的控制汽車噪音的發生,首先應對噪音的來源進行分析,一般來說汽車噪音是通過輪胎與空氣的接觸,道路激發車身震動,車體穿行產生湍流,發動機振動,制動器與輪圈摩擦,空調風機,傳動系統振動等方面。筆者將從這些方面進行闡述。
  1.1 發動機振動與噪音
   通常來說,發動機噪音是指排氣,進氣,機械,冷卻風扇等部件發出的聲音,在各種噪音中輻射噪音是最突出的因素,發動機表面輻射噪音是由機械噪音與燃燒噪音構成,燃燒噪音的產生是通過可燃混合曲軸、活塞、連桿缸體產生。在柴油機噪音中,這些噪音所占比例相對較大,而機械噪聲通常是指配氣機構、齒輪、活塞之間發生撞擊而產生,通常包括齒輪聲氣門機構升活塞敲擊聲等等。
  1.2 輪胎與路面的噪聲
   在汽車噪音污染中,輪胎接觸地面所產生的噪音也是不可小覷的,相關研究發現,一臺汽車以時速為一百公里的速度,行駛在干燥路面,便會產生輪胎噪音,如若汽車以同樣的速度行駛在濕潤路面,其噪音也不會降低??偠灾?,輪胎噪音的產生是由泵氣效應與輪胎振動所發出的,汽車在行駛過程中,輪胎與空氣的接觸面一旦連續釋放壓緊,噪聲便會逐漸呈現出來,且噪聲的大小與車速的快慢成正比。
  2 主要噪聲源的識別
   發動機噪聲控制要有針對性,首先要識別噪聲的來源,才能采取對應的控制措施。常用的噪聲源的識別方法主要有:
  2.1 分別運轉法
   將發動機上的零部件逐個拆下,測定每個零部件的噪聲級,確定其對應的噪聲等級,這種方法原理比較簡單。但由于發動機屬于集成性設備,零部件之間是相互協調工作,某部位零部件拆除或停止工作會影響與之關聯的零部件,分別運轉法測量誤差較大,具有局限性。
  2.2 鉛板覆蓋法
   鉛板覆蓋法用于測量發動機的輻射表面及對應的輻射強度,首先,用鉛板仿造發動機各部表面的形狀制作成密封隔聲罩,在其內側表面布置吸聲材料,當需要測量某處噪聲輻射強度時,將該處的鉛板開一個窗口露出被測輻射表面,發動機其余部分覆蓋嚴密,測量該處聲輻射的大小,可得到發動機里零部件主要輻射面及對應的主要輻射區,測量精度高。
  2.3 聲強法
   聲強的方向表示聲能傳播的方向,聲強的幅值反應聲能流動的大小。聲強儀可在現場直接測量聲源設備,對使用環境要求較低,允許其他噪音存在,判別聲源的方位,揭示輻射面的聲強分布,聲強法在識別噪聲源方面應用廣泛。
  3 其他噪音控制技術
   除發電機噪音污染外,輪胎與路面噪音及軸承噪聲也是一大關鍵,為了控制汽車噪聲污染,還需從這兩個方面來入手,采取行之有效的處理手段來實現控制效果,詳情如下。
  3.1 輪胎與路面的噪音控制
   輪胎與路面的噪音在汽車噪音中占據著較大的比例,為了控制這類噪音應對實際情況展開分析,值得注意的是路面類型的不同產生的噪音也有所差異,一般來說,在光滑柏油路面噪音為72dB,在混凝土路面噪聲級為70dB,在粗糙混凝土路面為78dB,磨損混凝土路面為72dB,由此可見不同的路面類型所對應的輪胎噪音是有所差異的。為了控制輪胎與路面的噪音的發生,可通過改善路面,改善輪胎形狀,對橡膠材質進行改變等方面實施。
  3.2 軸承噪聲控制技術
   為了控制汽車噪聲污染,還可采取其他的控制方法,首先對齒輪材料與結構進行改變,為促進齒輪材料阻力的提升,相關人員可利用尼龍酚醛夾布層壓塑料來進行制作,通過這類材料的運用可大大降低噪聲的污染,尤其與金屬齒輪相比作用更顯著。然而這一方法具有一定局限性,通??梢赃\用到對強度要求不高的汽油車上。另外在軸承噪聲控制中,相關人員應采取有效的方法來促進軸承精度的提升,對安裝預警力進行設計,與此同時還應加強對軸承的維護力度。為了控制這類噪音的產生,相關人員可對其實施動平衡的檢查,將無縫鋼管材料運用其中,促進軸管加工質量的提升。
  4 結語
   近些年來,隨著我國社會經濟的不斷發展,汽車行業也如雨后春筍般發展起來,并進入到快速發展階段。因汽車尾氣、噪音等均會對城市環境造成不良影響,所以,國家標準局開始對該行業進行了一定的控制,要求其汽車噪音要控制在合理范圍內。綜上筆者對常見的汽車噪聲污染進行了闡述,發動機噪音污染作為其中之一,在汽車噪音污染中占據著較大比例,為改善這一現狀,相關人員應采取有效的控制技術,降低汽車噪音污染的產生,為我國交通運輸行業發展作出貢獻。
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