汽车运用工程第三章汽车的环保性和安全性(同名10)课件

1、2022/7/24汽车运用工程 2022/7/24汽车运用基础汽车主要性能汽车的环保性和安全性汽车运行材料及合理使用汽车在特殊条下的使用第一章第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章汽车技术管理汽车性能试验电动汽车的运用技术 第三章 汽车的环保性和安全性汽车公害汽车汽车汽车汽车主动安全技术第1节第2节第3节第4节第5节第1节 汽车公害 一、排气公害主要分类：（1）排放公害 （第一公害）（2）噪声公害（3）电波公害（4）粉尘公害汽车公害： 汽车在道路上行驶而产生损害人体健康和人类生活的污染现象。汽车公害包括汽车排气对大气的污染（排放公害）、噪声对环境的危害（噪声公害）、汽车电气设备对无线电通信

2、及电视广播等信号的电波干扰（电波公害）以及制动衬片、离合器摩擦片、轮胎和路面的磨损物与车轮扬起的粉尘对环境的危害（粉尘公害）等。2022/7/24 一、排气公害汽车发动机排出气体无害（ N2、O2、H2和水蒸气等）有害CO2对全球气候变暖有影响对人体有害成分：CO、HC、NOX、SO2、碳烟等2022/7/24 一、排气公害汽车类型工况（km/h）CO（%）HC（10-6）NOX（10-6）碳烟（g/m3）排气量汽油车怠速03.0103002000501000.005以下少加速0400.75.030060010004000增多等速400.51.020040010003000高速最多减速4001

3、.54.510003000550减少柴油车怠速000.0130050050700.10.3少加速04000.502003008001500增多等速4000.10901502001000高速最多减速40000.053004003035减少表3-1 不同工况下汽车排气有害成分的浓度2022/7/24发动机排气对环境及人体的影响CO2：CO2的大量积聚会对地球环境造成 “温室效应”的不良影响 ，“温室效应”将导致全球气候变暖,极地冰层融化，海平面上升,土地盐碱化，沙漠化等现象。CO：进人人体后，人会因缺氧而出现各种中毒症状，如头晕、恶心、四肢无力,严重时甚至昏迷不醒,直至死亡。HC：高浓度的HC对人

4、体有一定麻醉作用，但其一般对人体的危害不大。HC对大气的严重污染，主要在于其与NOX在一定环境条件下，会发生复杂的化学反应，诱发新的有害物，称为二次有害排放物。（光化学烟雾）碳烟：柴油机排放的主要有害成分。其本身对人体健康的直接影响不大，对人体危害大的是碳烟颗粒夹附着的SO2和多环芳香烃、苯并笓等有害物质。它们不仅对人的呼吸系统有害，还会使人致癌。 一、排气公害2022/7/24 噪声是人们不需要并希望用一定措施加以控制和消除掉的声音总称。汽车噪声主要包括发动机噪声、轮胎噪声、车身振动、传动系统噪声、车身干扰空气噪声以及鸣笛声等。二、噪声公害机动车噪声一般都是声压级为6090dB的中强度噪声。

5、其影响面广，时间长,危害很大。声压级高于70dB的噪声会使人心情不安、烦躁、疲倦、工作效率下降和语言、通信困难等，从而影响人们的正常学习、工作、休息和生活。长期处于噪声环境的人，还会引发心脏病、胃病以及神经官能症,出现听力下降或听力损伤。2022/7/24在汽车电气设备中大多具有电容和电感的导线、线圈等电气元件。任何一个具有电感和电容的闭合回路都会形成振荡。因此,在汽车的电气设备中有很多的振荡回路。当汽车发动机点火系统点火时,因电火花放电产生高频振荡以电磁波的形式放射到空气中,切割无线电、电视广播等通信设备的天线,从而引起干扰。在汽车的电气设备中，点火系统的干扰最为严重,还有发电机调节器、刮水

6、器以及灯开关在工作过程中也会产生电波干扰。三、电波公害汽车技术状况汽车排气污染物及防治汽车使用寿命汽车检测诊断汽车维护修理第1节第2节第3节第4节第5节第2节 汽车排气污染物及防治 .一氧化碳(CO)的形成 一、发动机污染物的形成 一氧化碳(CO)是碳氢燃料在燃烧过程中的中间产物。一般认为,碳氢燃料的燃烧反应经过以下几个过程： .一氧化碳(CO)的形成 一、发动机污染物的形成理论上,如果空气量充分,汽油机不会产生CO(过量空气系数x1 );在汽油机实际工作过程中,排气中都存在0.01% 0. 5%的CO。其原因是:在汽油机燃烧室内的局部区域存在x1的过浓区;部分未燃碳氢化合物在排气过程中发生不

7、完全燃烧;此外,气温低或者滞留时间短暂等因素导致燃烧不能完全进行，也会产生CO。 2.碳氢化合物(HC)的形成 一、发动机污染物的形成排气门开启和关闭前后HC的浓度特别高说明在燃烧室内壁周围残留着高浓度的HCHC产生途径缸壁表面的气体层(0.050.5mm)因低温缸壁的冷却作用，火焰传播不到，从而使这层混合气中的HC随废气排出；火焰也不能在激冷缝隙内传播，一般在小于1mm的缝隙内（如活塞顶部与第一道气环之间的空隙）混合气不可能完全燃烧。图3-1 HC排放浓度与排气门开启前后曲轴转角的关系 2.碳氢化合物(HC)的形成 一、发动机污染物的形成HC组成未燃燃料不完全燃烧产物部分被分解产物其 他 2

8、.碳氢化合物(HC)的形成 一、发动机污染物的形成燃烧室的燃烧条件混合气形成条件一切妨碍燃料燃烧的条件排气系统的反应条件膨胀行程的温度条件HC形成原因捷尔杜维奇( Zeldovich)链反应机理,依此机理生成的NO最多。2022/7/24.氮氧化物的形成 一、发动机污染物的形成氮氧化物(NOx )是NO、NO2、N2O、N2O3、N2O4、N2O,等氮氧化物的总称。在发动机排的废气中,NO约占99%。而NO2的含量约占1%。NO排入大气后，进一步氧化成NO2。NO的形成机理比较复杂。目前被广泛采用的NO反应机理如下:影响因素：温度、氧气浓度、停留在高温下的时间2022/7/244.微粒的形成

