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汽车 隔音材料 详细资料
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本文资料由中国 NVH技术论坛采集于网络,服务大家 更多精彩资料尽在中国 NVH 技术论坛:http://www.nvhtech.cn/bbs 隔音材料对比标准 理论上说来,任何一种材料(物质)都不同程度的具有减震、隔音、吸音的能力,哪怕是一张纸、一 块布。汽车隔音降噪网所要做的就是把这些常见隔音材料给大家做分析和对比,从而帮助汽车隔音爱 好者正确选择合适的材料来进行隔音施工。从前面的论述我们可以清楚,阻隔噪音传播的有效途径主 要是:密封、止震、隔音、吸音。在减震基础上再进行隔音、吸音以及密封处理,就可以达到安静舒 适的效果。在全车进行隔音降噪的过程中,使用的隔音产品本身具有的吸音性能好坏也会直接影响到 降噪的效果。 车用降噪产品分成四类:A、减震材料 B、吸音材料 C、隔音材料 D 、密封材料,目前市面上 有很多隔音品牌,但多数品牌并没有生产和研发能力,只是将不同工业用料拿来变相使用,甚至冒充 国外品牌牟取暴利。从轻量化的发展趋势来讲,理想的汽车隔音材料绝对不是减震、隔音、吸音产品 的分别粘贴,而应该是一种产品对这几种隔音原理的综合运用。汽车隔音降噪网探寻的是在这多个方 面综合性能最佳的材料,而不是多种材料。 汽车隔音降噪网认为,在汽车上使用的隔音降噪材料应该尽可能满足以下标准: ? 材料要轻, 轻量化是整个汽车制造领域发展的大趋势, 轻量化材料施工后不会使车身自重增加太多, 增加油耗。 ? 在宽频带范围内隔音性能和吸音性能好,隔音吸音性能长期稳定可靠。 ? 有一定强度,安装和使用过程中不易破损,不易老化, 耐候性能好,使用寿命长。 ? 外观整洁,没有污染。 ? 防潮防水,耐腐防蛀,不易发霉。 ? 不易燃烧,最好能防火阻燃。 ? 环保材料,不含石棉、玻璃纤维、重金属铅等有害物质。 ? 材料本身便于施工,如:便于裁剪,粘贴牢固等。 本文资料由中国 NVH技术论坛采集于网络,服务大家 更多精彩资料尽在中国 NVH 技术论坛:http://www.nvhtech.cn/bbs 常见隔音吸音材料对比分析 材料名称 性能和使用分析 参考 价格 施工建 议 参考图片 海绵 优点:海绵是一种性能非常好的吸音材料,不然也就不会在录音 棚内被大量使用了。表面做了吸音槽处理的海绵吸音效果更佳!这种 海棉俗称波浪棉。不足:海绵的减震和隔音性能较差。 吸水能力强、容易吸附灰尘,阴雨天或洗车后车重大大增加,容易 引起对车身的锈腐!此外,未经过特别处理的海绵防火性差,一般不 阻燃。 10 元 / 平 米 不用或 少用 改性海绵 其实就是海绵,汽车隔音降噪网两年前为解决海绵的吸水问题, 特意对海绵进行处理,在海绵一面热附着一层黑色塑膜,吸水问题得 到解决,但是吸音能力就差多了,此外海绵本身减震能力也弱,所以 弃用。目前市面上仍有人在刷上不干胶后,挂以国外品牌,竟卖到每 平米近百元的价格,隔音材料用不干胶的做法并不科学,具体请参阅 汽车隔音常见误区。 15 元 / 平 米 可以使 用 暂无图片 沥青板 建筑上原先使用的沥青板具有较好的防水、减震、隔音效果。只 是不能阻燃,自重较大且有污染。两年前天堂鸟先生推荐不少车友使 用。后来发现山东生产一种改性沥青板,阻燃且环保,出厂时一面还 可以附着一层铝箔,较美观。尽管施工时需要对材料加热处理,效果 还是不错。优点:便宜。不足:自重大,吸音效果差。欧蓝德的地板 下加的就是沥青板,车身的 A 、 B 、 C 柱填充了乙烯泡沫材料用 于吸音降噪。 8~15 元/ 平米 不建议 使用 橡胶板 橡胶板因原材料组成成分不同,所表现出的物理性质也相差较 大。比如表面光洁度、硬度、耐火性能、可塑性均有极大的差异。但 总的来说普通橡胶减震能力弱于沥青板,隔音能力较强。 缺点就是自重大,吸音效果差,施工难度大。 8 元 / 平 米 不建议 使用 本文资料由中国 NVH技术论坛采集于网络,服务大家 更多精彩资料尽在中国 NVH 技术论坛:http://www.nvhtech.cn/bbs 材料名 称 性能和使用分析 参考 价格 施工建 议 参考图片 纤维毯 工业毛 毡 现在很多汽车生产厂家在生产线上使用的就是这种材料,你的爱车 里多半也可以见到它的身影。