第二篇第四章汽车噪声

1、PAGE PAGE 29 交通运输工具噪声2.4.1 汽车噪声汽车是交通运输的重要工具，汽车噪声是城市环境噪声的主要噪声源，其性质属流动声源。2.4.1.1 汽车噪声的构成汽车是一个包括多种声源的综合噪声源。图2.4.1.1.所示为一辆汽车的噪声源分布。它包括驱动系统噪声（包括进、排气噪声，燃烧噪声、冷却风扇噪声、发动机结构噪声等）和运行系统噪声（包括轮胎、轮辋、传动齿轮等噪声）。前者同发动机的转速有关，同运行速度几乎无关；后者同轮胎花纹，路面状况有关，并随车辆行驶速度而变化。汽车喇叭噪声是瞬时发生的，但它远强于其它噪声，频繁使用喇叭会造成噪声污染。图2.4.1.1-1 汽车主要噪声源排气噪声

2、排气噪声是汽车的主要噪声源，它通常比其它噪声要高1015dBA。排气噪声主要是由发动机排气阀周期性开闭所产生的压力脉冲激发气流振动而产生的，噪声能量主要分布在200Hz以下的低频区。周期性排气噪声的基频为：式中 Z汽缸数； n发动机转速；冲程系数，四冲程=2，二冲程=1。图2.4.1.1-2为一个四冲程的发动机排气噪声频谱。峰值主要在低频段。图2.4.1.1-2 排气噪声频谱汽车车辆的排气噪声的大小与发动机转速和负荷情况有关系。发动机在不同转速下其排气噪声的差别很大，转速增加10倍，其排气噪声级增加45dBA，即排气噪声声强与转速的4.5次方成正比。发动机有负荷时，由于排气压力的增加，排气噪声

3、也要增加，据测定，车辆在全负荷时，其排气噪声要比空负荷时高出1520dBA。排气阀门的开启时间，阀门直径，阀门座的形状等对排气噪声的强弱均有影响，从发动机设计角度加以改进，可以降低排气噪声10dBA左右。但控制排气噪声的最有效的措施是安装合适的消声器。车辆消声器应注意消声效果与功率损失两项指标。载重汽车用的消声器，其消声值通常为3040dBA。功率损不超过5%；各种客车用的消声器，消声值通常为3040dBA。功率损失不超过510%。汽车消声器多由几节不同尺寸的扩张室与共振腔进行适当组合而成。若消声器的容积设计为发动车排量的45倍，并合理选择结构和控制流速，消声值可达30dBA，功率损失也不会超

4、过4%。新型的净化消声器，即在消声器中放置一定的催化剂，即可净化汽车尾气，又有消声效果。发动机噪声内燃机机壳噪声是由于机械力作用和气缸中气体受压缩并燃烧产生的气体压力作用在活塞与气缸壁上而产生的，两者都能引起发动机外表面振动而辐射噪声。内燃机噪声和它的燃烧方式、发动机结构、转速、排量、负荷等因素都有关。其中，燃烧是主要的噪声源。内燃机噪声特性一般为宽频带的（见表2.4.1.1-1）。柴油发动机噪声的强度与转速的三次方成正比，汽油发动机噪声与转速的五次方成正比。图2.4.1.1-3为一些车辆发动机在不同转速下的噪声级分布范围。控制发动机噪声首先在车辆设计制造过程就予以考虑，尽量选择低噪声的发动机

5、参数。比如：（1）为降低发动机的燃烧声，可以选择合适的燃烧方式，降低气缸压力上升率，减少不必要的异常燃烧；（2）为减少机械性噪声，可选择低噪声部件（如低噪声风扇、喷油泵），低噪声最佳参数（如合适的活塞间隙等），提高运行部件的精度（如传动齿轮精度）。以上措施，可在以降低发动机噪声57dBA。合理的车体设计是降低噪声的有效措施，如可以采用隔声、阻尼、吸声等方法降低发动机噪声，比如对发动机和齿轮箱采取加隔声罩措施，可以降低噪声711dBA。图2.4.1.1-3 发动机噪声轮胎噪声当车速达到50km/h以上时，轮胎噪声就显得突出了。轮胎噪声是一种高频性噪声，主要是由轮胎花纹和路面之间互相挤压空气所产生