9、一、发动机污染物的形成 微粒通常用PM(ParticulateMatter)表示，传统柴油机排出的微粒物一般要比汽油机高3080倍。一般来说,柴油机的微粒由3部分组成,即炭烟、可溶性有机成分和硫酸盐。碳烟是微粒的主要组成部分。由于重馏分的未燃烃、硫酸盐以及水分等在炭粒上吸附凝聚，很多情况下，炭烟即指微粒。可溶有机成分在微粒中的比例，一方面与燃烧质量有重要关系,另一方面与窜入燃烧室的润滑油的量有关。近年来,国内外采取了许多有效措施,使柴油机的炭烟排放量大幅度下降。同时由于低硫乃至无硫燃油的推行,硫酸盐排放也得到了抑制。碳 烟可溶性有机成分硫酸盐 4.微粒的形成 一、发动机污染物的形成碳烟粒子形成

10、过程：碳氢化合物燃料由于热分解生成甲烷和乙烯等低分子碳氢化合物。在温度不太高的情况下,这些产物就成了所谓的未燃碳氢化合物。当燃烧气体保持高温时，如果氧气过剩就会进行氧化反应;如果氧气不足,甲烷和乙烯会进一步进行化学反应，进行脱氢反应并聚合成直径为20 30m的炭烟粒子,小粒子最后会成长为直径为50 200pum的大粒子。图3-2 碳烟粒子的形成过程 二、降低在用汽车排气污染的措施1保持发动机良好的技术状况2采用排气净化装置3实施I/M制度4合理驾驶2022/7/241. 保持发动机良好的技术状况. 保持正常气缸压缩压力. 保持供油系统技术状况良好. 保持点火系统技术状况良好 二、降低在用汽车排

11、气污染的措施2022/7/242. 采用排气净化装置排气净化装置催化转化装置废气再循环系统曲轴箱强制 通风 二、降低在用汽车排气污染的措施催化转换装置是利用催化剂的作用将排气中的CO、HC和NO,转换为对人体无害的气体的一-种排气净化装置,也称作催化转换器。催化转换器有氧化催化转换器和三元催化转换器两类。废气再循环( EGR)指把发动机排出的部分废气回送到进气歧管,与新鲜混合气一起再次进入汽缸。废气再循环是净化NO的主要方法。采用封闭式带PCV阀的曲轴箱强制通风装置,可使曲轴箱窜气造成的污染得到有效控制。曲轴箱储存和吸附法也是控制汽油蒸发减少HC污染的有效方法。 3.实施I/M制度 二、发动机

12、污染物的形成 I/M制度( Inspection and Maintenance Program)是对在用车辆排放(尾气排放和蒸发排放、颗粒排放)进行控制，防止其排放净化系统被拆除、损坏、性能失效或恶化，充分发挥在用车本身净化能力，保证排放达标。I/M制度法规是以国家排放法规为依据,并根据在用车的特点采用由管理部门认定的检测站对本辖区的在用车辆进行检测和监控。发现排放超标车辆，则强制该车进入具备维修资格的维修企业进行维护和修理。其工艺流程图如图3-3所示。图3-3 I/M制度的工艺流程2022/7/24. 合理驾驶 二、发动机污染物的形成 合理的驾驶技术对降低汽车有害气体的排放十分重要。驾驶车

13、辆时,应尽量减少发动机的起动次数;避免连续猛踩加速踏板;行驶时保持适当节气门开度和发动机正常热状况(冷却液温应控制在80 90C),以降低有害气体排放量。 . 检测标准 三、汽车排放污染物检测 我国汽车排放标准是根据我国汽车排放污染物检测的历史与现状,以及我国汽车排放控制技术发展的状况而制定的。 目前,我国汽车排放污染物限值实施的国家标准主要有点燃式发动机汽车排气污染物排放限值及测量方法(双怠速及简易工况法)(GB 18285- 2005) 、车用压燃式发动机和压燃式发动机汽车排气烟度排放限值及测量方法(GB 3847- -2005) 、 车用压燃式、气体燃料点燃式发动机与汽车排气污染物排放限

14、值及测量方法(中国I、IV和V阶段)(GB 17691- -2005)、轻型汽车污染物排放限值及测量方法(中国第五阶段)( GB18352. 5- -2013)。 即将实施的标准为轻型汽车污染物排放限值及测量方法(中国第六阶段)(GB 18352.6- -2016)。2022/7/24. 轻型汽车排放污染物限值 三、汽车排放污染物的检测 现行标准排放限值2022/7/24. 轻型汽车排放污染物限值 三、汽车排放污染物的检测2022/7/241. 双怠速工况排气污染物检测 四、汽车排气污染物检测方法使用排放测量仪器的技术性能应满足GB 18285点燃式发动机汽车排气污染物排放限值及测量方法的有关

15、规定。检测仪器怠速工况指离合器接合、变速器挂空挡、加速踏板与（如果有）手控节气门处于松开位置时的发动机运转工况；高怠速工况指在怠速工况条件下，通过加大节气门开度，使发动机转速稳定控制在50%额定转速或发动机制造厂技术文件中规定的高怠速转速时的工况；双怠速工况排气污染物检测指在怠速和高怠速两个工况下对汽车的排气污染物所进行的检测试验。基本概念2022/7/241. 双怠速工况排气污染物检测 四、汽车排气污染物检测方法应保证被检测车辆处于制造厂规定的正常状态,发动机进气系统应装有空气滤清器,排气系统应装有排气消声器,并不得泄漏。应在发动机上安装转速计、点火正时仪、冷却液和润滑油测温计等测量仪器。测

16、量时,发动机冷却液和润滑油温度应不低于809C,或者达到汽车使用说明书规定的热车状态。发动机从怠速状态加速至70%额定转速,运转30s后降至高怠速状态。将取样探头插人排气管中,深度不少于400mm,并固定在排气管上。维持15s后,由具有平均取值功能的仪器读取30s内平均值,或者人工读取30s内的最高值和最低值,其平均值即为高怠速污染物测量结果。发动机从高怠速降至怠速状态15s后，由具有平均取值功能的仪器读取30s内的平均值为怠速污染物测量结果。若为多排气管时,取各排气管测量结果的算术平均值作为测量结果。若车辆排气管长度小于测量探头插入深度时,应使用排气加长管。检测程序2022/7/242. 工

