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1、噪声法规噪声法规噪声来源噪声来源噪声计量噪声计量汽车噪声试验汽车噪声试验汽车噪声法规汽车噪声法规噪声限制技术噪声限制技术声音的定声音的定义 声音的本声音的本质是波是波动。受作用的空气。受作用的空气发生振生振动,当振,当振动频率在率在2020000Hz时,作用于人,作用于人的耳鼓膜而的耳鼓膜而产生的感生的感觉称称为声音。声音。噪声及其主要危害噪声及其主要危害 人人们生活和工作所不生活和工作所不须要的声音叫噪声。要的声音叫噪声。损伤听力、干听力、干扰人人们的睡眠和工作,的睡眠和工作,诱发疾病,干疾病,干扰语言沟通,言沟通,强噪声噪声还会影响会影响设备正正常运常运转和和损环建筑建筑结构。构。噪声的危
2、害噪声的危害1.损害听力有关资料表明:当人连续听摩托车声8小时以后听力就会受损;若是在摇滚音乐厅,半小时后,人的听力就会受损;若在80分贝以上的噪音环境中生活,造成耳聋的可能性可达50。2.损害视力探讨指出,噪音可使色觉、色视发生异样。3.有害于人的心血管系统我国对城市噪音与居民健康的调查表明,地区的噪音每上升一分贝,高血压发病率就增加3%。4.影响人的神经系统,使人急躁、易怒噪音可刺激神经系统,使之产生抑制,长期在噪音环境下工作的人,还会引起神经衰弱症。5.影响睡眠,造成疲乏噪声对睡眠的危害:突然噪声在40分贝时,可使10的人惊醒,达到60分贝时,可使70的人惊醒。发动机噪声发动机噪声传动系
3、统噪声传动系统噪声轮胎噪声轮胎噪声燃烧噪声燃烧噪声发动机机械噪声发动机机械噪声进排气系统噪声进排气系统噪声发动机风扇噪声发动机风扇噪声它是汽缸内燃料燃烧时产生的噪声,它是汽缸内燃料燃烧时产生的噪声,主要指燃烧时汽缸压力通过活塞、连主要指燃烧时汽缸压力通过活塞、连杆、曲轴、缸体及气缸盖等引起的发杆、曲轴、缸体及气缸盖等引起的发动机结构表面振动而辐射出来的噪声动机结构表面振动而辐射出来的噪声 燃烧噪声是可燃混合气燃烧时,因压力急剧燃烧噪声是可燃混合气燃烧时,因压力急剧上升的气体冲击而产生的。影响汽缸压力的上升的气体冲击而产生的。影响汽缸压力的主要因素包括:主要因素包括:发动机转速发动机转速负荷负荷
4、喷油时间喷油时间加速运转加速运转不正常燃烧不正常燃烧燃烧噪声燃烧噪声机械噪声机械噪声进排气系统噪声进排气系统噪声发动机风扇噪声发动机风扇噪声由于发动机运转而引起的声音,主由于发动机运转而引起的声音,主要指活塞对缸套的敲击声、配气机要指活塞对缸套的敲击声、配气机构、正时齿轮和喷油泵的噪声构、正时齿轮和喷油泵的噪声活塞及活塞环噪声活塞及活塞环噪声传动机构噪声传动机构噪声柴油机供应系噪声柴油机供应系噪声配气机构噪声配气机构噪声其它机械噪声其它机械噪声主要包括:主要包括:燃烧噪声燃烧噪声机械噪声机械噪声进排气系统噪声进排气系统噪声发动机风扇噪声发动机风扇噪声进排气噪声是由于发动机在进、进排气噪声是由于
5、发动机在进、排气过程的气体压力波动和气排气过程的气体压力波动和气体流淌所引起的振动而产生的体流淌所引起的振动而产生的噪声。噪声。分分类类噪声的种噪声的种类类产产生部位生部位进进气系气系统统噪声噪声空气声(空气声(进进气声)气声)进进气入口气入口扩扩散声(壳体声)散声(壳体声)空气空气滤滤清器、清器、进进气管等表气管等表面面排气系排气系统统噪声噪声空气声(排气声)空气声(排气声)排气出口排气出口扩扩散声(壳体声)散声(壳体声)消声器、排气管等表面消声器、排气管等表面漏气声漏气声管接管接头头等漏气部位等漏气部位进排气噪声种类进排气噪声种类燃烧噪声燃烧噪声机械噪声机械噪声进排气系统噪声进排气系统噪声
6、发动机风扇噪声发动机风扇噪声风扇噪声主要是空气动力性噪声,风扇噪声主要是空气动力性噪声,它由旋转噪声和涡流声组成,及它由旋转噪声和涡流声组成,及因机械振动引起的噪声。因机械振动引起的噪声。齿轮振动引起的噪声;齿轮振动引起的噪声;轴承的声响;轴承的声响;润滑油的搅拌声;润滑油的搅拌声;发动机振动传播到变速器箱体发动机振动传播到变速器箱体而辐射出的噪声。而辐射出的噪声。轮胎引起的噪声有车内噪声也有车外噪声,前轮胎引起的噪声有车内噪声也有车外噪声,前者是轮胎激振车体传到车内的噪声,后者是由者是轮胎激振车体传到车内的噪声,后者是由于轮胎与路面相互作用而干脆发出的噪声。于轮胎与路面相互作用而干脆发出的噪
