汽车排气系统5-声音的计算

部门新入人员培训

第5回声音广岛技术（长春）汽车部件有限公司2016年11月11日第5回声音第一部分

声音的特性（波长与频率、速度、声压）分析手法（次数跟踪、频率分析）・排气系统中发出的声音

异常音的种类

消音器的消音要素（扩张・共鸣・吸音）

改善事例・结尾

车外噪音管控值的测量方法第5回声音《声音的特性》压力的变化引起空气（媒介）分子的振动从而产生声音，压力的变化传递到邻近的静止的空气，由此声音被传播开来。所传播的声音振动到人的鼓膜，从而能听到声音。第5回声音《声音的特性》

波长与频率・波长（λ）：一个声波的长度（单位：ｍ）

・频率（ｆ）：一秒内声波的个数（单位：Hz）第5回声音《声音的特性》

声波的世界

可听音：人耳能听到的声音

约：２０Hz～２００００Hz

用波长表示的话

波长（λ）、频率（ｆ）、声速（C）的关系：

C＝λｆ

（常温下声速:340m/s）第5回声音《声音的特性》

声速・・・空气中，声速的近似表达式为：

C≒331.5+0.6t[m/s]

t:摄氏温度[℃]

声音取决于温度。

20℃：343.5

[m/s]

500℃:631.5[m/s]第5回声音《声音的特性》

声压「帕斯卡（Pa)」的世界・声压：大气压受到声波扰动后产生的变化。

单位是帕斯卡（Pa）第5回声音《声音的特性》

声压「卡斯帕（Pa)」的世界可听音的声压

･･･1个气压为10５Pa最小可听音：2×10-５Pa（1气压的50亿分之一）最大可听音：100Pa（1气压的1000分之1）

最大可听音是最小可听音的500万倍第5回声音《声音的特性》

声压级「分贝（ｄB)」声压（Pa）与基准值的比值用取常用对数，用声压级来表示。《可听音的声压》

２×10-5Pa～100Pa

声压级にすると

「2×10-5Pa～100Pa」を「0dB～134dB」で表現第5回声音《声音的特性》

使用声压级表示的优点①将范围广，难处理的声压（Pa）转换为一般的数値范围。

②人的耳朵听到的声音并不是直线，几乎是以对数的比例来反映，易于理解。第5回声音《声音的特性》例１拥有同一声压级的两个音源相加，是比一个音源高３ｄB。

×：50dB＋50dB＝100dB

○：50dB＋50dB＝53dB第5回声音《声音的特性》例２2个声压级之差如果在10dB以上，基本上要看其中大的声压级。即使降低小的声压级也几乎没有效果。

50dB＋60dB＝60.5dB≒60dB

×将小的声压级降低5dB：

45dB＋60dB＝60.１dB（-0.4dB）

○将大的声压级降低5dB：

50dB＋55dB＝56.1dB（-4.4dB）第5回声音《分析手法》・次数追踪

・频率分析→1/1・1/3Oct（定比滤器）→FFT分析（定宽滤器）

：包含周转数的3轴表现方法

→3D数据（MC的表现手法）→Waterｆａｌｌ→等高线图（彩图）第5回声音《分析手法》・频率分析

由于1/3Oct数据很贴近人的感觉，所以在噪音分析中多被用到。但是，如果想要分析噪音的原因来特定频率的情况下，FFT分析更有效分解某个现象的波形，用频率波谱来表示。（每个频率的声压）第5回声音《分析手法》・次数追踪

可以得知变化转数下的振动与噪音的大小。通过确认各转数下的振动与噪音的大小，可以把握转动体的特性。如果出现问题也可以找到问题所在。将转数变为频率的就是次数。つまり、回転数を频率に変換したものが1次となる。この例では、３枚羽根とすると、1回転する間に３回振動が発生する。一般的に３枚羽根３次の振動が大きくなる。この３次とは、１次を３倍した频率である。１次が２０Hzのとき３次は６０Hzとなる。第5回声音《分析手法》・包含周转数的3轴表现手法（频率分析）

第5回声音《排气系统中发出的声音》

第5回声音《排气系统中发出的声音》・其他异常音噼啪音→遇冷时的猛烈冲击波拍差噪声→排气零件之间的干渉音密封异响

→密封面与法兰面的摩擦音哗啦哗啦声

→排气BlowDown为振源的构造共振Huang声

→排气系统共振・共鸣同脉动频率发生的声音吹笛音→气流紊乱所引起的流体噪音第5回声音《消音器内部的消音要素》

第5回声音《消音器内部的消音要素》

◆扩张型

・使排气膨胀来降低压力，然后从两边的间隔板发出的反射波进一步干涉来削弱声波。

第5回声音《消音器内部的消音要素》

◆扩张型的効果总结扩张比(S0/S)大⇒衰减大

长度L越长⇒衰减周期向低周波移动（扩张型具有频率全域的効果）第5回声音《消音器内部的消音要素》

◆共鸣型

・使特定频率的声音明显减弱。

・排气阻力不增加。

第5回声音《消音器内部的消音要素》

◆共鸣型的効果总结共鸣管径Sp越大共鸣管长Lｐ越短衰减越大共鸣室容量越大（共鸣型有效果的频率带窄）第5回声音《消音器内部的消音要素》

◆吸音型・通过与吸音材的摩擦来使声音能量转换为热能以减弱声波。第5回声音《消音器内部的消音要素》

◆吸音型（吸音率）

根据吸音材的密度、长度、有无背面空气层等而变化。・密度

密度越大

⇒吸音率越大

第5回声音《消音器内部的消音要素》

◆吸音型（吸音率）

・长度

越长

⇒吸音率越大

第5回声音《消音器内部的消音要素》

◆吸音型効果的总结吸音率越大

减弱越显著

吸音材的表面积越大（高频区域的效果大）第5回声音《消音器内部的消音要素》

◆改善事例

J5LA

排气尾管噪音对策

报告书

第5回声音《车外噪音管控值》

（例）日本的车外噪音测量模式

(1)加速行驶噪音

(2)恒定行驶噪音

(3)靠近排气噪音第5回声音《车外噪音管控値》

(1)加速行驶噪音<ギヤ位置>･MT(4速以下)：2nd･MT(5速以上)：3rd･AT：Dレンジ<測定方法>

A-A‘～B-B’間の最大噪音を測定。

<結果処理>連続した2回計測の最大値。測定値が

2dB以内で有効。小数第一位を切り上げ。第5回声音《车外噪音管控値》

(2)定常行驶噪音

<ギヤ位置>試験速度で走行する際に、通常使用される変速段、またはレンジ。<測定方法>

A-A‘～B-B’間の最大噪音を測定。

<結果処理>連続した2回計測の最大値。測定値が

2dB以内で有効。小