17、况法排气污染物检测工况法：是将汽车若干常用工况和排放污染较重的工况结合在一起测量排放污染物的方法。与怠速法相比，工况法检测结果能全面评价车辆的排放水平。但工况法比怠速法要复杂得多，工况法的循环试验模式应根据汽车的排放性能、行驶特点、交通状况、道路条件、车流密度和气候地形等因素，对大量统计数据进行科学分析而制定，以最大限度地重视汽车运行时的排放特性。采用工况法检测排气污染物时，各国的排放法规中对测试装置、取样方法和分析仪器的规定基本上是一致的，但测试的循环工况及排放限值的差别较大。 四、汽车排气污染物检测方法2022/7/242. 工况法排气污染物检测稳态工况法在底盘测功机上测试，由ASM502

18、5和ASM2540两个工况组成的运转循环，如图3-4所示。 四、汽车排气污染物检测方法图3-4 稳态工况法（ASM试验运转循环）（1）稳态工况法2022/7/242. 工况法排气污染物检测稳态工况法检测方法：检测时,汽车驱动轮位于测功机滚筒上，将分析仪取样探头插人排气管中,深度为400mm,并固定于排气管上,对独立工作的多排气管应同时取样。将车速控制在25km/h和40km/h的工况速度，保证车辆稳定运行。汽车在测功机上的实验车速允许误差为1.5km/h，加载转矩应随车速的变化做相应的调整，保证加载功率不随车速改变；转矩允许误差为该工况设定转矩的5%。 四、汽车排气污染物检测方法（1）稳态工况

19、法2022/7/242. 工况法排气污染物检测汽车在底盘测功机上完成测试运转循环，如图3-5所示。 四、汽车排气污染物检测方法图3-5 瞬态工况运转循环图（2）瞬态工况法2022/7/242. 工况法排气污染物检测 四、汽车排气污染物检测方法（2）瞬态工况法测试方法：完成一次试验，有效行驶时间195s，平均车速19km/h，理论行驶距离1.013km。测试时，车辆启动后保持怠速运转40s，在40s终了时开始循环，并同时开始利用CVS系统采集排气样气，用NDIR分析测定CO及CO2，FID测定THC、CLD或者NDUVR分析测定NOX。2022/7/242. 工况法排气污染物检测简易瞬态工况法采

20、用与瞬态工况法一样的测试循环（如图3-5所示）。其污染物排放试验设备包括：底盘测功机、五气分析仪以及气体流量分析仪。测试时，汽车发动机保持怠速运转40s。在40s终了时开始循环，并同时开始对排气取样。利用NDIR 分析测定CO、HC和CO2，采用电化学法或其他等效方法测定NO。简易瞬态工况法既吸取了稳态工况法中直接利用简便式尾气分析仪测定各种污染物浓度的长处，又兼有瞬态工况法中测量稀释排气量可得出污染物排放质量的优点。 四、汽车排气污染物检测方法（3）简易瞬态工况法2022/7/243. 自由加速烟度检测 四、汽车排气污染物检测方法 柴油机烟度检测工况有稳态和非稳态两种。通常在柴油机全负荷稳定

21、运转时进行。检测过程必须对柴油机加载，因此必须在试验台架上进行。同时，对于许多高强化的增压柴油机，由于在加速过程中所排放的废气烟度很高，因此稳态烟度检测不能反映柴油机排放特性的全貌。稳 态非稳态烟度测定有自由加速法和控制加速法两种规范，我国使用的是自由加速法。自由加速法是指柴油机从怠速状态突然加速至高速空载转速过程中进行排气烟度测定的一种方法。非稳态2022/7/24自由加速工况：指在发动机怠速下，迅速踏下加速踏板，使喷油泵供给最大油量。在发动机达到调速器允许的最大的转速前，保持此位置。一旦发动机达到最大转速，立即松开加速踏板，使发动机恢复至怠速。应于20s内完成循环组成所规定的循环。自由加速

22、烟度检测所用的仪器为滤纸式烟度计或不透光烟度计。由于自由加速法不需对柴油机加载，因此适应于检测站对在用柴油机的年检以及环保部门对柴油机的监测。3. 自由加速烟度检测 四、汽车排气污染物检测方法2022/7/243. 自由加速烟度检测 四、汽车排气污染物检测方法自由加速烟度检测测试程序如下:安装取样探头:将取样探头固定于排气管内,插人深度等于300mm,并使其中心线与排气管轴线平行。吹除积存物:按自由加速工况进行3次,以清除排气系统中的积存物。测量取样:将抽气泵开关置于加速踏板上，按自由加速工况及规定的循环测量4次,取后3次读数的算术平均值即为所测烟度值。当汽车发动机出现黑烟冒出排气管的时间和抽

23、气的时间不同步的现象时,应取最大烟度值。汽车公害汽车排放污染物及防治汽车噪声及其防治汽车被动安全技术汽车主动安全技术第1节第2节第3节第4节第5节第3节 汽车噪声及其防治 一、汽车噪声源汽车噪声与发动机工作相关的噪声源与汽车行驶有关的噪声源 燃烧噪声机械噪声进排气噪声风扇噪声 传动噪声轮胎噪声 一、汽车噪声源1.发动机噪声发动机噪声：直接从发动机本体及附件向空间传播的噪声。在相同转速下，柴油机噪声较汽油机噪声高 ()；主要包括燃烧噪声、机械噪声、进气噪声、排气噪声和风扇噪声等；按照噪声的辐射方式来分类，燃烧噪声和机械噪声是通过发动机表面向外辐射的，故称为发动机表面噪声，进、排气噪声和风扇噪声则