7、声。轮胎干脆发出的噪声包括:轮胎干脆发出的噪声包括:轮胎花纹声轮胎花纹声道路噪声道路噪声弹性振动噪声弹性振动噪声风噪声风噪声声音的物理特性和量度声音的物理特性和量度一、声音的发生、频率、波长和声速一、声音的发生、频率、波长和声速 1.声音的发生声音的发生 当物体在空气中振动,使四周空气当物体在空气中振动,使四周空气发生疏、密交替变更并向外传递,且这种发生疏、密交替变更并向外传递,且这种振动频率在振动频率在2020000Hz之间,人耳之间,人耳可以感觉,称为可听声,简称声音。可以感觉,称为可听声,简称声音。2.频率频率 声源在一秒钟内振动的次数叫频率,声源在一秒钟内振动的次数叫频率,记作记作f,
8、单位为,单位为Hz。3.3.波波长沿声波传播方向,振动一个周期所传播的距离,或在波形上相位相同的相邻两点间的距离称为波长,用表示,单位为m。4.4.声速声速一秒时间内声波传播的距离叫声波速度,简称声速,记作c,单位为m/s。频率、波长和声速三者的关系:二二 噪声评价指标噪声评价指标声功率、声强和声压声功率、声强和声压1.1.声压、声强和声功率声压、声强和声功率(客观指标客观指标)声压声压声压是由于声波的存在而引起的压力增值。声压单声压是由于声波的存在而引起的压力增值。声压单位为位为Pa。声声强强垂垂直直于于声声波波传传播播方方向向的的单单位位面面积积上上、单单位位时时间间内内通通过的平均声能。
9、过的平均声能。基准声强基准声强I0=10-12W/m2;极限声强极限声强 Imax=1W/m2.声功率声功率声源单位时间内向外辐射的总声能声源单位时间内向外辐射的总声能.基准声功率基准声功率W0=10-12W,极限声功率极限声功率WMAX=1W.2.声压级、声强级和声功率级声压级、声强级和声功率级:从听阈到痛阈范围宽广从听阈到痛阈范围宽广,表示起来不便利表示起来不便利,且人耳对且人耳对声音的感觉声音的感觉(主观量主观量)与客观的物理量与客观的物理量(声压或生声压或生强强)之间并不是线性关系而是对数关系之间并不是线性关系而是对数关系.声压级声压级LP=20lg(p/p0)(dB);声强级声强级L
10、I=10lg(I/I0)(dB);声功率级声功率级LW=10lg(W/W0)(dB)分贝分贝分贝是指两个相同的物理量(如A1和A0)之比取以10为底的对数并乘以10(或20)。分贝符号为“dB”,它是无量纲的,是噪声测量中很重要的参量。上式中A0是基准量(或参考量),A1是被量度量。被量度量和基准量之比取对数,该对数值称为被量度量的“级”,亦即用对数标度时,所得到的是比值,它代表被量度量比基准量高出多少“级”。三三 噪声的主观评价指标噪声的主观评价指标响度级与响度响度级与响度 1.响度响度 响度是人耳判响度是人耳判别声音由声音由轻到响的到响的强度等度等级概念,响度的概念,响度的单位叫位叫“宋宋
11、”(sone).,1宋的定宋的定义为声声压级为40dB,频率率为1000Hz,且来自听者正前方,且来自听者正前方的平面波形的的平面波形的强度。假如另一个声音听起来比度。假如另一个声音听起来比这个大个大n倍,倍,则声音的响度声音的响度为n宋。宋。定义1000Hz纯音声压级的分贝值为响度级的数值,任何其他频率的声音,当调整1000Hz纯音的强度使之与这声音一样响时,则这1000Hz纯音的声压级分贝值就定为这一声音的响度级值。响度级的单位叫“方”(phon)。2.响度响度级图1声音的主观与客观标度等响曲线3.计权网络(声音的计量方法)计权网络(声音的计量方法)不同频率的声音不同频率的声音,即使响度相
12、同即使响度相同,声压也不同。声压也不同。声级计或传声筒对声音大小的计量是声压。声级计或传声筒对声音大小的计量是声压。为了使检测仪器具有与人的听觉一样的频率反应为了使检测仪器具有与人的听觉一样的频率反应,在在仪器内设计有听觉修正网络仪器内设计有听觉修正网络,即即A、B、C三种计权网三种计权网络。络。现在常用的是现在常用的是A计权网络计权网络,即即A声级声级,记为记为LA(A计权网络除对低频噪声衰减最强外,对高频噪声反计权网络除对低频噪声衰减最强外,对高频噪声反应最为敏感,这正与人耳对噪声的感觉相接近。故在应最为敏感,这正与人耳对噪声的感觉相接近。故在对人耳有害的噪声测量中,都接受对人耳有害的噪声
