汽车噪音分析与控制

黄东方　王变变　胡凯

摘 要：汽车噪音既是影响驾驶及乘坐舒适度的重要因素，也是汽车质量问题的一个切入点。当前汽车噪音主要包括发动机、传动系统、行驶过程与空气和路面接触、车身振动这四个方面，其产生来源主要与汽车设计、原材料选择以及装配工艺、驾驶习惯等相关。伴随着消费者需求的日渐严苛以及汽车竞争的日趋激烈，需要强化汽车噪音控制，通过优化设计、注重生产控制以及针对不同类别的噪音采取针对性管控等一系列措施的实施，以此实现汽车噪音的有效控制。

关键词：汽车 噪音

1 前言

汽车作为人类工业文明的集中代表，整部汽车由上万个零部件经装配而成，代表着人类制造业的领先水平。伴随着我国汽车工业的发展，汽车制造工艺得到显著提升，汽车的質量、安全水平等也得到显著提升，在此过程中消费者也更加关注行使过程品质。汽车在运转的过程中不可避免地会产生一些噪音，包括风噪、胎噪以及因为装配工艺不合格导致的各种异响等，将各类噪音控制在合理水平内，不仅有助于改善驾驶和乘坐体验，也能更好地提升我国汽车工业水平。对此本文着重对汽车噪音的来源、影响以及控制策略进行了集中探讨，以此提升对汽车噪音控制的重视力度，推动汽车噪音控制技术的研发，从而为消费者带来更为舒适的驾乘体验。

2 汽车噪音的主要类别及危害

2.1 汽车噪音的主要类别

汽车噪音主要是运转过程中机械运动以及与空气摩擦等造成的，大致包括以下几个类别。（1）发动机噪声，这部分的噪声既包括发动机内部活塞以及气缸运动所产生的噪音外，也包括进气系统、排气系统等，这些噪声一般由底板传入驾驶舱，是汽车噪音的主要来源。发动机噪音的大小与发动机构造以及装配工艺密切相关。一般而言，三缸发动机的噪音就比四缸发动机的噪音要大一些;（2）传统系统运转所带来的噪声，通常包括扭矩波动、传动轴不平衡、制动器与刹车盘摩擦所带来的噪声等;（3）车辆行驶时与空气、路面等带来的噪声，包括胎噪、减震器响声等，这方面的噪音同样是造成汽车噪音的主要类别，这方面的噪声主要与汽车整体的布局以及选用的轮胎材质等有着较为密切的关系，例如在众多轮胎品牌中，米其林、固特异的轮胎噪音相对较小，不过其一般用于中高端车型中;（4）车身层面的噪声，包括车辆行驶时发动机、底盘灯与路面产生的机械共振声以及空气经过车身或是车身外面突起物而产生的涡流噪声。例如车辆在行使过程中碰到石头或是其他障碍物刮擦油箱底或是底盘等的声音，对于驾驶者而言也是一种噪音。

2.2 汽车噪音的危害

汽车噪音的存在是不可避免地，但是过高的噪音则会带来一些危害，这也使得汽车工程师们在不断地探索汽车噪音的有效控制，力求达到静音的状态。具体而言，汽车噪音所带来的危害主要体现在以下几个方面：一是影响驾驶和乘坐体验，现代消费者对产品品质的要求越来越高，一台汽车在使用过程中如是噪音过大，会影响到消费者的休息、谈话等活动的开展，势必会造成驾驶以及乘坐体验的不佳。在众多有关汽车消费的调研中，很多消费者都表示他们对汽车行使过程中的噪音水平是比较关注的;二是影响汽车企业的竞争力;特别是当前国内汽车市场的竞争日常激烈众多消费者对车子的噪音控制水平是越来越看重的，这在B级车以上的市场中是较为明显的，因此一台车若是噪音控制水平不行，势必会影响到其竞争力;三是过高的汽车噪音可能在一定程度上反映着汽车本身是有问题的，例如各类超出正常范围的异响，可能就代表着汽车设计以及装配工艺、或是实际运行中所存在着一些问题。例如来自发动机舱的异响，若是带有比较刺耳皮带啸叫声，这一般是因为皮带打滑造成的，因此就需要对皮带进行整修。因此，对于汽车的噪音，我们必须要予以高度的重视，特别是对整个的汽车噪音的来源，要进行深入的分析，这样才能有针对性地提出有效的改进策略。

3 汽车噪音的产生原因

3.1 汽车前期设计

汽车设计是一门科学，既要注重美观性，也要注重汽车的燃油经济性等因素，因此现阶段的汽车设计已经成为汽车厂商非常注重的一个领域。在影响汽车噪音高低的原因层面，前期的设计是一个非常重要的方面。有关噪音控制的设计主要是NVH设计，将重心放在激励源、传播途径和发射器这三个方面。在NVH层面的设计一般要占到汽车整体研发费用的20%左右[1]。不过，在国内，由于汽车市场发展相对不成熟，汽车厂商的偷工减料现象较为严重，自然在NVH方面的投入力度也比较大，消费者对这方面也缺乏应用的重视，这也就使得众多汽车在噪音控制层面存在着较为明显的先天不足。