24、是直接向大气辐射的噪声。 概念：是燃料在发动机汽缸内燃烧而产生的声音，指燃烧时汽缸内压力急剧上升冲击活塞、连杆、曲轴、缸体及汽缸盖等引起发动机机体表面振动而辐射出来的噪声。特点：燃烧噪声是发动机噪声的主要来源； 一般柴油机的燃烧噪声高于汽油机的燃烧噪声；柴油机燃烧噪声主要出现在发动机燃烧过程的速燃期，其次缓燃期。（1）燃烧噪声 一、汽车噪声源1.发动机噪声概念：由于互相运动的零件之间存在间隙，发动机运转时零件在力的作用下产生撞击，以及周期性作用力使零部件产生弹性变形导致发动机机体表面振动所引起的噪声称之为机械噪声。主要包括：活塞对缸套的敲击声，配气机构、正时齿轮和喷油泵的噪声等。发动机噪声构成

25、图如图3-6所示。（2）机械噪声 一、汽车噪声源1.发动机噪声（2）机械噪声 一、汽车噪声源图3-6 发动机机械噪声分类图1.发动机噪声活塞对气缸壁的敲击，通常是发动机的最大机械噪声源。产生原因：由于二者之间存在间隙，作用在活塞上的气体压力和惯性力的方向周期性变化，使活塞在往复运动过程中对气缸壁的侧向推力方向和接触面发生周期性变化，从而形成活塞对气缸壁的强烈冲击。（2）机械噪声 一、汽车噪声源1.发动机噪声活塞敲击声影响因素：主要取决于气缸内最大爆发压力和活塞与缸壁之间的间隙，其强弱既与可燃混合气的燃烧有关，又与发动机的具体结构有关。在使用过程中，活塞与缸壁的间隙、发动机转速、负荷以及气缸的润

26、滑条件是主要影响因素。（2）机械噪声 一、汽车噪声源1.发动机噪声活塞敲击声特点：随转速的增高而增大，转速一定时，撞击能量与缸壁间隙成比例增长（如图3-7）。（2）机械噪声图3-7 缸壁间隙与活塞撞击能量的关系 一、汽车噪声源1.发动机噪声配气机构噪声：是由于气门开启和关闭时产生的撞击以及系统振动而形成的噪声 。产生原因：低速时，配气机构噪声主要由气门开、闭时的撞击以及从动件与凸轮顶部摩擦振动产生 。高速时的配气机构噪声是由于气门的不规则运动“飞脱” “反跳”引起的 。气门弹簧的振动 。（2）机械噪声 一、汽车噪声源1.发动机噪声影响气门开、关噪声的主要因素：气门的运动速度（图3-8）。由图可

27、知：气门噪声与气门运动速度成正比。在高速时，气门发生不规则运动的原因主要是惯性力过大，以致超出了气门弹簧的弹力 。（2）机械噪声图3-8 气门噪声与气门运动速度的关系 一、汽车噪声源1.发动机噪声正时齿轮噪声产生原因（如图3-9）。内因：在交变载荷作用下齿轮刚度的周期性变化，以及齿轮的制造误差和表面粗糙度；外因：由于曲轴的扭转振动引起的转速变化和由于驱动配气机构、喷油泵等引起的载荷的周期性变化。 外因通过内因使齿轮振动而产生噪声，同时通过轴、轴承以及汽缸体、传动齿轮盖，使机体振动向外传播噪声 。（2）机械噪声 一、汽车噪声源1.发动机噪声（2）机械噪声图3-9 正时齿轮噪声的产生 一、汽车噪声

28、源1.发动机噪声柴油机喷油系统噪声：主要是由于喷油泵、喷油器和高压油管系统的振动引起的，分为流体性噪声和机械性噪声。流体性噪声：指油泵压力脉冲所激发的噪声、空穴现象所激发的噪声和喷油系统管道的共振声。机械性噪声：主要是喷油泵凸轮和滚轮体之间的周期性冲击和摩擦声。凸轮轴及轴承的振动、调速机构等也会产生噪声。（2）机械噪声 一、汽车噪声源1.发动机噪声进、排气噪声：由发动机在进、排气过程中的气体压力波动和气体流动所引起的振动而产生的噪声，属于空气动力性噪声。特点：排气噪声是仅次于发动机机体噪声的噪声源，其强弱与风扇噪声类似，有时甚至比发动机机体噪声高1015dB（A）；进气噪声比排气噪声小，但所特

29、有的低频成分可使车身发生共振，是产生车内噪声的原因之一。（3）进、排气噪声 一、汽车噪声源1.发动机噪声进、排气噪声包括：进、排气管中流动气流的压力脉动所产生的低、中频噪声；气流高速流过气门的进气截面时，形成涡流，产生高频噪声；在汽缸内气体产生动力振动的过程中，气门迅速关闭时，进、排气系统也会产生气体振动，并通过进、排气门表面传播噪声 。（3）进、排气噪声 一、汽车噪声源1.发动机噪声风扇噪声：主要是空气动力性噪声，由旋转噪声和涡流噪声所组成。此外，机械振动也能引起噪声。（4）风扇噪声风扇的机械振动噪声由气流引起的风扇、导向装置（护风圈）或散热装置的振动，以及其他外部振动激发的机械振动而引起的

30、。 一、汽车噪声源1.发动机噪声2.传动系噪声传动系统噪声变速器噪声传动轴噪声 齿轮振动引起的噪声轴承的声响润滑油的搅拌声发动机振动传播到变速器箱体而辐射出的噪声驱动桥噪声主要噪声源 一、汽车噪声源（1）变速器噪声 变速器噪声的发生及传播途径如图3-10所示。齿轮振动噪声占变速器噪声的绝大部分。 引起齿轮振动的内部原因是在交变载荷的作用下引起的轮齿刚度的周期性变化和齿的啮合误差；外部原因是由于发动机转速变化而引起的齿轮负荷的变化。图3-10 变速器噪声的产生及传播 一、汽车噪声源2.传动系噪声（1）变速器噪声变速器噪声与变速器的形式、挡位等因素有关，并随着汽车行驶条件、速度、负荷的变化而变化。