13、测量中,都接受A计权网络。计权网络。)A计权声声级是模是模拟人耳人耳对55dB以下低以下低强度噪声度噪声的的频率特性。率特性。B计权声声级是模是模拟5585dB的中等的中等强度噪声的度噪声的频率特性。率特性。C计权声声级是模是模拟高高强度噪声的度噪声的频率特性。率特性。D计权声声级是是对噪声参量的模噪声参量的模拟,专用于用于飞机机噪声的噪声的测量。量。3.计权网络(声音的计量方法)计权网络(声音的计量方法)加速噪声的试验方法加速噪声的试验方法匀速噪声的试验方法匀速噪声的试验方法停车噪声的试验方法停车噪声的试验方法车内噪声的试验方法车内噪声的试验方法7.5m7.5mA AB B10m10m话筒离
14、地话筒离地1.2m1.2m加速噪声的试验场地图加速噪声的试验场地图50km/h我国匀速噪声试验方法规定,测量场地与加速我国匀速噪声试验方法规定,测量场地与加速噪声的测量场地相同,测定时车辆以噪声的测量场地相同,测定时车辆以50km/h的车速匀速通过的车速匀速通过AB区,变速器取常用行驶档位。区,变速器取常用行驶档位。具有代表性的停车噪声试验方法是具有代表性的停车噪声试验方法是ISO R362及及ISO DIS5130标准,标准,前者是停车噪声的全周噪声测定法即汽前者是停车噪声的全周噪声测定法即汽车四周噪声的测定方法,后者是排气噪车四周噪声的测定方法,后者是排气噪声测定法。声测定法。车内噪声测量
15、标准规定,测量跑道应是具有足车内噪声测量标准规定,测量跑道应是具有足够长度的平直、干燥的沥青路面或水泥路面,够长度的平直、干燥的沥青路面或水泥路面,且风速不应大于且风速不应大于5.6m/s。并保证测量时不被。并保证测量时不被偶然的其它生源的峰值所干扰。车内噪声测点偶然的其它生源的峰值所干扰。车内噪声测点通常取人耳旁边。测量时车辆取用档位以通常取人耳旁边。测量时车辆取用档位以50km/h匀速行驶。同样用声级计读数。匀速行驶。同样用声级计读数。汽车噪声的测量仪器汽车噪声的测量仪器 汽车噪声常用的测量仪器是声级计和频谱分汽车噪声常用的测量仪器是声级计和频谱分析仪,此外还有标准噪声源、噪声信号发生析仪
16、,此外还有标准噪声源、噪声信号发生器、磁带记录仪及电平记录仪等。器、磁带记录仪及电平记录仪等。1 1 声级计声级计 声级计是一种测量声音声压级或声压的仪器,声级计是一种测量声音声压级或声压的仪器,由传声器、具有频率计权特性的放大器和确由传声器、具有频率计权特性的放大器和确定时间计权特性的检波指示器等部分组成。定时间计权特性的检波指示器等部分组成。被测的声压信号通过传声器转换成电压信号,被测的声压信号通过传声器转换成电压信号,该电压信号经衰减器、放大器以及相应的计该电压信号经衰减器、放大器以及相应的计权网络(或外接滤波器),或者输入外接的权网络(或外接滤波器),或者输入外接的记录仪器,或者经过均
17、方根值检波器干脆推记录仪器,或者经过均方根值检波器干脆推动以分贝标定的指示表头。动以分贝标定的指示表头。2 频谱分析仪频谱分析仪 频谱分析仪是以确定频带宽度分析声音的仪器,它主要由测量放大器频谱分析仪是以确定频带宽度分析声音的仪器,它主要由测量放大器和多组滤波器组成。和多组滤波器组成。标准噪声源是一种能产生已知声功率级的噪声源,用于测定机器或设标准噪声源是一种能产生已知声功率级的噪声源,用于测定机器或设备的噪声声功率级,也可用来测定房间的吸声、隔音量及房间的混响时间。备的噪声声功率级,也可用来测定房间的吸声、隔音量及房间的混响时间。除此而外,在噪声测量中,还利用电平记录仪除此而外,在噪声测量中
18、,还利用电平记录仪(笔式伺服记录仪器笔式伺服记录仪器)记记录音频范围内噪声信号的有效值、峰值、平均值等。还可以用磁带记录仪录音频范围内噪声信号的有效值、峰值、平均值等。还可以用磁带记录仪将现场的噪声信号记录和保存下来,而后再在试验室内重放,以便对噪声将现场的噪声信号记录和保存下来,而后再在试验室内重放,以便对噪声信息作进一步分析信息作进一步分析欧盟欧盟日本日本美国美国中国中国70/157/EEC欧共体型式认证指令欧共体型式认证指令汽车噪声汽车噪声ECE R51关于在噪声方面汽车型式认关于在噪声方面汽车型式认证的统一规定证的统一规定各国噪声法规比较各国噪声法规比较修订本92/97/EECECER
19、51/02汽汽车车加速行加速行驶车驶车外噪声限外噪声限值变值变更(更(M1类类)汽车加速行驶车外噪声限值变更(汽车加速行驶车外噪声限值变更(N3类)类)欧盟对汽车轮胎也制定了相应的噪声法规。欧盟对汽车轮胎也制定了相应的噪声法规。19921992年欧盟首次颁布了轮胎型式认证指令年欧盟首次颁布了轮胎型式认证指令92/23/EC92/23/EC,然后于,然后于20012001年,欧盟对该法令进行了修订,公布年,欧盟对该法令进行了修订,公布了新的轮胎型式认证指令了新的轮胎型式认证指令2001/43/EC2001/43/EC。对轿车轮胎而言,测试工况的速度范围为对轿车轮胎而言,测试工况的速度范围为70-