只不过这种材料用在车底板和顶棚还 可以,不适合其他部位使用。优点:成本低廉。缺点:减震效果一 般,虽有一定吸音、隔音能力,但是不防水、不防火也不防腐。华 普、夏利等车的前底板和顶棚等处可以见到,广本3.0 的后备厢内 饰板及前车底板部位也有使用。 10元 / 平米 可部分 使用 麻绒 价格便宜,原料来源丰富。防火、防潮性能差。在中华车的部分部 位有使用。 10 元 / 平米 可局部 使用 暂无图片 硅酸铝 棉 白色或淡黄色,柔软似棉花,耐火、吸水能力较差,不耐脏。 对高频噪音吸收能力较强,隔音效果较差。对人体有危害,不环保。20 元 / 平米不能 使用 石油纤 维棉 白色,柔软似棉花,遇火既融,吸水能力较差,不耐脏。对高 频噪音吸收能力较强,隔音效果较差。 25 元 / 平米 可局部 使用 玻璃纤 维棉 吸声性能好,吸水,保温隔热,不自燃,防腐防潮。外观类似 硅酸铝棉,但是很不环保,工业领域也已经逐步淘汰,但个别施工 店面却依然在使用,有些引擎盖防护垫是用它做的。松散纤维易污 染环境;内有气孔,相互连接,水汽能够非常容易的浸入,个别产 品外加防护层,如有破损,即可导致污染,对健康造成威胁。老款 切诺基副驾驶地垫下有少量使用。 20 元 / 平米 不能使 用 工业橡 塑板 黑色、柔软、防水、有一定耐火性。多用于建筑行业的保温设备或 空调行业。 优点:隔音、减震能力较强,价格便宜。不足:无吸音 能力。有异味。目前被少数车友和部分汽车隔音店面使用,也有带 自粘胶(背胶)的产品,价格稍高,可少量适用于底板部位,其余 部位容易发粘或脱落,要慎用。 20 ~ 30 元 / 平米 可以使 用 本文资料由中国 NVH技术论坛采集于网络,服务大家 更多精彩资料尽在中国 NVH 技术论坛:http://www.nvhtech.cn/bbs 材料名 称 性能和使用分析 参考 价格 施工建 议 参考图片 发泡硅 胶板 优点:柔软、不易燃烧、防水、自重适中,环保。隔音效果和减震 效果佳,使用寿命长。不足:吸音性能一般。成本太高:仅原材料 就已经 90 多元每公斤 ,因此性价比不高。 240 元 / 平米 可以使 用 吸音涂 料 灰黑色液体,喷涂使用。吸音、隔音效果一般,倒是多层涂刷 后减震能力还可以。 35 元 /500ml 可部分 使用 发泡胶 学名聚氨酯,白色偏黄、有些具有防火能力,不吸水,具有防 火能力的价格较高。常用于建筑和保温行业。减震、隔音能力还可 以,吸音效果一般。在车辆上使用后会给日后维修带来不便,不少 隔音降噪网的网友在处理 A 、 B 、 C 柱时使用。 18 元 /500ml 不推荐 使用 铝箔复 合材料 市面常见,无品牌居多。以铝箔与海绵或多纤维材料复合而成,另 一侧粘有不干胶。多用于引擎盖的隔音和防护。优点:质量轻、对 声波的反射性能好。不足:复合层一般吸水;防火性能差;铝箔层 向发动机和相邻线路反射大量热能,不利于发动机散热,易加速线 路老化;不干胶在高温下容易发黏并脱落。 120 元 / 平米 不建议 使用 铅板复 合材料 一般黑色外观,由两种泡沫材料与一层铅板复合而成,铅板居中, 一般不引起注意,常用于对车辆底板部位的施工。优点:对中低频 的噪音抑制较明显,施工便利。不足:不环保。长期与重金属铅相 伴,易引发慢性铅中毒,对孕妇和幼儿的危害尤甚。材料较重,影 响加速性能和增加油耗。 价格不 详 不能使 用 隔声毡 主要由铁粉、聚氯乙稀或沥青等材料制成,防潮、防蛀设计,有阻 燃产品,常用于自来水管道包裹,墙体粘贴等建筑领域。隔音性能 较好,无吸音能力。 50 - 70 元 / 平米 不推荐 使用 本文资料由中国 NVH技术论坛采集于网络,服务大家 更多精彩资料尽在中国 NVH 技术论坛:http://www.nvhtech.cn/bbs 材料名 称 性能和使用分析 参考 价格 施工建 议 参考图片 聚氨脂 泡沫塑 料 是构成发泡胶的主要成分。固化的聚氨脂泡沫材料能起到较好的隔 音、吸音性能,防腐、防水,较好的聚氨脂材料有阻燃设计。但是 吸声性能不稳定。车辆的座椅多用该材料制成。中华车后排座位下 有大量聚氨脂隔音吸音材料,广本3.0的车门内饰板也有少许采用。 价格不 详 推荐部 分使用 波峰海 绵 海绵或橡塑制品,多数在高温下释放有毒物质,做过改性后的产品 有一定阻燃性。不防水且容易吸尘,水浸或受潮后更易藏污纳垢。 