31、图3-11 变速器噪声与转速的关系图3-12 变速器噪声与负荷的关系 一、汽车噪声源2.传动系噪声（2）传动轴噪声产生原因：由发动机转矩波动、变速器及驱动桥等振动输入、万向节输入和输出的转速和转矩不均衡以及传动轴本身的不平衡引起的。扩散途径：其一是经传动轴的中间支撑、变速器和后桥传至车身及其部件，引起广泛的振动和噪声；其二是直接向外辐射噪声。传动轴噪声的能量一般很小，在传动系噪声中不占主要地位。 一、汽车噪声源2.传动系噪声3.轮胎噪声 轮胎直接发出的噪声包括：轮胎花纹噪声、道路噪声、弹性振动噪声以及轮胎旋转时搅动空气引起的风噪声。花纹噪声：由于轮胎胎面有各种花纹，汽车在行驶时，在胎面与地面接

32、触的过程中胎面受到压缩、拉伸，而形成泵气、吸气效应， 轮胎胎面花纹槽内的空气在接地时被挤压，并有规律地排出，引起周围空气压力周期性变化而产生噪声。道路噪声：是由于路面凹凸不平而产生的噪声。 当汽车通过小凸凹路面时，轮胎胎面使凹凸内的空气挤压和排放，引起周围空气压力变化而产生噪声， 轮胎花纹噪声和道路噪声都是轮胎与路面相互作用而产生的噪声 。 一、汽车噪声源弹性振动噪声：是由于轮胎不平衡、胎面花纹刚度变化或路面凹凸不平等原因激发轮胎振动而产生的噪声，其振动频率一般在 以下。 弹性振动噪声是轮胎本身的弹性引起的，由于振动频率低，所以影响不大。风噪声：是轮胎旋转时搅动周围空气而产生的空气振动声。 车

33、速较低时，轮胎的风噪声可以忽略 。 一、汽车噪声源3.轮胎噪声（1）轮胎噪声与车速关系：具有一定的线性关系。 随着车速提高，轮胎噪声相应增大。 其原因为轮胎花纹内的空气容积变化速度加快，“泵气”声增大，胎面花纹承受的激振力增大，振动声也随之增大。两者之间关系的经验公式为 ：式中：A系数，一般取3040； ua车速，km/h； B常数。车速、负荷、轮胎气压、轮胎磨损程度以及路面状况等使用因素对轮胎噪声的影响也很大。 一、汽车噪声源3.轮胎噪声（4）轮胎磨损情况与轮胎噪声关系：对于齿形花纹轮胎而言，胎冠尺寸增大，花纹接地状态产生变化，使噪声增大。当进一步磨损时，花纹逐渐磨平，槽内空气量减少，噪声降

34、低。（5）路面状况与轮胎噪声关系：路面状况对轮胎噪声的影响主要是路面的粗糙度和潮湿程度。资料表明，由于路面粗糙度不同所引起的轮胎噪声变化约为7dB(A)左右；湿路面比干路面的噪声大10dB(A)左右，其增大的程度随路面含水量而变化。湿路面的轮胎噪声主要是因为溅水造成的，与轮胎花纹的关系不大。 一、汽车噪声源3.轮胎噪声（2）负荷与轮胎噪声关系：负荷不同时，轮胎花纹的挤压作用也产生变化， 随着载荷的增加，胎面花纹的变形增大，轮胎的胎肩逐渐接触地面，横向花纹轮胎容易形成“空腔的封闭”而使噪声增大，而对纵向花纹轮胎则影响不大。（3）轮胎气压与轮胎噪声关系：增大，轮胎变形小，反之，则变形增大。 因此，

35、对于齿形花纹轮胎来说，气压高时噪声小，气压低时噪声大。 一、汽车噪声源3.轮胎噪声 二、降低汽车噪声的主要措施汽车噪声控制是一项相当复杂的工作，归纳起来有以下途径：有消除或减弱噪声源的噪声隔绝传播途径吸声处理其中，消除或减弱噪声源的噪声是最根本、最直接的措施。 二、降低汽车噪声的主要措施汽车噪声控制是一项相当复杂的工作，归纳起来有以下途径：有消除或减弱噪声源的噪声隔绝传播途径吸声处理其中，消除或减弱噪声源的噪声是最根本、最直接的措施。 二、降低汽车噪声的主要措施汽油机燃烧噪声控制：根据压缩比选择合适牌号的燃油；适当推迟点火提前角；及时清除燃烧室积炭来抑制爆燃和表面点火现象的产生。柴油机燃烧噪声

36、控制：根本措施是降低燃烧时的压力升高比， 由于压力升高比取决于着火延迟期和着火延迟期内形成的混合气数量及质量。因此可通过选用十六烷值较高的燃料、合理组织喷射、选用低噪燃烧室来实现。1.发动机噪声源控制（1）降低燃烧噪声（2）降低机械噪声在满足使用和装配的前提下，尽量减小活塞与汽缸之间的间隙， 减小间隙可以减小甚至消除活塞横向运动的位移量，从而减轻或避免活塞对缸壁的冲击，达到降低噪声的目的。合理设计凸轮线形，提高凸轮加工精度和减小表面粗糙度值，减轻配气机构零件的质量，减小配气机构的间隙，控制惯性力所激发的振动，可以减小气门尾部的撞击声，采用液压气门挺杆可降低气门开、关噪声。提高喷油泵的刚性，采用

37、单体泵及选用损耗系数较大的材料做泵体，以减少因泵体振动而产生的噪声。 二、降低汽车噪声的主要措施1.发动机噪声源控制（3）降低进、排气噪声降低进、排气噪声的主要措施是使用消声效果好的消声器， 由于消声器的阻抗大，会使发动机的性能恶化，因此要选用阻抗小而消声效果好的消声器。在使用过程中，要注意进、排气系统的紧固作业和接头的密封状况，以减小表面辐射噪声和漏气噪声 。 二、降低汽车噪声的主要措施1.发动机噪声源控制（4）降低风扇噪声发动机风扇噪声在低速运转时以涡流噪声为主，高速时旋转噪声较强。风扇噪声与风扇转速有很大关系，而风扇转速与发动机转速成正比，所以噪声与发动机转速有直接关系。在低速时，风扇噪

