活塞式内燃机汽车噪声控制

来源：中国内燃机

随着汽车市场发展规模的扩展，并且人们对汽车驾驶舒适性有了更高要求，这就需要注重对噪声污染的控制。在车辆驾驶过程中，产生的噪声污染可能引起驾驶疲劳，无法保证行车安全。而通过降低汽车噪声，能为驾驶员提供良好驾驶环境，从而一定程度降低安全风险。为了实现降低噪声危害的目的，需要借助相应的噪声控制措施，在对汽车内部结构带来的噪声污染有所掌握的条件下，实现对汽车行驶过程中噪声问题的有效处理。

1

噪声种类

对于活塞式内燃机汽车而言，在对其进行噪声分类处理时，需要从汽车内部结构角度出发，可将这类汽车的噪声种类主要划分成：由于能量转换、 能量供给等产生的内燃机噪声；当车身结构设计不合理时导致的车身噪音；与起动机噪声、 电动风扇噪声以及发电机噪声有关的设备噪声；汽车驾驶过程中，由于连接部件产生的振动噪声等，可将这些噪声归类为底盘噪声。从汽车内燃机这一动力供应装置来讲，它的噪声组成包括进气噪声以及设备运作噪声等，是汽车噪声污染主要来源。从这一角度来说，控制动力装置振动将是解决汽车噪声问题的重要措施。另外，汽车通行过程中产生胎噪的大小主要由汽车驾驶速度决定，驾驶速度越快，则胎噪越加明显。

2

活塞式内燃机汽车噪声控制方法

2.1 内燃机的噪声

为了做到对活塞式内燃机汽车噪声问题的有效控制，需要首先明确噪声类别及产生原因，进一步在噪声源和传播途径等方面采取噪声控制措施。其中内燃机作为汽车动力装置，在燃料消耗和热能转换等过程将引起一定噪声，是进行汽车噪声控制时应重点关注内容。对这类噪声产生原因加以分析时，可发现主要是内燃机内部构件做机械运动时将产生噪声，在汽车总噪音构成中占有较大比重。下面将具体探讨内燃机噪声控制技术：首先，从发动机自身噪声角度出发，通常选择通过振源改进以及噪声响应部位的改进来降低噪声污染。例如，在振源改进上，可借助有限元法计算分析燃料反应过程，以便通过完善反应参数来削弱燃料燃烧过程导致的噪声，在反应过程柔和进行的条件下可降低结构振动噪声。另外，可通过增设加强筋来增强发动机内部构件刚度，避免由于结构变形而加大噪声污染。同时可适当减少气缸本体与缸盖间缝隙，如采用过盈配合等改进技术，能起到减少噪声激振力的作用。其次，从声源改进措施进行分析。普遍采用的噪声控制方法为在将对产生结构振动噪声的部件上的铺上一层阻尼材料，则动能在阻尼材料作用下将转换为动能，进而达到减少噪声污染的改进效果。为了保障这一噪声控制技术的有效性，应合理采用自由阻尼层、 间隔阻尼层、 约束阻尼层等阻尼结构，将其铺设在内燃机表层，可一定程度降低噪声危害。除了实现能量转换功能外，阻尼材料的使用能将动力装置内部构件的振动幅度控制在较小范围内，从而实现改进声源的目的。

对于内燃机噪声污染来讲，还应加强对其进气污染的控制。进气污染可被看作是空气动力污染，当汽车驾驶速度逐渐增加时，在进气污染明显。对于这类噪声来讲，可采用进气消声器来进行噪声控制，例如干涉型消声器、 多孔型消声器等可作为主要设施应用在内燃机进气噪声源，可取得较好的消声效果。

  2.2 底盘噪声

对于汽车底盘噪声来讲，噪声源包括排气噪声和传送噪声等。对于排气噪声而言，主要由涡流噪声、 脉冲噪声以及喷流噪声等组成，需要结合噪声类型制定控制方案。在解决这类噪声问题时，需要利用消声器对噪声的削减作用，通过对消声器作用程度有所了解的基础上，可选择适宜的消声装置。从频域角度来讲，噪声控制技术实施难点在于严格把控消声器传递性质与结构部件振动规律间的吻合，只有在保证两个声音传递过程独立进行的条件下，才可保证合理控制噪声污染。另外，为了尽可能减少汽车噪声影响，在进行排气管设计时，应采用直径相对要大的排气管，这种做法可降低排气噪声，但会降低车辆动力性能。

在传动噪声控制方面，由于这类噪声主要是由于传动轴旋转和齿轮咬合等引起的，因此可从采取以下控制措施：一是做好转动轴的校准工作，避免其在偏心状态下运转而产生噪声；二是从齿轮咬合引起的噪声角度出发，为了解决这一问题，可适当使用扇形齿轮，是控制传动噪声的有效措施；三是借助减振物品来缓解易产生振动部位的噪声，例如变速箱、减速器等结构部位上安装橡胶垫，能防止振动传导至汽车底盘，进而不会产生底盘噪声。

3.3 车身噪声

车身噪声同样是活塞式内燃机汽车常见的一种噪声类型，并且将随着车辆行驶速度的增加而逐渐增长。车身噪声产生原因为空气动力噪声，为了减少这类噪声，应主要采取以下解决措施：一是采用质量优良的弹性元件，以免和汽车刚性结构发生碰撞而产生噪声；二是从车身外观设计方面着手，尽可能选择流线型设计，从而减少由于空气摩擦导致的噪声。另外一个汽车噪声来源便是胎噪，尤其在车辆高速行驶时这类噪声较明显，通常来讲，这类噪声与车胎宽度、 轮胎间距离有关，而影响程度较大的因素为轮胎材质及花纹。由此可知，在控制胎噪时，应确保轮胎花纹和材质的合理选择，如将橡胶材质作为主要轮胎制作材料，可一定程度减轻噪声污染。总的来讲，车身噪声和轮胎噪声是车辆行驶过程中不可避免的噪声来源，应主要从削减角度出发对其进行控制。

3

总结

综上所述，活塞式内燃机汽车在驾驶过程中将产生噪声污染，不仅影响了用户驾驶体验，还带来了一定安全风险。针对这一问题，应及时采取对应的噪声控制方法，进而提高车辆乘坐舒适性。在进行汽车噪声控制时，需要细致分析汽车内部结构的噪声生成特点，从而实施针对性的噪声控制技术。

资料来源及推荐阅读

[1]徐幸炜.浅析内燃机热传递和振动噪声控制问题[J].内燃机与配件,2018(22):101-102.

[2]黄敬辉.活塞式内燃机汽车噪声控制技术研究[J].内燃机与配件,2018(13):178-179 

文章来源：《内燃机学报》（中国内燃机学会主办）微信公众号（neiranjixuebao）。

欢迎登录《内燃机学报》官方网站(www.transcsice.org.cn)投稿。