汽車噪聲和振動(dòng)問題研討

1、<p>　　汽車噪聲和振動(dòng)問題研討</p><p>　　[摘 要]本文首先就汽車故障診斷中難以準(zhǔn)確檢測和維修診斷的噪聲與振動(dòng)故障現(xiàn)象進(jìn)行了研究，分析了噪聲和振動(dòng)產(chǎn)生的主要原因，然后就噪聲與振動(dòng)故障診斷檢修的一般方法與措施進(jìn)行了詳細(xì)的研討。提出了自己的觀點(diǎn)和看法，可供參考。 </p><p>　　[關(guān)鍵詞]噪聲； 振動(dòng)； 故障； 診斷 </p><p>　　

2、中圖分類號(hào)：U472 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2015）42-0138-01 </p><p><b>　　一、前言 </b></p><p>　　隨著汽車故障診斷要求的不斷提高，研究其噪聲和振動(dòng)問題凸顯出重要意義。該項(xiàng)課題的研究，將會(huì)更好地提升對(duì)汽車噪聲和振動(dòng)問題的認(rèn)識(shí)程度，從而通過合理化措施對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化解決。本文從概述噪聲和振動(dòng)問題相關(guān)內(nèi)容著

3、手本課題的研究。 </p><p><b>　　二、概述 </b></p><p>　　汽車是企業(yè)生產(chǎn)、人們生活以及商業(yè)運(yùn)行必不可少的交通工具，汽車各個(gè)零部件的高效、安全運(yùn)轉(zhuǎn)能夠促進(jìn)運(yùn)輸?shù)母咝О踩M(jìn)行，為人們的生活提供交通便利。相反，如果汽車零部件或者重要設(shè)備出現(xiàn)問題，那么則會(huì)影響汽車的安全。穩(wěn)定運(yùn)行，甚至?xí)a(chǎn)生故障，其中故障性振動(dòng)就是一大問題，為了有效解除這些故障首

4、先就要明確振動(dòng)產(chǎn)生原因，以及對(duì)應(yīng)的故障排除方法與解決措施。汽車故障性類型多種多樣，其中振動(dòng)是非常常見也是危害較大的故障類型，會(huì)影響汽車的安全行駛，同時(shí)也會(huì)為乘坐人員帶來危險(xiǎn)感，汽車振動(dòng)狀況多種多樣，對(duì)應(yīng)的原因也各不相同，為了能夠有效解除振動(dòng)，就要深入分析振動(dòng)產(chǎn)生的原因，根據(jù)振動(dòng)類型、振動(dòng)狀況來判斷問題產(chǎn)生的源頭，進(jìn)而探究問題解決的方法和策略。 </p><p>　　三、汽車噪聲和振動(dòng)產(chǎn)生的主要原因 </p&

5、gt;<p><b>　　1.噪聲原因分析 </b></p><p>　　產(chǎn)生汽車噪聲的主要因素是空氣動(dòng)力、機(jī)械傳動(dòng)、電磁三部分。從結(jié)構(gòu)上可分為發(fā)動(dòng)機(jī)（即燃燒噪聲），底盤噪聲（即傳動(dòng)系噪聲、各部件的連接配合引起的噪聲），電器設(shè)備噪聲（冷卻風(fēng)扇噪聲、汽車發(fā)電機(jī)噪聲），車身噪聲（如車身結(jié)構(gòu)、造型及附件的安裝不合理引起的噪聲）。其中發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲占汽車噪聲的二分之一以上，包括進(jìn)氣噪聲和本

6、體噪聲（如發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)，配氣軸的轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)、排氣門開關(guān)等引起的噪聲）。因此發(fā)動(dòng)機(jī)的減振、降噪成為汽車噪聲控制的關(guān)鍵。 </p><p>　　此外，汽車輪胎在高速行駛時(shí)，也會(huì)引起較大的噪聲。這是由于輪胎在地面流動(dòng)時(shí)，位于花紋槽中的空氣被地面擠出與重新吸入過程所引起的泵氣聲，以及輪胎花紋與路面的撞擊聲。 </p><p>　　2.汽車振動(dòng)產(chǎn)生的主要原因 </p><p>　