38、声比发动机本体噪声低得多；在高转速时，风扇噪声往往成为主要甚至最大噪声源。在满足冷却条件的前提下，增大风扇直径，降低转速，合理选用风扇叶片材料，对降低噪声都有一定效果 。 二、降低汽车噪声的主要措施1.发动机噪声源控制2.传动系统噪声源控制优选低噪声齿轮结构，选择大重叠系数的啮合副，以减小齿轮间的相对滑移和冲击，使齿轮工作过程平稳。 （应注意重叠系数不宜过大，尤其在齿轮精度不高的场合，多对齿轮同时啮合反而会加剧振动、增大噪声）；在条件许可的情况下，优先选用球轴承；改进工艺，提高齿轮和轴承的制造加工工艺；保证变速器壳体有足够的刚度，避免共振；提高传动轴刚度，保证传动轴动平衡，同时，消除不等速万向

39、节带来的传动轴转矩和转速的波动，减小传动轴工作时的振动。 二、降低汽车噪声的主要措施3.轮胎噪声控制降低轮胎花纹接地宽度与轮胎直径的比值，采用变节距轮胎等，对降低高速行驶车辆的轮胎噪声效果相当明显。在满足使用要求的前提下，优先选用子午线轮胎、纵向花纹轮胎或者接近纵向花纹的轮胎。在轮胎与车身的连接之间加装弹性阻尼隔振装置，以衰减轮胎振动向车身的传递，达到间接控制噪声的目的。在汽车行驶过程中，控制行驶速度和加速度，适时调整轮胎气压，以降低轮胎噪声。 二、降低汽车噪声的主要措施4.其他噪声控制措施从道路交通管理、噪声传播控制等方面来降低汽车噪声，具体措施有：严格执行禁止鸣号区的规定，减小主动噪声；在

40、城市中心主干道采取限车出入、限时通行的办法来限制大型高噪声车辆入城或规定其行驶的路线和时间；合理设置限速标志，控制车速，降低噪声污染；搞好城市绿化，修建隔声设施 。 二、降低汽车噪声的主要措施1.检测标准 三、汽车噪声检测（1）驾驶人耳旁噪声根据GB72582017机动车运行安全技术条件，汽车（纯电动汽车、燃料电池汽车和低速汽车除外）驾驶员耳旁噪声声级应小于等于90 dB(A)。测量位置应符合GB/T 18697-2002的规定。（2）客车车内噪声根据客车车内噪声限值及测量方法（GB/T 25982-2010），各类客车车内噪声声压级不应超过表3-5规定的数值。其测量方法按GB/T 25982

41、2010客车车内噪声限值及测量方法的规定执行。表3-5 各类客车车内噪声声压级限值车辆种类车内噪声声压级限值/dB（A）城市客车前置发动机驾驶区86乘客区86后（中）置发动机驾驶区78乘客区84其他客车前置发动机驾驶区82乘客区82后（中）置发动机驾驶区72乘客区761.检测标准 三、汽车噪声检测（3）汽车加速行驶车外噪声GB1495汽车加速行驶车外噪声限值及测量方法是机动车辆产品的噪声标准，同时也是城市机动车辆噪声检查的依据。各类机动车辆行驶时，车外最大允许噪声级应符合表3-6的规定。对于各类变型车或改装车（消防车除外）加速行驶的车外最大允许噪声级，应符合基本车型噪声的规定。（4）汽车定置噪

42、声汽车定置噪声指车辆不行驶，发动机处于空载状态下的排气噪声和发动机噪声。根据国家标准GB 16170汽车定置噪声限值规定，汽车定置噪声限值见表3-7。1.检测标准 三、汽车噪声检测2022/7/24表3-6 汽车加速行驶车外噪声限值1.检测标准 三、汽车噪声检测表3-7 汽车定置噪声限值 单位dB（A） 注：n0为发动机额定转速，P为发动机额定功率。1.检测标准 三、汽车噪声检测2.汽车噪声检测方法（1）驾驶员耳旁噪声检测根据GB 7258-2017机动车运行安全技术条件规定，测量驾驶人耳旁噪声时，汽车空载，处于静止状态且置变速器于空挡，发动机应处于额定转速状态（当发动机正常工作状态下无法达到

43、额定转速时，则采用可达到的最大转速进行测量，并对测量转速进行记录说明），门窗紧闭；环境噪声应低于被测噪声值至少10dB（A）；声级计置于“A”计权、“快”挡；测量位置应符合GB/T 18697-2002声学 汽车车内噪声的测量方法的规定，见图3-13。 三、汽车噪声检测2.汽车噪声检测方法图3-13 座位测量点位置 三、汽车噪声检测2.汽车噪声检测方法（2）客车车内噪声检测测量条件从客车辐射的噪声只能通过道路表面的反射成为车内噪声的一部分，而不能通过建筑物、墙壁或客车外的类似大型物体的反射成为车内噪声。测量时，客车与这类大型物体之间的距离应大于20m；沿测量路线在约1.2m高度的风速不应超过5

44、m/s；对于所有A声级测量，由背景噪声和仪器内部电噪声而确定的测量动态范围下限应至少低于所测声级15dB（A），否则试验结果无效。 三、汽车噪声检测2.汽车噪声检测方法（2）客车车内噪声检测测量位置客车内噪声测量一个测量点应选在驾驶员耳旁。对于城市客车，乘客区按照车内尺寸取测量点，每节车厢分别取中心线上的前中后3个点来测量。对于其他客车，在乘客区的前部、中间和后部也应各布置一个测量点。测量时通常在人耳附近布置测量点，传声器朝向车辆前进方向，座位测量点传声器位置如图3-13所示。 三、汽车噪声检测2.汽车噪声检测方法（2）客车车内噪声检测测量方法1.城市客车汽车分别在第挡15km/h和第挡35k

45、m/h（如第挡15km/h和第挡35km/h车速下对应的发动机转速超过额定转速的90%，则取前一挡位下90%额定转速对应的车速）时全油门加速两种运行工况下进行测试，其变速器挡位在噪声测试过程中不应改动。对于自动变速器（含手自动一体的变速器）的客车，测试工况为1050km/h全负荷加速过程。 三、汽车噪声检测2.汽车噪声检测方法（2）客车车内噪声检测测量方法1.城市客车当客车达到稳定的上述测试车速时，将声级计置于A计权、快挡进行测量，同时尽可能快地使油门全开，直到发动机转速达到制造厂规定额定转速的90%，读取声级计的读数。每个测量点进行往返各1次测量，并记录在所规定的加速范围内出现的A计权声级最