有较好的吸音性能,海绵材质几乎无任何隔音性能,厚度一般在3CM 甚至更厚,不适于对汽车噪音的抑制,常与隔声毡等材料搭配形成 特殊声结构在影院、录音棚和KTV等场所做墙面吸音材料使用。 30~40 元/平 米 不推荐 使用 平静隔 音吸音 棉 以工业橡塑为主要载体,添加多种规格的隔音颗粒,氮气发泡成型, 灰黑色外观。最具特色的是针对汽车噪音的异型吸音槽设计。防火、 防水、柔软、恢复性强,底面刷胶粘贴起到止震作用;正面被微型 吸音孔和异型吸音槽覆盖,对不同频率及波长的噪音高效过滤。集 成了止震、隔音、吸音功能,满足车用降噪材料轻量化、环保等所 有要求,性价比高。 90 - 110 元 / 平米 推荐使 用 本文资料由中国 NVH技术论坛采集于网络,服务大家 更多精彩资料尽在中国 NVH 技术论坛:http://www.nvhtech.cn/bbs 噪音的声学常识 声音的产生 噪音及其类型 噪音的物理量度 噪音的传播特性 汽车噪音的来源 汽车噪音的危害 噪音控制的途径 噪音的声学常识 声音的产生 空气中的各种声音,不管它们具有何种形式,都是由于物体的振动所引起的:敲鼓时听到了鼓声,同时 能摸到鼓面的振动;人能讲话是由于喉咙声带的振动;汽笛声、喷气飞机的轰鸣声,是因为排气时气体振 动而产生的。总之,物体的振动是产生声音的根源,发出声音的物体称为声源。声源发出的声音必须通过 中间媒质才能传播出去,人们最熟悉的传声媒质就是空气,除了气体外,液体和固体也都能传播声音。振 动在媒质中传播的速度叫声速,在任一种媒质中的声速取决于该媒质的弹性和密度,因此,声音在不同媒 质中传播的速度是不同的:在液体和固体中的传播速度一般要比在空气中快得多,例如在水中声速为 1450m/s ,而在铜中则为 5000m/s 。声音在空气中的传播速度还随空气温度的升高而增加。 向前推进着的空气振动称为声波,有声波传播的空间叫声场。当声振动在空气中传播时空气质点并不被 带走,它只是在原来位置附近来回振动,所以声音的传播是指振动的传递。如果物体振动的幅度随时间的 变化如正弦曲线那样,那么这种振动称为简谐振动,物体作简谐振动时周围的空气质点也作简揩振动。物 体离开静止位置的距离称位移χ,最大的位移叫振幅α,简谐振动位移与时间的关系表示为 χ=αsin(2πft+φ),其中f 为频率,(2πft+φ ) 叫简谐振动的位相角,它是决定物体运动状态的重要 物理量,振幅α的大小决定了声音的强弱。 物体在每秒内振动的次数称为频率,单位为赫兹 (Hz)。每秒钟振动的次数愈多,其频率愈高,人耳听 到的声音就愈尖或者说音调愈高。人耳并不是对所有频率的振动都能感受到的。一般说来,人耳只能听到 频率为20~20000Hz 的声音,通常把这一频率范围的声音叫音频声。低于 20Hz 的声音叫次声,高于 20000Hz 的声音叫超声。次声和超声人耳都不能听到,但有一些动物却能听到,例如老鼠能听到次声,蝙 蝠能感受到超声。 声波中两个相邻的压缩区或膨胀区之间的距离称为波长λ,单位为米(m) 。波长是声音在一个周期的时 间中所行进的距离。波长和频率成反比,频率愈高、波长愈短;频率愈低,波长愈长。 噪音及其类型 随着现代工业、建筑业和交通运输业的迅速发展,各种机械设备、交通工具在急剧增加,噪音污染日益 严重,它影响和破坏人们的正常工作和生活,危害人体健康,在《中华人民共和国环境噪音污染防治法》 中,环境噪音是指在工业生产、建筑施工、交通运输和社会生活中所产生的影响周围生活环境的声音。 从物理学角度讲,声音可分为乐音和噪音两种。表现在听觉上,有的声音很悦耳,有的却很难听甚至使 人烦躁。当物体以某一固定频率振动时,耳朵听到的是具有单一音调的声音,这种以单一频率振动的声音 称为纯音。但是,实际物体产生的振动是很复杂的,它是由各种不同频率的许多简谐振动所组成的,把其 中最低的频率称为基音,比基音高的各频率称为泛音。如果各次泛音的频率是基音频率的整数倍,那么这本文资料由中国 NVH技术论坛采集于网络,服务大家 更多精彩资料尽在中国 NVH 技术论坛:http://www.nvhtech.cn/bbs 种泛音称为谐音。基音和各次谐音组成的复合声音听起来很和谐悦耳,这种声音称为乐音。这些声音随时 间变化的波形是有规律的,凡是有规律振动产生的声音就叫乐音。 如果物体的复杂振动由许许多多频率组成,而各频率之间彼此不成简单的整数比,这样的声音听起来就 不悦耳也不和谐,还会使人产生烦躁。