大客車的噪聲源淺析及降噪措施

    "綠色"和"環保"成為目前世界汽車行業的焦點，隨著歐、美、日不斷加嚴其排放限制標準，汽車排放逐漸得到有效控制。然而，人們在降低汽車排放的同時，卻不應忽視汽車噪聲，其也是重要的環境污染源之一。可以說，只有排放污染與噪聲污染都得到控制的車輛才算得上純粹的"綠色汽車"。本文就大客車的噪聲源及降噪措施進行淺析。

1、大客車的噪聲及有關標準

　　大客車的噪聲是影響其性能和質量的重要指標之一。大客車的噪聲一般分為兩種：車外噪聲和車內噪聲。車外噪聲在很大程度上對外部環境產生生態影響，而車內噪聲則對乘客舒適性產生影響。因此，國外一般對車外噪聲有嚴格的限制標準，至于對車內噪聲尚沒有此類嚴格的標準。

　　表1所列為俄羅斯目前執行的有關大客車噪聲的法規限值（車外噪聲根據ECE第51號標準，車內噪聲根據TOCT 27435號標準）。

　　由表1可以看出，ECE第51號標準是相當嚴格的，俄羅斯及獨聯體其它國家所生產的大客車在某些參數（例如采用空氣制動器的噪聲方面叨還沒有進入"01"系列修訂標準的范疇，因此俄羅斯轉入"02"系列修訂標準被迫推遲至1999年。目前俄羅斯已在中央科研試車場內建立了專用試驗區，并在試驗區內進行了大量的研究工作，用以鑒定國產大客車的車內噪聲源，選擇降低噪聲的有效措施。

           表1 俄羅斯大客車噪聲法規限值

2、噪聲源的鑒定

　　鑒定噪聲源一般分兩個階段。第一階段純粹是鑒定人（專家）評估，即用"耳聽"評估的方法確定大客車上噪聲最大的總成和系統。第二階段是對噪聲源進行儀器鑒定。儀器鑒定遵循以下兩個可行性原則之一進行：

a）隔斷所選的一個噪聲源，把在此條件下得到的噪聲級與所有噪聲源都工作時的噪聲級相比較；

b）隔斷除所選定的一個噪聲源以外的其余所有噪聲源，使之與工作狀態下全部噪聲源的噪聲級相比較。

　　據此在一輛俄國產大客車上測量結果顯示，其車外噪聲聲壓級比ECE第51號標準高出5dB（表2）。一輛大客車在典型運行工況（3檔和4檔）下測得的各個總成的噪聲聲壓級多位于相當狹窄的范圍內，只有主減速器和輪減速器例外。在用3檔加速時，噪聲頻率在500～160OHZ內，用 4檔加速時，則在500～800HZ范圍內。也就是說，該大客車的車外噪聲具有很寬的頻譜。要降低噪聲，必須隔斷大客車上的噪聲源。

第一，要盡最大可能進行密封；

第二，采用消聲器。目前已經采取的措施有：給發動機"戴"上一個封裝殼，加強發動機機艙的隔音；在車輪減速器上安裝用金屬和夾層材料制成的罩。這樣一來，大客車上的車外噪聲聲壓級最多可降低5dB 。

　　        表2 大客車各總成噪聲聲壓級測試結果

　　研究表明，還存在著其它更為有效的降噪措施。例如，采用帶填料的消聲器可降低排放產生的噪聲；消聲器也能消減制動器的過大噪聲。

　　大家知道，每一種噪聲源所產生的噪聲頻率和振動特性都不一樣，研究這些噪聲頻率的規律，對于探索降噪措施是非常必要而有益的。

　　例如：在大客車內聽到的通風裝置產生的噪聲與它在車外的噪聲頻率不同，其噪聲頻率在63HZ倍頻帶。乘客區的噪聲聲壓級在74．5dB～75．5dB之間變化。

　　進氣噪聲具有寬頻的特點（160～5000HZ），其噪聲聲壓級接近于該噪聲源的車外噪聲聲壓級（分別為74．5dB和74．4dB） 。

　　排氣噪聲的頻率范圍在160～800HZ之間，其噪聲聲壓級為72．7dB。

　　發動機噪聲的頻率在1000～1250HZ，乘客區的噪聲聲壓級在73．O～73．8dB之間變化。

　　在輪胎噪聲頻率中，434HZ和866HZ的頻率占優勢，不過它發出的噪聲聲壓級小于其車外噪聲（分別為73.5～73．8dB和82．0～82．9dB）。

　　在變速器、主減速器和噪聲頻率中，有一個倍頻帶為400HZ的主要頻帶。變速器用3檔加速時其噪聲聲壓級為73dB，用4檔加速時為74dB。主減速器和車輪減速器的噪聲聲壓級分別為78．5dB和79dB。但是很容易發出共振，這在大客車運行速度為76km/h左右時普遍存在。而且共振一般發生在400Hz的倍頻帶內。

　　這或者是車廂壁板的響應，或者是變速器噪聲引起客車車廂內空氣的振動響應，或者是變速器及某些非簧載質量元件的響應所造成的。為了弄清出現共振的原因，在橋殼（主減速器區域內）、車輪減速器和客車車架（彈簧固定區）安裝了振動傳感器。在車速為78km／h時進行的測試表明，頻率為440Hz時所有的測點處都可以觀察到十分嚴重的共振。其中最高的振動水平發生在車輪減速器區域，其次在主減速器和車架處。但是，最強烈的共振（頻率的響應要增長6倍）發生在車身上，這證實了當振動頻率進入4O0HZ倍頻帶后車身產生激振的結論。也就是說，在該頻率的噪聲主要不是穿透性的，而是結構性的，它是由于彈簧及發動機支架傳遞的振動引起車身（壁板）激振而形成的。

　　在轉鼓試驗臺上進行的接通和斷開萬向軸的試驗表明，當斷開萬向軸而其它部件工作時，在乘客區兩個最大噪聲測點處，特別是在400Hz倍頻帶中，噪聲聲壓級可以降低6dB和10dB。因此，可以說萬向軸是主要的振動激發器之一，也是向大客車車身傳遞噪聲的途徑之一。

　　在臺架試驗中的加速工況下，在萬向軸達到平衡之后，其噪聲聲壓級平均下降3dB。這說明，只有萬向軸達到平衡，才能使大客車的車內噪聲不超過規定要求。此時，共振響應雖然降低了，但并未完全消失，因為僅僅是使若干振源中一個振源減弱了，而彈簧和動力總成的固定點處還有噪聲。因此，為了從根本上降低噪聲，必須對振動的傳遞途徑進行研究，還必須把車身作為振動系統的一部分進行研究。

　　輪胎的響應頻率為434Hz和866Hz，它對車輪減速器和主減速器的影響很大。不過，通常使用不同類型（花紋）的輪胎就會避免這種噪聲激發。

3、結語

　　總之，從對上述大客車的車內噪聲分析可以得出以下結論：

　　a）噪聲的提高是由在4O0Hz倍頻帶中的噪聲頻率決定的。
　　b）在這個頻率下，噪聲既具有穿透性，又具有共振性 。
　　c）穿透噪聲很大程度上受車輪減速器和主減速器外表面輻射的噪聲影響；結構噪聲由彈簧和發動機支架傳遞的振動所引起車身（壁板）激振決定。
　　d）具有很大不平衡的萬向軸是主要振源和振動傳遞途徑。