46、大值。分别计算驾驶人耳旁和乘客区各测点在第挡和第挡时的4次测量的算术平均值作为中间结果。 三、汽车噪声检测2.汽车噪声检测方法（2）客车车内噪声检测测量方法2.其他客车汽车以90km/h或设计最高车速的80%（两者取较小值）的车速匀速行驶，机械式变速器客车的挡位应处于最高挡，自动变速器（含手自动一体）的客车应使选挡手柄处于制造厂为正常行驶而推荐的位置。按相应车速匀速行驶试验，每个测量点进行往返各1次测量，每次测量时间至少5s，读取稳态噪声测量读数，并记录A计权等效声压值，分别计算驾驶人耳旁和乘客区各测点2次测量的算术平均值作为中间结果。 三、汽车噪声检测2.汽车噪声检测方法（3）汽车加速行驶车

47、外噪声检测测量场地测量场地应平坦空旷，在测量中心以50m为半径的范围内不应有大的反射物（如建筑物、围墙等）。测量场地见图3-14。测量时话筒位于20m宽跑道中心点的两侧，各距中心线7.5m、距地面高度1.2m，话筒平行于地面，其中轴线垂直于车辆的行驶方向。 三、汽车噪声检测2.汽车噪声检测方法（3）汽车加速行驶车外噪声检测被测车辆被测汽车应空载，不带挂车或半挂车（不可分解的汽车除外）；被测汽车装用规定轮胎，轮胎气压达到厂定空载状态气压；被测汽车的技术状况应符合该车型的技术条件（特别是该车的加速性能）；如果汽车有两个或更多的驱动轴时，测量时应采用常用的驱动方式；如果装有带自动驱动机构的风扇，应保

48、持其自动工作状态。 三、汽车噪声检测2.汽车噪声检测方法（3）汽车加速行驶车外噪声检测挡位及速度对于装用手动变速器M1和N1类汽车不多于4个前进挡时，应用第二挡进行测量；多于4个前进挡的变速器时，应分别用第二挡和第三挡进行测量。其接近AA线时的稳定速度一般取50km/h；汽车以规定的挡位和稳定速度接近AA线时，速度变化应控制在1km/h之内；若控制发动机转速，则转速变化应控制在2%或者50r/min之内（取两者中较大值）。 三、汽车噪声检测2.汽车噪声检测方法（3）汽车加速行驶车外噪声检测其他条件当汽车前端到达AA线时，必须尽可能地迅速将加速踏板踩到底（即节气门全开）加速行驶，并保持加速踏板位

49、置不变，直到汽车尾端通过BB线时再尽快地松开加速踏板。汽车应直线加速行驶通过测量区，其纵向中心平面应尽可能接近测量区中心线。 三、汽车噪声检测2.汽车噪声检测方法（4）汽车定置噪声检测车辆位于测量场地的中央，拉紧驻车制动器，变速器挂空挡，离合器接合。发动机机罩、车窗和车门应关上，车辆的空调器及其他辅助装置应关闭。测量时，发动机出水温度，润滑油温应符合生产厂的规定。车辆状态 三、汽车噪声检测2.汽车噪声检测方法（4）汽车定置噪声检测n0为发动机额定转速当n05000 r/min时，发动机测量转速取3/4 n0；当5000 r/min n07500 r/min时，发动机测量转速取3750r/min

50、；当n07500 r/min时，发动机测量转速取1/2 n0。发动机稳定在上述转速后，测量由稳定转速尽快减到怠速转速过程中的噪声，然后记录下最高声级。重复进行试验，直到连续出现3个读数的变化范围在2dB（A）之内为止，并取其算术平均值作为测量结果。发动机测量转速选取 三、汽车噪声检测2.汽车噪声检测方法（4）汽车定置噪声检测检测时，传声器与排气端口等高，在任何情况下距地面不得小于0.2m。传声器的轴线应与地面平行，并与包含排气口末端轴线的竖直平面成45+5的夹角。传声器朝向排气口，距排气口端0.5m，放在车辆外侧，如图3-15所示。排气噪声测量位置 三、汽车噪声检测2.汽车噪声检测方法（4）汽

51、车定置噪声检测图3-15 传声器位置示意图 三、汽车噪声检测2.汽车噪声检测方法（4）汽车定置噪声检测对于那些排气口参考点位置不宜布点的车辆，由于某些车辆部件（备胎、油箱、蓄电池等）妨碍了测量点，传声器应安置在距离最近的妨碍部件（包括车身）至少0.2m处，并最大程度避开妨碍部件，其轴线正对排气口，如图3-16所示。图3-16 不宜布点车辆传声器位置示意图 三、汽车噪声检测2.汽车噪声检测方法（4）汽车定置噪声检测对于排气管垂直向上的车辆，传声器放置位置应与排气管口等高，传声器朝上，其参考轴应垂直于地面。传声器应放置在离排气管较近的车辆一侧，并距排气口端0.5m，如图3-17所示。图3-17 垂

52、直排气系统传声器位置示意图 三、汽车噪声检测汽车公害汽车排气污染物及防治汽车噪声及其防治汽车被动安全技术汽车主动安全技术第1节第2节第3节第4节第5节第4节 汽车被动安全技术一、车辆事故分析汽车被动安全性是指事故发生时保护车辆乘员和行人，使直接损失降到最小的能力。另外，还应考虑防止事故车辆火灾和迅速疏散乘客的性能。 道路交通事故的统计和分析是研究汽车被动安全性的基础。根据事故统计，了解事故与气候、道路、时间及驾驶人和车外人员的年龄等关系，并找出发生频数最多的事故(即所谓“典型事故” )，便于进行深入研究和提出事故对策。 被动安全性 车内安全性 汽车外部安全性 图3-18所示是轿车碰撞事故分布情