这种频率和强度都不同的各种声音杂乱地组合而产生的声音就称为 噪音。各种机器噪音之间的差异就在于它所包含的频率成分和其相应的强度分布都不相同,因而使噪音具 有各种不同的种类和性质。从环境和生理学的观点分析,凡使人厌烦的、不愉快的和不需要的声音都统称 为噪音,它包括危害人们身体健康的声音,干扰人们学习、工作和休息的声音及其它不需要的声音。 根据噪声源的不同,噪音可分为工业噪音、交通噪音和生活噪音三种,是构成环境噪音的三个主要来源。 交通噪音是指飞机、火车、汽车等交通运输工具在飞行和行驶中所产生的噪音,汽车隔音降噪网重点探讨 的是汽车在运转或行驶中产生的交通噪音。噪音使人感到烦恼,强的噪音还会给人体健康带来危害。 噪音的常见物理量度 当没有声波存在、大气处于静止状态时,其压强为大气压强 P0 ;当有声波存在时,局部空气产生压缩 或膨胀,在压缩的地方压强增加,在膨胀的地方压强减少,这样就在原来大气压上又增加了一个压强的变 化。一般情况下,声压与大气压相比是很弱的。声压的大小与物体的振动有关,物体振动的振幅愈大,则 压强的变化也愈大,因而声压也愈大,我们听起来就愈响,因此声压的大小表示了声波的强弱。 由于正常人耳能听到的最弱声音的声压和能使人耳感到疼痛的声音的声压大小之间相差一百万倍, 表达 和应用起来很不便。同时,人耳对声音大小的感受也不是线性的,它不是正比于声压绝对值的大小,而是 同它的对数近似成正比。这种用对数标度来表示的声压称为声压级,它用分贝 dB 来表示。 正常人的听觉所能感到的最小声音 即听域的声压级约为 0 分贝 ; 轻声耳语约为 30 分贝 ; 相距 1 米左右的会话语言约为 60 分贝 ; 公共汽车中约为 80 分贝 ; 重型载重车、织布车间、地铁内噪声约 为 100 分贝 ; 使人耳痛的声压级界限叫人耳阀, 数值为 120 分贝 ; 大炮轰鸣、 喷气机起飞约为 130 分 贝。 由此可见,当采用声压级的概念后,听域与痛域的声压之比从 100 万倍的变化范围变成 0~120 分 贝的变化。所以对行驶中的汽车来说,在一定声压级范围内,只要降低几个分贝,人耳就会有明显感受。 许多手持声级计的实际测量误差在 2 分贝,也就是说,噪音源不变的情况下,两次测量结果理论上可以相 差 4 个分贝,换句话说,事实上声噪降低 4 个分贝的时候,普通声级计可能显示没有什么变化,但是人 耳的感觉却是噪音有明显下降。用仪器对汽车噪音进行测量并进行评测和研究时,应当遵循严格的测试要 求和科学的测试方法。 本文资料由中国 NVH技术论坛采集于网络,服务大家 更多精彩资料尽在中国 NVH 技术论坛:http://www.nvhtech.cn/bbs 考虑到人们主观上的响度感觉,人们设计一种仪器,经频率计权后测量得到的dB数称为计权声级。因 为要使仪器能适应所有不同强度的响度修正值是困难的。常用的有A 、B 、C 三种计权网络,经过A计权 曲线测量出的dB读数称 A计权声级,简称 A声级或LA ,表示为分贝(A)或dB(A)。A声级与人们的主观反 映有良好的相关性,即测得的A声级大,人们听起来也觉得响。当用A声级大小对噪音排次序时,与人们 主观上的感觉是一致的。 A 声级是目前广泛应用的一个噪音评价量,已成为国际标准化组织和绝大多数国 家用作评价噪音的主要指标,许多环境噪音的允许标准和机器噪音的评价标准都采用A声级或以 A声级为 基础。 本文资料由中国 NVH技术论坛采集于网络,服务大家 更多精彩资料尽在中国 NVH 技术论坛:http://www.nvhtech.cn/bbs 但是,A 声级并不反映频率信息,即同一 A 声级值的噪音,其频谱差别可能非常大。若要比较车辆引发 的频谱很不相同的噪音,就要注意到A声级的局限性。C 计权与A计权在某些频段测量结果的差别相当大, 所以对于一些追求车辆降噪数据的消费者,个别经销商会利用消费者对声音测量标准缺乏认知,或者不熟 悉测量仪器的操作,用不同的计权读数来蒙骗消费者。这个时候,正是数字欺骗了大家。 噪音的传播特性 噪声源总是体现在一定的空间中, 因此必须研究声音在空间中传播的特性, 包括声波传播过程中的衰弱、 反射、折射、绕射和干涉等现象。传播声波的空间称为声场,声场分自由声场、扩散声场和半自由声场。 自由声场是一种理想化的声场,严格地说在自然界中不存在这种声场,但是我们可以近似地将空旷的野外 看成是自由声场。