7、?。ㄒ唬┌l(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)引起的振動(dòng) </p><p>　　由于發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，曲軸轉(zhuǎn)矩的變化，引起旋轉(zhuǎn)部件的不平衡，產(chǎn)生振動(dòng)。4缸發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸每轉(zhuǎn)1圈，就會(huì)產(chǎn)生2次轉(zhuǎn)矩變化；6缸的發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸每轉(zhuǎn)動(dòng)1圈，會(huì)產(chǎn)生3次轉(zhuǎn)矩的變化。這種轉(zhuǎn)矩變化產(chǎn)生于不同的方向，所以不同方向的轉(zhuǎn)矩變化越多就越容易對(duì)振動(dòng)產(chǎn)生抵消和衰減。因此，6缸機(jī)的穩(wěn)定性優(yōu)于4缸機(jī)。特別是采用V型布置的發(fā)動(dòng)機(jī)，發(fā)動(dòng)機(jī)的穩(wěn)定性更為出色。 </p><

8、;p>　　（二）不平衡的旋轉(zhuǎn)件引起的振動(dòng) </p><p>　　簡單地說，由于部件的旋轉(zhuǎn)中心產(chǎn)生了偏移，從而產(chǎn)生了這類振動(dòng)。該類振動(dòng)包括靜態(tài)和動(dòng)態(tài)。我們可以這樣去理解：靜態(tài)的平衡是指發(fā)生在一個(gè)平面內(nèi)的，動(dòng)態(tài)的平衡是指發(fā)生在不同平面內(nèi)的。離心力是隨著轉(zhuǎn)速的增加而上升的，因此一個(gè)微小的不平衡隨著轉(zhuǎn)速的增加，會(huì)產(chǎn)生很大的不平衡，因此我們?cè)跈z查振動(dòng)故障時(shí)，就不得不考慮轉(zhuǎn)速帶來的巨大影響。例如，當(dāng)一個(gè)直徑20cm的車

9、輪有60g的不平衡，在1200r/min時(shí)將會(huì)產(chǎn)生186N的不平衡力。 </p><p>　?。ㄈ┤f向節(jié)傳動(dòng)角度引起的振動(dòng) </p><p>　　傳統(tǒng)萬向節(jié)有不等速傳動(dòng)的特性，并且動(dòng)力傳遞角度越大，產(chǎn)生的不平穩(wěn)傳動(dòng)就越大。車輛在行駛過程中，由于萬向節(jié)傳遞角度隨著道路狀況的變化而變化，從而導(dǎo)致了車輛振動(dòng)的發(fā)生?，F(xiàn)代汽車，隨著等速萬向節(jié)的使用，這類振動(dòng)發(fā)生的可能性大大降低，這里就不作詳細(xì)的闡

10、述。 </p><p>　?。ㄋ模┹喬ゲ痪鶆蛞鸬恼駝?dòng) </p><p>　　輪轂和輪胎的不均勻和失圓，會(huì)直接導(dǎo)致車輪在行駛中徑向力和軸向力的不斷變化，從而引起車身的振動(dòng)。所以在診斷這類問題時(shí)，不能忽略對(duì)輪胎、輪轂失圓和不均勻性的檢查。 </p><p>　　四、噪聲與振動(dòng)故障診斷檢修的一般方法與措施 </p><p>　　1.生產(chǎn)制造時(shí)的降

11、噪措施 </p><p>　　生產(chǎn)制造時(shí)降噪的關(guān)鍵是需要材料的質(zhì)量好，生產(chǎn)工藝科學(xué)合理，安裝質(zhì)量高。發(fā)動(dòng)機(jī)的各種噪聲中，最主要的是表面輻射噪聲，降噪的關(guān)鍵是減小表面振動(dòng)，降噪方法是增加發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)剛度和阻尼。由于輪胎噪聲主要來自于輪胎振動(dòng)和泵氣效應(yīng)，所以通過改進(jìn)輪胎結(jié)構(gòu)、胎面形式，選用高阻尼材料，調(diào)整輪胎負(fù)載平衡等措施可以降低輪胎噪聲。為了防止輪胎噪聲和發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲竄入車廂，應(yīng)提高車廂結(jié)構(gòu)的密封性。此外在車身鋼板上貼

12、合高效的減振材料是很好的車內(nèi)減振方式，可以強(qiáng)化車體強(qiáng)度，降低共振頻點(diǎn)，從而減小車內(nèi)噪聲。 </p><p>　　2.進(jìn)入運(yùn)行后的降噪措施 </p><p><b>　?。ㄒ唬┍粍?dòng)控制 </b></p><p>　　噪聲被動(dòng)控制可以通過以下兩個(gè)途徑實(shí)現(xiàn)：一是減弱或者消除噪聲源，二是隔絕聲源和振源與車身間的傳遞路徑。首先，可以通過以下方法減弱噪聲源