53、况。正面碰撞占64%以上，而其中一半是车前左侧(右侧通行时)。侧部碰撞是第二常见事故类型。图3-18右侧通行的轿车碰撞事故类型分布一、车辆事故分析事故中伤员的头、胸、下腹和脊椎等部位是主要致死原因。图3-19和图3-20分别给出了纵向撞车事故中驾驶人和轿车前排乘客的伤害形成过程。图3-21具体表明了某轿车的乘员身体伤害部位分布情况。图3-19撞车中轿车驾驶人受伤过程图3-20撞车中轿车前排乘客受伤过程一、车辆事故分析图3-21事故中轿车乘员身体各部位受伤分布1-头部；2-面部；3-颈部；4-胸部；5-上肢；6-腹部；7-下肢一、车辆事故分析 评价被动安全性的最简单指标是“事故严重程度因素”F，

54、即：式中：Ns 事故中死亡人数( 当场死亡或事故后存活不超过7昼夜的伤员)； Nsh 事故中受伤人数。 各国统计数据表明，F一般在1/40 1/5范围内。 考虑到事故中伤亡情况的差异，苏联学者提出了“危险系数k”的概念，即：式中：Nq 轻伤人数；Nz 重伤人数；N0 未受伤人数； k1、k2、k3 加权系数，取k1=0.015，k2=0.36，k3=1。二、被动安全性的评价方法2022/7/241. 安全车身 三、车内被动安全性 轿车发生正面碰撞或碰撞固定障碍物时，前部出现特别大的平均减速度jcp(300400g)，向后逐渐降低。其质心位置的平均减速度jcp为4060g，瞬时值可达80100g

55、。图3-22汽车与固定障碍物相撞时减速度的变化2022/7/24 为了降低正面碰撞时的减速度，在轿车前部做成折叠区(图3-23)。在撞车时可提供400700mm的变形行程，通过前部折叠区的变形来吸收撞车的动能。图3-23轿车各部不同的刚度(乘坐区刚度大，保证乘员的生存空间)1. 安全车身 三、车内被动安全性2022/7/24 为了降低正面碰撞时的减速度，在轿车前部做成折叠区(图3-23)。在撞车时可提供400700mm的变形行程，通过前部折叠区的变形来吸收撞车的动能。图3-23轿车各部不同的刚度(乘坐区刚度大，保证乘员的生存空间)1. 安全车身 三、车内被动安全性2022/7/24图3-24轿

56、车前部变形力梯度特性折叠区的变形力应满足梯度特性，即可分为5个区段：行人保护、低车速保护、对事故对方共存保护、自身保护(针对本车乘员)以及生存空间。变形力从前向后逐渐增加，使得撞车力较小时，变形仅限于前部零件。1. 安全车身 三、车内被动安全性2022/7/241. 安全车身由于碰撞部位的装饰件和结构件允许的变形行程很小，吸收能量的能力远小于前部和后部，因而引起车内的严重变形对乘客伤害的危险性很高。伤害危险性很大程度上取决于轿车侧部结构强度、底板横梁和座椅的承载能力以及门内板的设计。应保证主撞车不至于侵入被撞车的乘员空间。侧向碰撞后部碰撞速度较低，轿车后部折叠区的变形行程为300500mm。备

57、胎后置有助于减小冲撞加速度，而燃油箱位置则必须避开折叠区。行李舱盖边缘不能穿过后风窗而撞人车内。 三、车内被动安全性2022/7/24图3-25活顶轿车的翻车保护翻车时，车门应保证不能自开。在活顶式轿车上，可装设展开式翻车保护杆，并约束乘员头部，如图3-25所示。1. 安全车身 三、车内被动安全性2022/7/242. 限制乘员位移安全带(座椅带)是最简单有效的约束装置。在正常行驶时，安全带可以任意伸长而不妨碍驾驶人的操作和乘员的基本活动。图3-26安全带形式图3-27安全带的效果 （1）安全带 三、车内被动安全性2022/7/24三、车内被动安全性无安全带的死亡事故在使用安全带以后可转化为重

58、伤或轻伤。50km/h撞墙试验时乘员头部的减速度如图所示，三点式安全带可使驾驶人头部减速度降低一半。图3-28以50km/h撞墙试验时汽车与乘员减速度变化情况2. 限制乘员位移 （1）安全带2022/7/24图3-29气囊防护侧气囊装在车门或座椅架上，侧气囊利用压力传感器来检测侧向碰撞造成车门变形引发的压力上升，触发气体发生器。两侧使用相互独立的传感器，分别检测各自的压力,决定是否触发。 三、车内被动安全性2. 限制乘员位移（2）安全气囊前气囊在发生碰撞时，以突然爆炸方式充气，在乘员与气囊接触前充满。气囊与乘员接触时，立即部分泄气，并以生理上可承受的表面压力和减速力，软和地吸收能量，以减小乘员

59、头部和胸部的碰撞损伤。2022/7/24在乘坐区设计时必须保证在乘员生存空间内没有致伤部件。图上画出了撞车前和撞车后零件变形界限。界限1-1 将引起轻伤，界限2-2导致重伤，而3-3将是致命的。图3-30生存空间 三、车内被动安全性（3）消除部件致伤因素2. 限制乘员位移2022/7/24 四、外部被动安全性1. 轿车与行人的碰撞 在轿车与行人碰撞过程中，首先行人腿部撞到保险杠上，然后骨盆与发动机罩前端接触，最后头部撞到发动机罩后部或风窗玻璃上。这时行人被加速到车速，这就是所谓的“一次碰撞”。车速越高，行人头部撞击点越靠近风窗玻璃。 由于汽车制动使行人与汽车分离，行人以与碰撞速度相近的速度撞到

60、路上，这是“二次碰撞”。在有的事故中还发生行人被汽车碾压，这是“三次碰撞”。图3-31撞车事故中行人动态示意图2022/7/24 决定行人受伤害严重程度的主要因素是一次碰撞的部位和汽车与人体碰撞的部件形状、刚度。图3-32所示为行人与轿车部位碰撞的统计结果。图3-32行与轿车部位碰撞结果统计 四、外部被动安全性1. 轿车与行人的碰撞2022/7/242. 载货汽车与行人的碰撞 载货汽车与轿车相比，其质量、刚度和尺寸都要大得多，在与轿车正面相撞时，轿车损坏比载货汽车严重得多。特别是两者尺寸相差悬殊时，轿车往往“楔入”载货汽车下面，轿车的前部折叠区不能发挥作用，而导致乘坐区受到破坏。 特别是一般载