20、70-90km/h90km/h;对卡车轮胎,速度范围为;对卡车轮胎,速度范围为60-80km/h.60-80km/h.欧盟欧盟日本日本美国美国中国中国1971年实施了等效于国际标准的现代年实施了等效于国际标准的现代汽车噪声法规体系。目前实施的噪声法汽车噪声法规体系。目前实施的噪声法规修订于规修订于1992年。年。日本等速行驶噪声限值照旧维持在日本等速行驶噪声限值照旧维持在19521952年的年的85dB(A)85dB(A)水平;水平;停车噪声规定摩托车为停车噪声规定摩托车为94dB(A)94dB(A);轿车限值为;轿车限值为96dB(A)96dB(A);重型货车限值为;重型货车限值为99 94
21、dB(A).99 94dB(A).欧盟欧盟日本日本美国美国中国中国1967年美国联邦颁布了年美国联邦颁布了SAE J986小客车和轻型载货车噪声级小客车和轻型载货车噪声级1969年又批准了年又批准了SAE J366重型载货车和重型载货车和客车的车外噪声级客车的车外噪声级美国规定卡车的噪声限值为美国规定卡车的噪声限值为80dB(A),依据欧盟法规的测量距离相当,依据欧盟法规的测量距离相当于于86 dB(A)。美国法规对在用车辆噪声限值:美国法规对在用车辆噪声限值:1975年:年:在距离道路中在距离道路中15m处进行测量,速度低于处进行测量,速度低于56km/h的限值为的限值为88 dB(A),超
22、出,超出56km/h的限值为的限值为92 dB(A).1989年:年:速度低于速度低于56km/h的限值为的限值为86 dB(A),超出,超出56km/h的限值的限值为为90 dB(A).同时还限定了车辆停车噪声,在传声器距离车辆中心线同时还限定了车辆停车噪声,在传声器距离车辆中心线15m处测处测量,限值为量,限值为88 dB(A).加州加州 在用轿车行驶噪声:在用轿车行驶噪声:82 dB(A)欧盟欧盟日本日本美国美国中国中国1979年我国首次颁布了年我国首次颁布了GB149579机动车辆允许噪声和机动车辆允许噪声和GB149679机动车辆噪声测量方法;机动车辆噪声测量方法;1996年国家环保
23、局和国家技术监督局联合年国家环保局和国家技术监督局联合发布了发布了GB161701996汽车定置噪汽车定置噪声限值声限值2002年,发布了年,发布了GB14952002汽车加速行驶车外噪声限值和测量方法汽车加速行驶车外噪声限值和测量方法GB14952002汽车加速行驶车外噪声限汽车加速行驶车外噪声限值和测量方法主要参考了联合国欧洲经济委员会值和测量方法主要参考了联合国欧洲经济委员会ECE R51和和ISO 362噪声测量标准,取代了原噪声测量标准,取代了原有两项国标有两项国标GB149579机动车辆允许噪声机动车辆允许噪声和和GB149679机动车辆噪声测量方法,机动车辆噪声测量方法,从从20
24、02年年10月月1日分日分2阶段实施。阶段实施。汽汽车车分分类类噪声限制噪声限制/dB(A)第一第一阶阶段段第二第二阶阶段段2002.10.1 12004.12.302004.12.30期期间间生生产产的汽的汽车车2005.1.1以后生以后生产产的汽的汽车车M17774M2(GVM3.5tM3.5t)或或N1(GVM3.5tM3.5t)GVM2tM2t78762t tGVM3.5tM3.5t7977M2(3.5t tGVM5tM5t)或或M3(GVM M5t5t)P150kW8280PP150kW8583N2(3.5t tGVM12tM12t)或或N3(GVM M12t12t)P75kW838
25、175kWP150kW8683PP150kW8884我国汽车加速行驶车外噪声限值我国汽车加速行驶车外噪声限值噪声限制技术噪声限制技术各阶段汽车主要降噪技术各阶段汽车主要降噪技术 汽车噪声限制原理汽车噪声限制原理1.隔声法隔声法2.吸声法吸声法3.消声法消声法4.隔振法隔振法5.主动限制法主动限制法隔声隔声 是噪声限制工程中常用的措施之一。它是利用是噪声限制工程中常用的措施之一。它是利用墙墙体、体、各种板材及构件使噪声源和接收者分开,阻断噪声在空各种板材及构件使噪声源和接收者分开,阻断噪声在空气中的气中的传传播,从而达到降低噪声的目的。播,从而达到降低噪声的目的。当声波在当声波在传传播播过过程中