在声学研究中为了克服反射声和防止外来环境噪音的干扰,专门创造一种自由声场的环 境,它可以用做听力实验,检验各种机器产品的噪音,测量声源的声功率,校准一些电声设备等。扩散声 场与自由声场完全相反。在扩散声场中,声波接近全反射的状态。例如,在室内,人听到的声音除来自声 源的直达声外,还有来自室内各表面的反射声。如果室内各表面非常光滑,声波传到壁面上会完全反射回 来。 如果室内各处的声压几乎相等, 声能密度也处处均匀相等, 那么这样的声场就叫做扩散声场(混响声场)。 在声学研究中,可以专门创建具有扩散声场特性的房间,即混响室。它可用来测试声源的声功率和做不同 混响时间下语言清晰度试验等。在实际生活中,遇到最多的情况,既不是完全的自由声场,也不是完全的 混响声场,而是介于二者之间的半自由声场。根据环境吸声能力的不同,有些半自由声场接近自由声场一 些,有的更接近扩散声场。粘贴了平静隔音吸音棉的车体,由于异型吸音槽对车辆噪音的高效抑制,可以 有效改善驾驶室的声场。 声源发出的噪音在媒介中传播时,其声压或声强将随着传播距离的增加而逐渐衰减。高频声波比低频声 波衰减得快,当传播距离较大时其衰减值是很大的,因此高频声波是传不远的。从远距离传来的强噪音如 飞机声、炮声等都是比较低沉的,这就是在长距离的传播过程中高频成份衰减得较快的缘故。除了空气能 吸收声波外,一些材料例如玻璃、毛毯、泡沫塑料等也会吸收声音,称为吸声材料。当声波通过这些多孔 性吸声材料时,由于材料本身的内摩擦和材料小孔中的空气与孔壁间的摩擦,使声波能量受到很大的吸收 并衰减,这种吸声材料能有效地吸收入射到它上面的声能。 噪音声波在传播过程中经常会遇到障碍物,这时声波将从一个媒质(空气)入射到另一媒质中去。由于这 两种媒质的声学性质不同,一部份声波从障碍物表面上反射回去,而另一部份声波则透射到障碍物里面去。 利用介质不同的特性阻抗,可以达到减噪目的。例如,在室外测量噪音时,坚硬的地面、公路和建筑物表 面都是反射面,如果在反射面上铺以吸声材料,那么反射的声能将减少。由于声波的反射特性,在室内产本文资料由中国 NVH技术论坛采集于网络,服务大家 更多精彩资料尽在中国 NVH 技术论坛:http://www.nvhtech.cn/bbs 生的某一噪音会从墙面、地面、天花板上及室内各种不同物体上多次反射,这种反射声的存在使得噪声在 室内的声压级比在露天中相同距离上的声压级要提高 10~15dB 。为了降低室内反射声的影响,在房间的 内表面覆盖一层吸声性能良好的材料,就可以大大降低反射声,从而使整体噪音得到减弱, 类似的情况体 现在车辆上,驾驶室是一个缩小的房间,车辆复杂的噪音作用体现在驾驶室就可以看作是一个噪音源,平 静隔音吸音棉在粘贴过程中总是把带有异型吸音槽的一面朝向车内,正是最大限度的降低车身双层隔板之 间以及驾驶室内部噪音的反射,同时对噪音起到高效的过滤吸收作用。 声波在传播途中遇到不同介质的分界面时,除了发生反射外,还会发生折射,声波折射时传播方向将改 变。此外,声波还会产生绕射现象。绕射现象与声波的频率、波长及障碍物的大小都有关系。如果声波的 频率比较低、波长较长,而障碍物的大小比波长小得多,这时声波能绕过障碍物,并在障碍物的后面继续 传播,如果声波的频率比较高,波长较短,而障碍物又比波长大得多,这时绕射现象不明显。在障碍物的 后面声波到达得就较少,形成一个明显的影区。绕射现象在噪音控制中得到了应用。隔声屏障常被用来减 弱高频噪音的影响,在幅射噪音的机器和工作人员之间,放置一道声屏障,就可减弱高频噪音,屏障的高 度愈高、面积愈大,降噪效果就愈好,如果在屏障上再覆盖一层吸音材料则效果更好。平静引擎盖防护垫 正是利用这种原理起到降噪作用,发动机在引擎盖下方,因此无需增加声屏障的高度,只要在引擎盖上粘 贴防护垫,其两倍于隔音面积的吸音层就会有效降低发动机传向引擎盖方向的噪音,使站在引擎舱一侧的 人有明显感觉。 汽车噪音的来源 汽车是一个高速运动的复杂组合式噪声源。汽车发动机和传动系工作时产生的震动、高速行驶中汽车轮 胎在地面上的滚动、车身与空气的作用,是产生汽车噪音的根本原因。 根据汽车噪音对环境的影响,可将汽车噪音分为车外噪音和车内噪音,车外噪音是指汽车各部分噪音辐 射到车外空间的那部分噪音。主要包括发动机噪音、排气噪音、轮胎噪音、制动噪音和传动系噪音等。