13、：a.對(duì)發(fā)聲部件和振動(dòng)部件分別采用消聲器和減震器；b.采用改進(jìn)的密封元件，消除泄漏氣流的間隙；c.通過改進(jìn)車身尺寸和形狀，避免產(chǎn)生空腔共鳴。其次，可以使用一些具有彈性和阻尼的材料來改善振源和車身之間的傳遞關(guān)系以此來減弱行駛中由車外傳入車內(nèi)的噪聲：a.隔聲：在不同部位合理組合吸聲防振材料構(gòu)成車室隔聲結(jié)構(gòu)；b.防振：一方面可以通過適當(dāng)懸置、選用隔振材料和采取防共振措施來避免發(fā)動(dòng)機(jī)、懸架、傳動(dòng)系及輪胎振動(dòng)傳入車內(nèi)，另一方面要保證地板等大面積鈑

14、金件剛度足夠，提高外覆蓋件的拉延強(qiáng)度；c.吸聲：為了有效減小車內(nèi)噪聲，可以在車室壁板上采用吸聲材料，能有效地降低車室混響作用。 </p><p><b>　?。ǘ┲鲃?dòng)控制 </b></p><p>　　汽車在運(yùn)行中的降噪主動(dòng)控制主要是運(yùn)用重疊聲場相互干涉的原理。把壓電元件嵌入車身結(jié)構(gòu)，傳感器能夠檢測到車身振動(dòng)并反饋信號(hào)給ECU，電信號(hào)經(jīng)過控制算法計(jì)算處理后生成相應(yīng)的

15、控制信號(hào)并經(jīng)過功率放大，驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)器使車身結(jié)構(gòu)產(chǎn)生應(yīng)變以改變其動(dòng)態(tài)阻尼，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)車身振動(dòng)的主動(dòng)控制。所以通過創(chuàng)建在振幅和頻率上與初級(jí)振動(dòng)大小相同而方向相反的反向聲場，使之與原聲場重疊，即可消除發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)，從而抑制車內(nèi)輻射噪聲。 </p><p><b>　　3.主動(dòng)懸架 </b></p><p>　　為了克服傳統(tǒng)被動(dòng)懸架其特性參數(shù)不能隨車輛運(yùn)行工況及激勵(lì)變化而進(jìn)行調(diào)

16、節(jié)的缺陷，近些年來提出了主動(dòng)懸架的概念。車輛主動(dòng)懸架系統(tǒng)一般可分為主動(dòng)懸架和半主動(dòng)懸架，主動(dòng)懸架系統(tǒng)通常由測量系統(tǒng)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、反饋控制系統(tǒng)和能源系統(tǒng)組成，這些系統(tǒng)單元共同組成一個(gè)閉環(huán)控制系統(tǒng)，由傳感器檢測出振動(dòng)模式，經(jīng)數(shù)據(jù)處理后，由CPU發(fā)出指令，控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)的輸出，以此來改變車體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，從而達(dá)到減振的目的。相比于被動(dòng)懸架，自適應(yīng)性強(qiáng)是主動(dòng)懸架的最大優(yōu)點(diǎn)，它的動(dòng)態(tài)特性可以在汽車運(yùn)行中任意變更和調(diào)整，以滿足不同的要求，具有比較良好的減

17、振效果。 </p><p><b>　　五、結(jié)束語 </b></p><p>　　通過對(duì)汽車噪聲和振動(dòng)問題的相關(guān)研究，我們可以發(fā)現(xiàn)，要想更好地識(shí)別及排除汽車噪聲和振動(dòng)問題，有關(guān)人員應(yīng)該從汽車故障診斷的客觀實(shí)際要求出發(fā)，充分利用既有優(yōu)勢條件，研究制定最為符合實(shí)際的問題解決策略。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn) </b>

18、;</p><p>　　[1] 邢世凱，聞德生，潘景，呂世君.轎車內(nèi)減振降噪控制方法的研究[J].噪聲與振動(dòng)控制.2013（04）：26-28. </p><p>　　[2] 林逸，馬天飛，姚為民，張建偉.汽車NVH特性研究綜述[J].汽車工程.2012（03）：177-182. </p><p>　　[3] 陳心昭.噪聲源識(shí)別技術(shù)的進(jìn)展[J].合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào).2