26、程中,遇到匀遇到匀质质屏障物屏障物,使一部分声能被使一部分声能被屏障物反射屏障物反射,一部分被屏障物吸取一部分被屏障物吸取,一部分声能透一部分声能透过过屏障物屏障物辐辐射到另一空射到另一空间间,透射声能透射声能仅仅是入射声能的一小部分是入射声能的一小部分,具有具有隔声隔声实实力的屏障物力的屏障物,称称为为隔声构件或隔声隔声构件或隔声设备设备.吸声吸声在一般房在一般房间间里,当室内声源里,当室内声源发发出噪声出噪声时时,人,人们们除了可以听除了可以听到由声源到由声源传传来的直达声以外,来的直达声以外,还还会听到由室内各表面反射会听到由室内各表面反射而形成的反射声,使在室内的人而形成的反射声,使在
27、室内的人们们受到更大的噪声影响。受到更大的噪声影响。当声波入射到物体表面当声波入射到物体表面时时,一部分能量被反射,一部分能,一部分能量被反射,一部分能量被吸取,其余一部分声能却可以透量被吸取,其余一部分声能却可以透过过物体。物体。这这种状况下,种状况下,吸声材料和物体的吸声吸声材料和物体的吸声结结构就成构就成为为一种很重要的防止噪声一种很重要的防止噪声污污染的方法。染的方法。纤维类纤维类纤维类纤维类材料材料材料材料 纤维类纤维类材料又分无机材料又分无机纤维纤维和有机和有机纤维纤维两两类类。无机。无机纤维类纤维类主要有玻璃棉、玻主要有玻璃棉、玻璃璃丝丝、矿矿渣棉、岩棉及其制品。有机渣棉、岩棉及
28、其制品。有机纤维类纤维类主要有棉麻下脚料、棉絮、稻主要有棉麻下脚料、棉絮、稻草、海草及由甘蔗渣、麻草、海草及由甘蔗渣、麻丝丝等等经过经过加加工而制成的各种工而制成的各种软质纤维软质纤维板板 一、吸声材料一、吸声材料 49泡泡泡泡沫沫沫沫类类类类材材材材料料料料 主要有主要有脲醛脲醛泡沫塑料、氨基甲酸泡沫塑料、氨基甲酸酯酯泡泡沫塑料等。沫塑料等。这类这类材料的材料的优优点是容点是容积积密密度小(度小(1014kg/m3)、)、导热导热系数小、系数小、质质地地软软。缺点是易老化、耐火性差。缺点是易老化、耐火性差。目前用的最多的是聚氨目前用的最多的是聚氨酯酯泡沫塑料泡沫塑料 50颗颗颗颗粒粒粒粒类类
29、类类材材材材料料料料 主要有膨主要有膨胀胀珍宝岩、多孔陶土珍宝岩、多孔陶土砖砖、矿矿渣水泥等。它渣水泥等。它们们具有保温、防具有保温、防潮、不燃、耐潮、不燃、耐热热、耐腐、耐腐蚀蚀、抗、抗冻冻等等优优点点 51(1 1)薄板共振吸声)薄板共振吸声)薄板共振吸声)薄板共振吸声结结结结构构构构 将薄的胶合板、塑料板、金属板等材料的将薄的胶合板、塑料板、金属板等材料的将薄的胶合板、塑料板、金属板等材料的将薄的胶合板、塑料板、金属板等材料的周周周周边边边边固定在框架(称固定在框架(称固定在框架(称固定在框架(称龙龙龙龙骨)上,骨)上,骨)上,骨)上,这这这这种由薄板和种由薄板和种由薄板和种由薄板和板后
30、的封板后的封板后的封板后的封闭闭闭闭空气空气空气空气层层层层构成的系构成的系构成的系构成的系统统统统称称称称为为为为薄板共振吸薄板共振吸薄板共振吸薄板共振吸声声声声结结结结构。当声波入射到薄板上构。当声波入射到薄板上构。当声波入射到薄板上构。当声波入射到薄板上时时时时,薄板就,薄板就,薄板就,薄板就产产产产生生生生振振振振动动动动,发发发发生弯曲生弯曲生弯曲生弯曲变变变变形,板因此而出形,板因此而出形,板因此而出形,板因此而出现现现现内摩擦内摩擦内摩擦内摩擦损损损损耗,使振耗,使振耗,使振耗,使振动动动动的能量的能量的能量的能量转变为热转变为热转变为热转变为热量,达到减噪的目量,达到减噪的目量
31、,达到减噪的目量,达到减噪的目的。当入射声波的的。当入射声波的的。当入射声波的的。当入射声波的频频频频率与板系率与板系率与板系率与板系统统统统的固有的固有的固有的固有频频频频率相率相率相率相同同同同时时时时,便,便,便,便发发发发生共振,板的弯曲生共振,板的弯曲生共振,板的弯曲生共振,板的弯曲变变变变形最大,消耗形最大,消耗形最大,消耗形最大,消耗声能最多。声能最多。声能最多。声能最多。薄板厚度一般薄板厚度一般薄板厚度一般薄板厚度一般为为为为3 36mm6mm,空气,空气,空气,空气层层层层厚度厚度厚度厚度为为为为3030100mm100mm,其吸声系数一般,其吸声系数一般,其吸声系数一般,其