车 内噪音是指车厢外的汽车各部分噪音通过各种途径传入车内的那部分噪音以及汽车各部分震动传递路径激本文资料由中国 NVH技术论坛采集于网络,服务大家 更多精彩资料尽在中国 NVH 技术论坛:http://www.nvhtech.cn/bbs 发车身各部件的结构震动向车厢内辐射的噪音,这些噪音声波在车内空间声学特性的制约下,生成较为复 杂的混响声场,从而形成车内噪音。平静汽车隔音的研发人员通过实验发现抑制车辆内部噪音,改善混响 声场最有效的方式就是选择性能优异的隔音材料并利用异型吸音槽来缓冲并吸收汽车噪音,从而在止震和 隔音的基础上达到最佳的吸音降噪效果。 平静隔音把汽车噪音来源简要分为以下几种:发动机噪音、排气系统噪音、风扇噪音、传动系统噪音、 轮胎噪音、制动噪音、气动噪音、车身结构噪音等等,由于车辆噪音的复杂性,以上噪音源并非仅是并列 关系,而从平静隔音实际研发的角度看,汽车噪音源还可以在目前的基础上做更进一步的分析。 汽车噪音来源的深入剖析 发动机噪音 发动机噪音中,除了发动机机体发出的机械声外,还包括进气系统噪音,改装族更换“冬菇头”以后动 力增大的同时发动机噪音也增加不少,就是因为对原车进气系统做了改动的原因:高速气体经空气虑清器、 进气管、气门进入气缸,在流动过程中,会产生一种很强的气动噪音。降低发动机本身产生的噪音及由发 动机震动引起的其它噪音有若干办法: 1 、改造发动机燃烧过程以降低燃烧爆发的冲击; 2 、降低由此冲击产生的激后力引起的发动机各部件震动; 3 、降低由活塞上下运动、曲轴转动引起的不平衡力以及降低发动机机械震动。 本文资料由中国 NVH技术论坛采集于网络,服务大家 更多精彩资料尽在中国 NVH 技术论坛:http://www.nvhtech.cn/bbs 发动机运转的噪音主要由挡火墙和驾驶室的前底板部位传入驾驶舱,因此,平静汽车隔音通过在 U 槽、 挡火墙及底板部位粘贴带异型吸音槽的吸音棉来抑制噪音。 排气系统噪音 是发动机噪音的一部分,主要包括消声器支撑架及排气管道震动辐射出的噪音,发动机震动及排气动作 引起的辐射噪音,还包括由排气口出来的排气噪音。主要降噪方法: 1 、利用消声器降低排气出口噪音,在生产消声器的环节,通过提高仿真计算方法的精度,实现在不增 加排气阻力的条件下改善消声效果。 2 、在排气口对排气噪音施加与其幅值大小相等,相位相反的二次声源或震动源,可自动地消除存在的 震动噪声问题 ,实现主动降低噪音。目前平静隔音已组织专业人员涉足于这一领域的研究。 本文资料由中国 NVH技术论坛采集于网络,服务大家 更多精彩资料尽在中国 NVH 技术论坛:http://www.nvhtech.cn/bbs 为降低发动机、传动系统、排气系统表面产生的辐射噪音,不仅要降低激励力,而且要改善结构的震动 特性,达到即使有激励力,也不易产生噪音的效果。如:可以通过仿真计算推测发动机缸体等部位产生的 辐射噪音,用震动特性优化方法,采取在轻量化基础上达到最佳效果的措施。因此,好的隔音材料和降噪 效果不应该以增加车辆自重,牺牲加速性能,增加油耗为代价。 风扇噪音 散热风扇通常也称为电子扇,是引擎舱内较大的噪音源。风扇噪音属于空气动力噪音,严格的说,也是 构成发动机噪音的一部分。风扇运转过程中,由散热器隔栅吸入的冷却气流,经散热器风扇叶片吸入,从 发动机间隙排出,气流运动的这一过程产生了旋转噪音和涡流噪音。夏季在怠速状态下开空调,风扇的运 转会明显引起较大噪音。平静隔音研究人员认为风扇的噪音与以下因素密切相关: 1、风扇的外形。风扇外形决定风扇本体的阻力系数。包括叶片数量、叶片间断间隙、叶片角度及弯曲 度等。 2、散热器吸入气流的紊流度。 3、风扇叶尖处及缝隙处产生的噪音。 本文资料由中国 NVH技术论坛采集于网络,服务大家 更多精彩资料尽在中国 NVH 技术论坛:http://www.nvhtech.cn/bbs 因此,对风扇噪音的抑制也主要是从以上几个方面入手。 传动系统噪音 在传动系中,噪音源主要包括变速器、分动器、传动轴、差速器和减速器等,传动系统噪音是由发动机 传来的震动引起离合器盖、变速器盖等辐射出的噪音以及齿轮啮合激震引起壳体辐射发出的噪音。这些噪 音既有内部齿轮和轴承运转引起的,也有其它机构传递来的。传动系统的噪音是在一辆车出厂前就决定了 的,很难通过后期的降噪措施得到根本性的改善。有些发烧友通过更换变速器等改装措施来提高操控性和 舒适性,由于改装会影响到车辆的性能,不在平静隔音的研发范畴,在此不予论述。 