城市客车发动机隔声罩降噪技术研究.pdf

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现代机械2013年第5期
城市客车发动机隔声罩降噪技术研究
吴海波,何锋,蒋雪生,陈春雪
(1.贵州大学机械工程学院,贵州贵阳550025;2.贵州万达客车股份有限公司,贵州贵阳550025)
摘要:针对城市客车发动机噪声较大的问题,分析了发动机噪声的构成及其频率范国,在阐述城市客车发动
机隔声罩降噪原理的基础上,对其隔声單降噪技术进行研究。提出以玻璃钢为外壳,内村薄钢板,并贴阻尼
材料和吸声材料的客车隔声罩。经检验,可有效降低车内噪声。
关键词:发动机隔声罩吸声隔声阻尼减振
中图分类号:TB535+.1文献标识码:B文章编号:1002-6886(2013)05-0016-03
Research of Noise Reducing Technology for Engine Hood in City Bus
WU Haibo, HE Feng, JIANG Xuesheng, CHEN Chunxue
Abstract: In view of the city bus engine noise is large, we analyzed the composition of engine noise and frequency
range, elaborated the principle of reducing city bus engine noise. Based on this, offered to fiberglass for the shell, lined
with steel sheet and paste damping materials and sound-absorbing material as acoustical enclosure in city bus. Upon exam-
ination, this method can effectively reduce interior noise
Key words: engine hood; sound absorptive; noise insulation; mechanical damping
引言
发动机噪声
随着社会经济的不断发展,人们对乘车舒适性
空气
发动机
的要求越来越高,车内噪音问题已成为阻碍客车品
动力性噪声
表面辐射噪声
质提升的一大障碍。长期处于噪声环境会对驾驶员
振
的身心健康造成危害并分散其注意力,容易导致交
动
噪
排气噪声
风扇噪声
燃烧噪声
噪
通事故的发生。我国明确规定发动机前置的城
声
市客车驾驶区及乘客区噪音不得高于86dB(A),交
图1发动机噪声组成
通运输行业标准对营运客车有更高要求2-。为满
足乘客的乘车舒适度需求、提高其市场竞争力,降噪表1城市客车发动机主要噪声源的频率范围
工作尤为重要。
噪声源频率分布/Hz
备注
1发动机噪声分析
周期进气>200Hz,
进气
50~5000
进气涡流<1kHz
发动机噪声占城市客车总噪声的65%,其主要
排气
50~5000
排气涡流>1kHz
组成如图1所示4。
风扇
200~2000
与转速和叶片相关
发动机工作过程中产生的噪声频率分布广泛
燃烧500~8000取决于燃烧方式和燃烧速度
如表1所示。
活塞敲击2000~8000
与转速和缸数相关
利用声学仪器测出瞬时声压P(),可根据公
喷油系统2000~8000与转速和分泵数相关
式
齿轮机构50~4000
与转速和齿数相关
P号r(のa
设计·研究?分析
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得出有效声压P。为方便表示声音的强弱,引人声压去,部分被屏障物吸收,只有一部分声能可以透过屏
级L,的概念,其表达式为:
障物辐射到另一空间去,通过对声的反射和吸收降
低噪声。隔声零部件隔声量的效果与声波的频率以
10
(2)
及隔声件的材料、结构有关。
式中P。=2x10Pa,为基准声压。L数值越大,表2.3阻尼降噪
明噪声越严重。发动机噪声频率分布复杂,不同
汽车行驶时,其外罩、通风管道等处的金属薄板
频率的噪声对人们的影响不同,对其降噪处理时受激励而振动,辐射噪声并往往成为主要噪声辐射
应根据图2所示的等响曲线,有针对性的进行。部位之一,对于这类金属薄板振动辐射的噪声,可采
等响曲线反映了人耳对各个频率声音的敏感程用阻尼降噪技术。阻尼降噪通过把机械振动的能量
度。由图可知,人耳对频率为1000Hz-4000Hz转变成热能或其他可以损耗的能量,从而实现减振、
左右的噪音最为敏感,在降噪过程中,予以重点考降噪的目的。
虑
3城市客车发动机降噪技术措施
对于某城市客车,可通过发动机隔声罩的改进
来降低噪声。
3.1吸声降噪
当携带总能量E。的声波遇到固体介质时,部分
国声能E发生反射,部分声能2透过固体介质继续
传播,还有部分声能E3由于引起吸声材料孔隙中的
空气和材料的细小纤维的振动,在摩擦和黏滞阻力
的作用下转换成内能,继而被吸收和耗散。其能量
传播过程如图3所
图2等响曲线
E3
2城市客车发动机隔声罩降噪原理
减小噪声危害主要有在声源处进行控制、在传
E2
播过程中进行控制以及对接收者采取保护措施三种
方式。客车内常在传播途径中对噪声进行控制,即
利用发动机隔声罩来降低车内噪声,其方法主要是
吸声、隔声和阻尼减振。
图3声能传播示意图
2.1吸声降噪
在发动机有限的空间内,噪声源辐射噪声形成
材料吸声性能的优劣由吸声系数a表示
的声场包括直达声和混响声两部分。在发动机隔声
E。-E1-E2E
(3
罩内布置吸声材料,可降低声能的反射量,降低混响
声,从而达到降噪的目的。当声波入射到共振吸声
为了减轻发动机噪音对客车驾驶员及乘客的影
器的入口时,容器内的空气受到激励而产生振动,容啊,需在发动机隔声罩内加贴吸声系数大的吸声材
器内的介质将发生压缩或膨胀变形。当其发生共振料。多孔性吸声材料对于中高频噪声吸收效果好,
时,声抗最小振动速度最大,对声的吸收效果最为适当增加厚度和容重,结合吸声结构设计,其对低频
明显。
噪声的吸声性能也能有明显改善。综合分析城市客
2.2隔声降噪
车发动机的噪音分布特性以及吸声材料在不同空隙
当声波在传播途径中遇到匀质屏障物时,由于率下对高低频噪声的吸收性能,对其发动机隔声罩
介质特性阻抗的变化,使部分声能被屏障物反射回内的泡沫吸声材料做蜂窝状处理。