32、吸声系数一般为为为为0.20.20.50.5,共,共,共,共振振振振频频频频率率率率为为为为100100300Hz300Hz,属低,属低,属低,属低频频频频吸声。若在薄板吸声。若在薄板吸声。若在薄板吸声。若在薄板结结结结构的构的构的构的边缘边缘边缘边缘放一些松放一些松放一些松放一些松软软软软材料,如橡胶条、海材料,如橡胶条、海材料,如橡胶条、海材料,如橡胶条、海绵绵绵绵条、毛毡等,可以明条、毛毡等,可以明条、毛毡等,可以明条、毛毡等,可以明显显显显改善其吸声效果。改善其吸声效果。改善其吸声效果。改善其吸声效果。二、吸声二、吸声结结构构 52(2 2)单单单单孔共振吸声孔共振吸声孔共振吸声孔共振
33、吸声结结结结构构构构由腔体和由腔体和由腔体和由腔体和颈颈颈颈口口口口组组组组成,腔体通成,腔体通成,腔体通成,腔体通过颈过颈过颈过颈部与部与部与部与大气相通,孔大气相通,孔大气相通,孔大气相通,孔颈颈颈颈中的空气柱很短,可中的空气柱很短,可中的空气柱很短,可中的空气柱很短,可视为视为视为视为不行不行不行不行压缩压缩压缩压缩的整体,当声波入射的整体,当声波入射的整体,当声波入射的整体,当声波入射时时时时,孔,孔,孔,孔颈颈颈颈中中中中的气柱在声波的作用下便像活塞一的气柱在声波的作用下便像活塞一的气柱在声波的作用下便像活塞一的气柱在声波的作用下便像活塞一样样样样做往做往做往做往复运复运复运复运动动
34、动动,与,与,与,与颈颈颈颈壁壁壁壁发发发发生摩擦使声能生摩擦使声能生摩擦使声能生摩擦使声能转变为热转变为热转变为热转变为热能而能而能而能而损损损损耗。当系耗。当系耗。当系耗。当系统统统统的固有的固有的固有的固有频频频频率与入射声波率与入射声波率与入射声波率与入射声波频频频频率一率一率一率一样时样时样时样时,便,便,便,便发发发发生共振,声能得到最大生共振,声能得到最大生共振,声能得到最大生共振,声能得到最大吸取。吸取。吸取。吸取。这这这这种种种种结结结结构构构构对对对对低低低低频频频频吸声作用明吸声作用明吸声作用明吸声作用明显显显显。53*资料来源:(3 3)空)空)空)空间间间间吸声体吸声
35、体吸声体吸声体空空空空间间间间吸声体是由框架、吸声材料和吸声体是由框架、吸声材料和吸声体是由框架、吸声材料和吸声体是由框架、吸声材料和护护护护面面面面结结结结构做成具有各种形构做成具有各种形构做成具有各种形构做成具有各种形态态态态的的的的单单单单元体。元体。元体。元体。它它它它们悬们悬们悬们悬挂在有噪声的空挂在有噪声的空挂在有噪声的空挂在有噪声的空间间间间,各个,各个,各个,各个侧侧侧侧面都面都面都面都能起到吸声的作用,具有吸声系数高、能起到吸声的作用,具有吸声系数高、能起到吸声的作用,具有吸声系数高、能起到吸声的作用,具有吸声系数高、造价低、安装便利等特点。造价低、安装便利等特点。造价低、安
36、装便利等特点。造价低、安装便利等特点。54消声消声消声器是一种在允许气流通过的同时,又能有效地阻止或减弱声能向外传播的装置。它主要用于进、排气管道或通风管道的噪声控制。一个性能好的消声器,可使气流噪声降低2040dB(A)。阻性消声器 阻性消声器主要是利用多孔吸声材料来降低噪声的。把吸声材料固定在气流通道的内壁上,或使之按确定的方式排列在管道中,就构成了阻性消声器。当声波进入消声器后,由于摩擦力和粘滞阻力的作用,部分声能转化为热能散失,起到了消声作用。阻性消声器结构简洁,能较好地消退中、高频噪声,但不适合在高温、高湿环境中运用,对低频噪声消声效果也较差。在实际应用中被广泛用于消退风机、燃气轮机
37、等的进气噪声。常见阻性消声器的结构形式有直管式、折板式、片式、蜂窝式、迷宫式、声流式、盘式及室式等。消声器消声器类类型型 抗性消声器 抗性消声器不运用吸声材料,它是利用管道截面的突变或旁接共振腔,使声波发生反射或干涉,从而使部分声波不再沿管道接着传播、达到消声的目的。抗性消声器耐高温、耐气流冲击,适用于消退中低频噪声,实际应用中常用于消退空压机、内燃机和汽车排气噪声。常用的抗性消声器主要有扩张室(也叫膨胀室)消声器和共振腔消声器。扩张室消声器的基本结构是扩张室和接管的组合 复式消声器 阻性消声器在中高频范围内有较好的效果,而抗性消声器可以有效地降低中低频噪声。两者结合起来组成阻抗复合消声器,便