本文资料由中国 NVH技术论坛采集于网络,服务大家 更多精彩资料尽在中国 NVH 技术论坛:http://www.nvhtech.cn/bbs 轮胎噪音 轮胎噪音是由轮胎与路面摩擦所引起的,是构成底盘噪音的主要因素。一般的胎噪主要由三部分组成: 一是轮胎花纹间隙的空气流动和轮胎四周空气扰动构成的空气噪音;二是胎体和花纹部分震动引起的轮胎 震动噪音;三是路面不平造成的路面噪音。特殊行驶环境下,轮胎还会发出震鸣声和溅水声。轮罩下部的 凹凸导致气流分离,也会产生较强的噪音,轮罩内车轮回转的诱起风以及引擎室排出的风噪是轮罩下部噪 音的主要来源。 不同类型路面对胎噪的影响是不同的,平静隔音的技术人员通过对不同路面与胎噪的关系进行对比测 试,发现路面状况对某一车况的轮胎噪声影响如下图: 路面类型 噪声级 dB ( A ) 光滑混凝土路面 70 光滑柏油路面 72 磨损混凝土路面 72 粗糙混凝土路面 78 主动降低胎噪的办法主要是: 1 、改善胎面形状 2 、改善橡胶材质 3 、改善路面状况 4 、阻隔胎噪 向驾驶舱的传播。 制动噪音 本文资料由中国 NVH技术论坛采集于网络,服务大家 更多精彩资料尽在中国 NVH 技术论坛:http://www.nvhtech.cn/bbs 汽车制动而产生的噪音主要有制动器的尖叫声、轮胎与地面的摩擦声以及车身板件的震颤声等,制动噪 音一般是指制动器工作时产生的鸣叫。一个设计合理,装配精准,保养良好的制动器是没有或只有很小噪 音的。车辆下坡时长时间踩踏刹车会因高温造成刹车盘损坏,日后再工作的时候就会发生尖锐的鸣叫。平 静隔音对制动噪音处理的重点是通过粘贴吸音棉或隔音垫来减缓车辆紧急制动时引起的车身板件震颤。而 对制动系统的改进,超出了平静隔音研究的范畴,不在我们探讨之列。 气动噪音 行驶中的汽车由于其周围的风而产生的噪音称为气动噪音,为寻求有效的隔音降噪方法,平静隔音的技 术人员又把这种噪音进一步分为三种类型:一是风噪,就是由车身周围气流分离导致压力变化而产生的噪 音;二是风漏,或叫吸出音,是由驾驶室及车身缝隙吸气而与车身周围气流相互作用而产生的噪音;三是 其它噪音,包括空腔共鸣、风扇噪音、导管管道噪音以及天线、雨刮器、后视镜及扰流器等附件震动引起 的噪音。 本文资料由中国 NVH技术论坛采集于网络,服务大家 更多精彩资料尽在中国 NVH 技术论坛:http://www.nvhtech.cn/bbs 克制风漏及空腔共鸣的有效办法是在车门以及引擎盖周围设计密封条,通过对不同车型的不同部位粘贴 密封条,达到使开放气流的背后不产生涡流,由流动再附着来达到有效抑止气动噪音的目的,此外,不同 规格的密封条也可以有效隔绝来自车身以外的噪音。车辆在高速行驶过程中,由于引擎盖的侧面和上部出 现气流分离,会产生数百赫兹以下震动频率的气动噪音,如果引擎盖下沿有间隙,通过间隙还会发出很大 噪音,平静隔音对该处噪音的抑制主要从两方面着手:一是在引擎盖的边沿部位粘贴专用密封条,二是在 引擎盖内沿雨刮器下部的 U 槽部位粘贴带有异型吸音槽的吸音棉。 车身结构噪音 车身结构噪音主要包括两个部分,一是车身震动噪音,二是空气与车身之间的冲击和摩擦声,即气动噪 音。前者受车身结构形式、发动机安装方式、各种激励源特性等多种因素影响,后者受车身外形结构和行 驶速度的影响。由于两者都与车身结构密切相关,所以对其进行控制主要是改进车身的设计。包括改进车 身结构;减少震动传递;改进车身外形等措施,车身上的板件由于在外力作用下极易产生震动而辐射噪音, 而且辐射效率较高,因此成为主要控制对象,平静隔音一般采取以下措施控制其震动和噪音:一是通过粘 贴平静隔音垫适当增加板件的刚度,减弱板件震动;二是通过粘贴隔音吸音棉,减少震动传递同时提高板 件对震动的衰减;三是平静专用胶粘剂固化后自然形成胶粘阻尼层,有效降低了震动引起的辐射噪音。 此外,因组装工艺问题或设计不良也会引起各种杂音,比如常见的螺丝松动、装配精度不够引起的部件 之间空隙过大以及发动机支架设计不合理、减震橡胶垫老化等等。除了更换减震橡胶垫和紧固螺丝之外, 粘贴平静多功能密封条或专业密封条也可以改善因装配不良引起的噪音。 噪音控制的基本途径 本文资料由中国 NVH技术论坛采集于网络,服务大家 更多精彩资料尽在中国 NVH 技术论坛:http://www.nvhtech.cn/bbs 随着经济水平及城市化的快速发展,轿车迅速普及,为了达到人类与汽车共存,降低噪音污染和危害, 必须保护好环境,合理实施降低噪音的应对措施。