6、的。其中轮胎花纹形状是影响轮胎噪声的重要因素。图2.4.1.1-4是当车速为50km/h时，不同轮胎花纹形状及其在混凝土路面上的噪声级。由图可以看出，横肋状花纹噪声较大，竖肋状花纹噪声较小。从图2.4.1.1-5可以看出轮胎噪声变动范围是相当大的。此外，轮胎噪声还与车辆负荷和路面情况有关。车辆负荷加倍，轮胎噪声增加2dBA左右。湿沥青或水泥路面比相应干燥的路面噪声高810dBA。粗糙不平的路面较平滑路面的噪声高35dBA。图2.4.1.1-4 几种不同轮胎花纹及噪声级图2.4.1.1-5 在同一辆车上分别装上不同轮胎时的声压级（混凝土路面，15m处测得）喇叭噪声信号喇叭声虽不属于车辆连续噪声源

7、，但由于它的噪声级特别突出，一般喇叭声超出车辆行驶声约1520dBA，最大可达124dBA（1m处测量），因此也常常成为重要的噪声污染源。控制喇叭噪声一方面通过加强交通管理和采取一些行政措施，使司机少用或不用喇叭，尽量减少喇叭鸣响次数。另一方面改进汽车喇叭的声音特性也是非常重要的，研究设计低噪声喇叭，使汽车喇叭的音响频率特性应以高频（20004000Hz）为主，声音强度控制在车辆正前方2米处为100103dBA为合适。这样即可以做到方向性强，又不为其它交通噪声所掩盖，并且在需警告距离处能清楚听到，同时又不干扰两侧环境。2.4.1.2 汽车总体噪声汽车的总体噪声与车辆种类、车速以及载重量不同而有

8、所差别。表2.4.1.2-1为各种汽车的行驶噪声，这是按我国规定在车外7.5米测得的。图2.4.1.2-1所示为不同类型车辆的噪声级与车速的关系。表2.4.1.2-1 各种机动车辆在车外7.5处的噪声（dBA，快挡测）车辆型号载重量（t）加速噪声匀速噪声上海161黄河151解放解放（新消声器）交通141无锡北京130上海131南京跃进北京130（新消声器）南京701北京661大客车北京212吉普车上海212吉普南京旅行车上海轿车红旗轿车南京三轮摩托车东风三轮东风三轮（新消声器）铁牛55拖拉机东方红40拖拉机L195手扶拖拉机南京大客车日本ISUZU卡车日本丰田卡车苏联吉尔捷克斯柯达大客车日本三

9、菱卡车波兰华沙轿车日本大丰田轿车西德本茨轿车154444222.5228243.593928981878889888884888785888783828989859088888489898988868181829188857985848080837785837980837274848179868483838481848484737375图2.4.1.2-1 不同种类车辆的噪声与车速的关系我国现有车辆若按其动力指标和噪声特性进行区分，可分为小轿车、小型汽车（包括吉普车、面包车、2吨左右载重汽车）、中型汽车（4吨左右载重汽车）、大型车辆（7吨以上载重汽车）、公共汽车和摩托车等。当上述各种车辆匀速行

10、驶在平直马路上时，通过垂直于行驶方向上某点的A声级可用下式表示：LA=a+bV 或 LA=A+BlgV式中： V车速 A、B或a、b车辆类型常数。表2.4.1.2-2为我国各类汽车整车行驶噪声的A声级与车速的关系。表中数据是距车辆7.5米处测得的，适用车速范围为2080km/h。表2.4.1.2-3为根据表2.4.1.2-2数据并利用半自由空间有关声波传播公式计算出来的当量A声功率级，据此可以算出任意距离处的A声级。表2.4.1.2-2 不同类型车辆整车噪声级和声速的加归式车型回归方程LA(V)相关系数rR的起码值（%）回归方程LA(lgV)相关系数rR的起码值（%）小轿小型中型大型公汽摩托车55+0.27V60+0.3V65+0.3V70+0.3V70+0.33V660.3V0.930.930.840.900.820.910.2670.3250.4630.5050.3720.60625+27lgV24+24lgV38+25lgV45+24lgV48+20lgV42+23lgV0.920.920.830.900.810.890.2670.3250.4530.5050.3540.6