38、可在较宽的频率范围内获得良好的消声效果。新型消声器 新型消声器中常见的有微孔板消声器 微孔板消声器是我国研制的一种新型消声器。在厚度小于1mm的金属薄板上钻有很多孔径为0.51.0mm的微孔,将其顺着气流方向放置在容器或管路内,并在微孔板后面留有确定深度的腔室,就构成了微孔板消声器 隔振隔振隔振隔振就是将振源与基础或其它物体间近似于刚性的联接改成弹性联接,以防止或减弱振动能量的传递,从而达到防振的目的。一、隔振一、隔振类类型型(1)积极隔振或主动隔振 对振动源采取隔振措施,防止它对周围设备和建筑物的影响(2)消极隔振或被动隔振 对怕振的仪器仪表等物品采取隔振措施,以防止和减弱其它振动源通过基础
39、向仪器设备传递振动分分类类60 尽管主动隔振和消极隔振在目标上有所不同,但依据的原理和接受的方法基本上是一样的。常用的隔振器包括:二、隔振器二、隔振器 金属金属弹弹簧隔振器橡簧隔振器橡即即“胶隔振器胶隔振器”空气空气弹弹簧隔振器簧隔振器即即“隔振隔振垫垫”61金属金属弹弹簧隔振器簧隔振器 金属弹簧隔振器由钢丝、钢板或钢条制成。是目前国内外应用较广泛的低频隔振器,尤其应用于静态压缩量大于5cm或环境条件不允许接受橡胶材料的地方。它具有弹性好、耐高温、耐油、耐腐蚀、寿命长、承载实力高等优点。缺点是本身阻尼小,共振时传递率大,高频隔振性能差。常用的金属弹簧隔振器有圆柱形螺旋弹簧隔振器和板条式隔振器。
40、62AddYourTextAddYourText 用金属板制成的机罩、风管以及机器设备的壳体等金属结构,常会因振动的传导发生猛烈振动,从而产生较强的噪声。降低这种振动噪声普遍接受的方法是在振动构件上紧贴或喷涂一层高阻尼的材料,或者把板件设计成夹层结构。这种降噪措施习惯上称作阻尼减振,简称阻尼 三、阻尼减振三、阻尼减振 63阻尼材料与阻尼阻尼材料与阻尼层层 常用的阻尼材料有沥青、软橡胶和阻尼浆。阻尼浆是用多种高分子材料配制而成的,可依据配方自己配制。它主要由基料、填料和溶剂三部分组成。基料基料基料基料 基料是阻尼材料的主要成基料是阻尼材料的主要成基料是阻尼材料的主要成基料是阻尼材料的主要成分,其
41、作用是使构成阻尼材料分,其作用是使构成阻尼材料分,其作用是使构成阻尼材料分,其作用是使构成阻尼材料的各种成分的各种成分的各种成分的各种成分进进进进行粘合并粘接金行粘合并粘接金行粘合并粘接金行粘合并粘接金属板。基料性能的好坏属板。基料性能的好坏属板。基料性能的好坏属板。基料性能的好坏对对对对阻尼阻尼阻尼阻尼效果起确定性作用。常用的基效果起确定性作用。常用的基效果起确定性作用。常用的基效果起确定性作用。常用的基料有料有料有料有沥沥沥沥青、橡胶、青、橡胶、青、橡胶、青、橡胶、树树树树脂等。脂等。脂等。脂等。填料填料填料填料 填料的作用是增加填料的作用是增加填料的作用是增加填料的作用是增加阻尼材料的内
42、阻尼材料的内阻尼材料的内阻尼材料的内损损损损耗耗耗耗实实实实力、力、力、力、削减基料的用量以降低削减基料的用量以降低削减基料的用量以降低削减基料的用量以降低成本。常用的填料有膨成本。常用的填料有膨成本。常用的填料有膨成本。常用的填料有膨胀胀胀胀珍宝岩粉、石棉珍宝岩粉、石棉珍宝岩粉、石棉珍宝岩粉、石棉绒绒绒绒、碳酸碳酸碳酸碳酸钙钙钙钙、软软软软木粉等。一木粉等。一木粉等。一木粉等。一般状况下,填料占阻尼般状况下,填料占阻尼般状况下,填料占阻尼般状况下,填料占阻尼材料的材料的材料的材料的303060%60%。溶溶溶溶剂剂剂剂 溶剂的作用是溶解基料,常用的溶剂有汽油、醋酸乙醋、植物油等。主动限制主动
43、限制 依据声波的相干性或声波辐射抑制的原理,人为依据声波的相干性或声波辐射抑制的原理,人为制造一个限制声源,使其发生的声音与原来的噪声制造一个限制声源,使其发生的声音与原来的噪声源辐射噪声大小相等、相位相反的声波,使二者作源辐射噪声大小相等、相位相反的声波,使二者作用相互抵消。用相互抵消。发动机噪声限制发动机噪声限制o干脆从发动机机体及其主要附件向空间传出干脆从发动机机体及其主要附件向空间传出的声音,都属于发动机噪声。发动机噪声随的声音,都属于发动机噪声。发动机噪声随机型、转速、负荷及运行状况等的不同而有机型、转速、负荷及运行状况等的不同而有差异,如在转速相同的条件下,柴油机的噪差异,如在转速
44、相同的条件下,柴油机的噪声要比汽油机高。按噪声产生的性质,发动声要比汽油机高。按噪声产生的性质,发动机噪声可分为燃烧噪声、机械噪声和空气动机噪声可分为燃烧噪声、机械噪声和空气动力噪声。力噪声。发动机噪声限制发动机噪声限制燃烧噪声限制策略燃烧噪声限制策略(1)接受隔热活塞以提高燃烧室壁温度,缩短滞燃)接受隔热活塞以提高燃烧室壁温度,缩短滞燃期,降低空间雾化燃烧系统的直喷式柴油机的燃期,降低空间雾化燃烧系统的直喷式柴油机的燃烧噪声。烧噪声。(2)应用废气再循环技术也可降低柴油机的燃烧噪)应用废气再循环技术也可降低柴油机的燃烧噪声。声。废气再循环技术通过降低气缸最高压力,在抑废气再循环技术通过降低气