从未来的发展趋势看,今后为确保汽车噪音对环境的影 响,行驶噪音的限制措施会得到强制执行;也会通过改变交通流量以改变区域交通形态来降低噪音;此外, 研究开发电动汽车、混合动力汽车也是降低噪音的有效措施;道路修建方面,公路的形状、结构铺装面材 料等方面的改善也会起到积极作用。 噪音的控制具体到技术层面,又分为机械原理噪音控制和声学原理噪音控制两种类型: 从机械原理出发的噪音控制措施: 改进机械设备结构、应用新材料来降噪。随着材料科技的发展,各种新型材料应运而生,用一些内摩擦 较大、高阻尼合金、高强度塑料生产机器零部件已变成现实。例如,在汽车生产中就经常采用高强度塑料 机件。对于风扇,不同形式的叶片,产生的噪音也不一样,选择最佳叶片形状,可降低噪音。例如,把风 扇叶片由直片式改成后弯形,或者将叶片的长度减小,都可以降低噪音。一般齿轮传动装置产生的噪音较 大,达 90dB ,如果改用斜齿轮或螺旋齿轮,啮合时重合系数大,可降低噪音 3~16dB 。若改用皮带传动 代替一般齿轮转动,由于皮带能起到减振阻尼作用,因此可降低噪音15dB 左右 。对于齿轮类的传动装置, 通过减小齿轮的线速度,选择合适的传动比,也能降低噪音。试验表明,若将齿轮的线速度减低一半,噪 音就会降低 6dB 左右。 提高零部件加工精度和装配质量。零部件加工精度的提高,使机件间摩擦尽量减少,从而使噪音降低。 提高装配质量,减少偏心振动,以及提高机壳的刚度等,都能使机器设备的噪音减小。对于轴承,若将滚 子加工精度提高一级,轴承噪音可降低10dB 。从机械原理出发的噪音控制主要取决于汽车的研发和生产 组装等环节,一般是在车辆出厂之前采取的降噪措施。后期的使用和维护过程中,避免机械设备和车辆的 空载和超载,选用好的润滑油脂,都可以减轻噪音。 从声学原理出发的噪音控制措施: 除了以上几种降低噪音的办法外,还可以采用声学控制方法降低噪音,主要包括吸音、隔音、减震、密 封等。 对于汽车噪音控制来说,由于发动机、排气管、轮胎等引发噪音的部件在车辆出厂的时候就定型了, 因此各部件的设计水平和组装工艺就决定了噪音的大小,也同时体现了一部车子的技术水平和科技含量。 平静汽车隔音主要是从控制阻隔传播途径入手进行研发。 本文资料由中国 NVH技术论坛采集于网络,服务大家 更多精彩资料尽在中国 NVH 技术论坛:http://www.nvhtech.cn/bbs 吸 音 在汽车有限空间内的噪音包括直达噪音和反射噪音两部分。 吸音是用特种被动式材料来改变声波的方向, 以吸收其能量。合理的布置吸音材料,能有效降低声能的反射量,达到吸音降噪的目的。常用的吸音材料 由于受环保、防水、防火、轻量化等条件的限制,能够用于汽车的吸音材料比较少见,平静隔音吸音棉是 研发人员在研究分析多款车型噪音特点的基础上,针对汽车噪音特点创造性的开发出异型吸音槽设计,在 传统的一个单位的隔音面积上集成了 2 倍以上的吸音面积,每个吸音槽的宽窄、深浅、坡度和曲率都是针 对轿车噪音的特点经数学算法仿真模拟并精确确定的。由于吸声层的逐渐过渡性质,材料的声阻抗与空气 的声阻抗能较好地匹配,使较宽频段的声波都能被高效地吸收。 隔 音 隔音方法就是用某种隔音材料将声源与周围环境隔离,使其辐射的噪声不能直接传播到周围区域,从而 达到控制噪音的目的。隔音的实质是尽量衰减从声源辐射出的声音,常用措施有隔音材料和隔音结构。一 般理论认为,单层隔板的隔音效果与隔板的面密度有密切关系,平静隔音的技术人员通过试验进一步发现, 同一材质相同面密度的隔板在低、中、高等不同的频段会表现出不同的隔音性能。汽车的地板、车身等部 位一般是采用双层隔板的地方,这些部位一般由外围板和内饰板组成,双层之间是空气层,利用这些双层 隔板,可以起到很好的隔音作用。如果在双层隔板之间粘贴带有吸音槽的吸音棉,降噪效果会有明显提升。 减 震 汽车的外壳一般都是由金属薄板制成,车辆行驶过程中,震源把它的震动传给车体,在车体中以弹性波 形式进行传播,这些薄板受激震动时会产生噪音,同时引起车体上其它部件的震动,这些部件又向外辐射 噪音,在该传播途径上安装弹性材料或元件,隔绝或衰减震动的传播,就可以实现减震降噪的目的。可用
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