3.2 汽车原材料选材与制造工艺

基于NVH的设计理念，在进行整个的噪音控制层面，需要对发动机系统、传动系统、进气系统等进行有针对性的分析、控制和整合，注重对每一个零部件原材料、加工工艺以及装配工艺的选择。当前我国的汽车制造业在自动化水平上是与世界领先水平不相上下的，但是在汽车的选材、装配工艺层面还存在着很多不足之处。例如在装配过程中对某一个零部件上的螺丝到底应该拧紧到什么程度，在现有的汽车生产模式下并没有得到有效的关注。现阶段对汽车噪音的消除更多的是一种事后的弥补，即通过沥青、隔音棉等外在的隔音手段和材料来降低传入驾驶者及乘客耳中的噪音，却忽略了从源头层面依托有效的设计以及原材料的选择、装配工艺的革新等方面，这也使得国内的众多汽车在隔音层面是不太理想的。

3.3 驾驶人行驶习惯

司机的驾驶习惯在一定程度上也会影响着整个汽车噪音水平的高低。一些驾驶人员喜欢开车时开窗户并且整个的开车速度比较快，这样胎噪以及风噪就容易进入车内。与此同时，一些驾驶人在驾驶过程中疏于对前方的观察，导致底盘、发动机、油箱壳被石头或是其他障碍物刮擦。与从同时，很多驾驶人对车辆疏于保养，对平时出现的一些异响没有给与及时的关注，时间一长自然汽车的相关零部件长期处于不正常的磨损状态，由此使得其寿命周期大大缩短，由此也催生了各类异响，自然在噪音层面就比较大。

4 汽车噪音的有效控制

4.1 注重汽车的研发与设计

当前中国的新能源汽车市场蓬勃发展，相较于传统燃油车，新能源汽车由于设计层面的先天优势，在噪音控制层面显然更具优势，这无形中为我们进行汽车噪音的有效控制提供了一个很好的思路。一是要加强技术研发，德国、美国、日本三大世界汽车强国，其车企均有着强大的技术研发实力，它们拥有着众多的专利，这也构筑起了他们在整个行业竞争的优势。当前，噪音控制虽然不像各类高科技以及节能省油那样在车企中得到重视，但已经有部分车企在这方面加大了研发投入力度。因此国内的汽车企业也应当自觉加强这方面的技术研发，积极探索NVH在整个技术研发中的应用，提升这方面的研发投入力度;二是通过制造工艺的革新以及生产材料的改良来降低噪音。除了用沥青、隔音棉等传统隔音材料外，也可以广泛采用新型材料，如日产公司就研发出了一种叫做“声学元材料”的隔音新材料，这种材料可以控制空气振动，以限制能够通过它的宽频带噪音的数量，以此达到隔音的目标[2];三是在车身以及车内零部件的设计，除了满足耐用、经济、环保等众多因素外，还应当紧密结合空气动力学、材料学等相关领域知识，对相关的结构做进一步的优化设计。

4.2 注重汽车生产过程中的质量控制

为了最大限度地降低汽车噪音，汽车厂商在生产过程中也应当注重抓好整个的质量控制。一是要注重降噪测试，气动系统、传动系统、发动机系统等汽车子系统的降噪工作既要关注到所在部位的噪音控制，也应当从整个汽车系统的角度去思考。要注重实施一整套的测试活动，积累相应的数据，在此基础上进行不断的完善。要关注诸如螺丝拧紧数据这样的细节之处，以此从源头层面就做好噪音的有效控制;二是要注重整个的装配质量控制，除了对一线员工进行监督检查外，也应当强化对他们的培训，不断增强责任意识和质量意识，提升专业水平;三是在平衡好噪音、成本、舒适等多重因素后，对各个零部件的材料选择、生产制造工艺、形状设计等不断进行优化，以此实现整个噪音水平的有效控制。

4.3 针对不同类别的噪声采取针对性的降噪举措

当前造成汽车噪音的原因是多方面的，因此要实现有效降噪，自然就需要针对不同类型的噪声来源来采取针对性的降噪举措。对此，主要从以下几个方面来采取措施：一是针对最为常见的发动机噪声，主要从改造振源和声源上下功夫。提高机体的结构刚度，严密配合间隙，降低汽缸盖噪声。提高油底壳的刚度，减少振动噪声。与此同时通过采用隔热活塞来提升燃烧室温度，降低空间雾化燃烧系统的燃烧噪音，并积极采用增压技术或是其他技术，都可以在一定程度上减少发动机噪音;二是针对胎噪，主要从轮胎的花纹以及整个的材质选择上下功夫，通过调整好轮整好轮胎的负载平衡， 选用有合理的钢丝帘布子午线轮胎是降低轮胎噪声的有效方法胎的负载平衡[3]，与此同时在整个轮胎的材质上，可以在保证足够硬度的同时添加一些软性物质，这样同样可以带来胎噪的降低。此外，在传动系统、车身等方面同样需要采取针对性的举措;三是要引导驾驶人员养成良好的驾驶习惯，注重对各种异响问题的关注和分析，这同样有助于整个汽车噪音的有效控制。

参考文献：

[1]缑庆伟，关云霞.汽车车内噪音的分析与控制研究[J].中国新技术新产品，2016（21）：98-99.

[2]施博文.汽车噪声的原因及控制方法[J].科技展望，2016，26（03）：144.

[3]楊俊清.汽车噪音控制技术及改进措施[J].电子制作，2014（05）：43.