45、缸最高压力,在抑制制NOX产生的同时,也降低了燃烧噪声。产生的同时,也降低了燃烧噪声。(3)接受双弹簧喷油阀实现预喷。即将原本准备一个循)接受双弹簧喷油阀实现预喷。即将原本准备一个循环一次喷完的燃油分两次喷。环一次喷完的燃油分两次喷。第一次先喷入其中的小部分,提前在主喷之前就起先第一次先喷入其中的小部分,提前在主喷之前就起先进行着火的预反应,这样可削减滞燃期内积聚的可燃混进行着火的预反应,这样可削减滞燃期内积聚的可燃混合气数量。这是降低直喷式柴油机燃烧噪声的最有效措合气数量。这是降低直喷式柴油机燃烧噪声的最有效措施。施。(4)共轨喷油系统是一种很有前途的直喷式轿车柴油)共轨喷油系统是一种很有前
46、途的直喷式轿车柴油机电子限制高压燃油喷射系统,它能削减滞燃期内喷入机电子限制高压燃油喷射系统,它能削减滞燃期内喷入的燃油量,特殊有利于降低燃烧噪声。的燃油量,特殊有利于降低燃烧噪声。(5)接受增压。柴油机增压后进入气缸的空气充量)接受增压。柴油机增压后进入气缸的空气充量密度、温度和压力增加,从而改善了混合气的着火密度、温度和压力增加,从而改善了混合气的着火条件,使着火延迟期缩短。虽然增压柴油机最大爆条件,使着火延迟期缩短。虽然增压柴油机最大爆发压力有所增加,但其压力增长率和压力上升比发压力有所增加,但其压力增长率和压力上升比却变小,使柴油机运转平稳,噪声降低。却变小,使柴油机运转平稳,噪声降低
47、。此外,一般来说,涡轮增压柴油机最大额定功率的此外,一般来说,涡轮增压柴油机最大额定功率的转速要比同样气缸尺寸的非增压柴油机低,有利于转速要比同样气缸尺寸的非增压柴油机低,有利于降低燃烧噪声。增压空气中间冷却后,空气温度降降低燃烧噪声。增压空气中间冷却后,空气温度降低,充气效率得以提高,但同时也减弱了增压对降低,充气效率得以提高,但同时也减弱了增压对降低燃烧噪声的作用。低燃烧噪声的作用。(6)选用十六烷值高的燃料,着火延迟期较短,从而影)选用十六烷值高的燃料,着火延迟期较短,从而影响在着火延迟期内形成的可燃混合气数量,使压力上升响在着火延迟期内形成的可燃混合气数量,使压力上升率降低和减小燃烧噪
48、声。率降低和减小燃烧噪声。(7)燃烧室的选择和设计。)燃烧室的选择和设计。对于分开式燃烧室,精确的喷油通道、扩大通道对于分开式燃烧室,精确的喷油通道、扩大通道面积、限制喷射方向和预燃室进气涡流半径的优化,均面积、限制喷射方向和预燃室进气涡流半径的优化,均能抑制预混合燃烧,促进扩散燃烧,从而降低由低负荷能抑制预混合燃烧,促进扩散燃烧,从而降低由低负荷到高负荷较宽范围的燃烧噪声、燃油消耗和碳烟排放。到高负荷较宽范围的燃烧噪声、燃油消耗和碳烟排放。对于直喷式燃烧室,可以通过合理设计,使其在保对于直喷式燃烧室,可以通过合理设计,使其在保证足够的涡流下具有高紊动能,强化燃料与空气之间的证足够的涡流下具有
49、高紊动能,强化燃料与空气之间的扩散,以此来改善燃烧过程,实现柴油机低油耗、低噪扩散,以此来改善燃烧过程,实现柴油机低油耗、低噪声和低排放。声和低排放。活塞顶燃烧室结构对燃烧噪声有很大影响。孔口活塞顶燃烧室结构对燃烧噪声有很大影响。孔口较小、深度较深者,燃烧噪声就小得多,排放也明显较较小、深度较深者,燃烧噪声就小得多,排放也明显较好。再加上缩口形,减噪效果就更趋好转。因此,设计好。再加上缩口形,减噪效果就更趋好转。因此,设计时在变动许可范围内,最好选用缩口并尽可能加深些的时在变动许可范围内,最好选用缩口并尽可能加深些的形燃烧室。形燃烧室。机械噪声限制策略机械噪声限制策略1活塞敲击噪声活塞敲击噪声
50、降低活塞敲击噪声的措施有:降低活塞敲击噪声的措施有:(1)实行活塞销孔偏置,即将活塞销孔适当地朝主推)实行活塞销孔偏置,即将活塞销孔适当地朝主推力面偏移力面偏移12mm。(2)接受在活塞裙部开横向隔热槽,活塞销座镶调整)接受在活塞裙部开横向隔热槽,活塞销座镶调整钢件,裙部镶钢筒,接受椭圆锥体裙等方式来减小活钢件,裙部镶钢筒,接受椭圆锥体裙等方式来减小活塞塞40冷态配缸间隙。冷态配缸间隙。(3)增加缸套的刚度,不仅可以降低活塞的敲击声,)增加缸套的刚度,不仅可以降低活塞的敲击声,也可以降低因活塞与缸壁摩擦而产生的噪声。为了增也可以降低因活塞与缸壁摩擦而产生的噪声。为了增加缸套的刚度,可接受增加缸