王日堯

（廣州汽車集團(tuán)股份有限公司汽車工程研究院 廣州 510630）

1 前言

國內(nèi)某汽車公司開發(fā)制造的一款商用車銷量極速提升，但售后服務(wù)方面出現(xiàn)了問題，大部分汽車購買者反應(yīng)該款商用車的駕駛室出現(xiàn)嚴(yán)重的噪音問題，某汽車公司對此展開實(shí)驗(yàn)與檢查，最終發(fā)現(xiàn)商用車排氣系統(tǒng)的振動問題是導(dǎo)致駕駛室出現(xiàn)嚴(yán)重噪音的主要原因。本文基于此展開研究，提出對商用車排氣系統(tǒng)振動噪聲的控制方法，希望能解決這種噪音問題。

2 汽車的排氣系統(tǒng)

汽車的排氣系統(tǒng)是汽車內(nèi)部的發(fā)動器排氣管和各個零件的整體構(gòu)成，其能夠起到降低噪音和振動的重要功能，同時對汽車排出的廢氣進(jìn)行處理。經(jīng)過檢查與實(shí)驗(yàn)后得知，排氣系統(tǒng)主要對某款商用車形成以下兩種影響：

第一，排氣系統(tǒng)發(fā)生振動噪音后會通過車身或吊掛將震動感傳遞到駕駛室，從而造成駕駛室出現(xiàn)噪音問題。

第二，是排氣系統(tǒng)本身在進(jìn)行排氣時所產(chǎn)生的噪音，因汽車內(nèi)部結(jié)構(gòu)問題，該噪音無法分開處理，會傳遞到駕駛室形成嚴(yán)重的噪音問題。[1]

3 排氣系統(tǒng)的振動源

根據(jù)實(shí)驗(yàn)檢測可知，某款商務(wù)車的排氣系統(tǒng)的振動源主要分為四種：

第一種，是發(fā)動機(jī)在機(jī)械方面的振動源。發(fā)動機(jī)在排氣系統(tǒng)的內(nèi)部機(jī)械中擁有至關(guān)重要的地位，并且發(fā)動機(jī)如果發(fā)生振動就會直接傳遞至排氣系統(tǒng)，導(dǎo)致排氣系統(tǒng)發(fā)生振動。

第二種，是發(fā)動機(jī)出現(xiàn)氣流方面的沖擊振動。發(fā)動機(jī)在運(yùn)作過程中會出現(xiàn)高速氣流，該氣流在通過氣缸進(jìn)行排出期間會對排氣歧管造成氣流沖擊。

第三種是排氣管道內(nèi)部的聲波問題。當(dāng)排氣管道內(nèi)部出現(xiàn)聲波并且運(yùn)動過程中會對管道結(jié)構(gòu)和排氣系統(tǒng)當(dāng)中的消聲器形成強(qiáng)烈沖擊，這種聲波激勵會通過掛鉤等零器件的中介物傳遞到車體。

第四種，車體的振動，汽車在行駛過程中會出現(xiàn)振動的情況，這種振動會隨著掛鉤傳遞到汽車發(fā)動機(jī)，進(jìn)而提高發(fā)動機(jī)的振動。

4 商用車排氣系統(tǒng)振動噪聲的控制方法

4.1 增大消聲器容積，改變消聲器結(jié)構(gòu)

該商用車排氣系統(tǒng)的消聲器是由一個環(huán)形的穿孔前消聲器和赫姆霍茲消聲器組成，總消聲器的容積為12L，但國內(nèi)專家人士通過實(shí)驗(yàn)后最終發(fā)現(xiàn)，消聲器容積和發(fā)動機(jī)排量的比例應(yīng)該在9倍左右。為了保證商用車排氣系統(tǒng)能夠有效降低噪聲，因此需要對前消進(jìn)行改動，將環(huán)形管道改造成圓形并且對長度進(jìn)行改動，要確保環(huán)形管道的長度，同時提升消聲器容積到4L左右，[2]以此填補(bǔ)容積方面的不足，同時要適當(dāng)改變消聲器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，比如在穿孔前消聲器外安裝設(shè)置吸聲棉，在保證消聲器符合消聲器理論基礎(chǔ)的同時在尾管部位進(jìn)行改造，添置一些框型罐和吸聲材料，提升消聲器的高頻消聲效果，最后將原本的單層外殼改造成雙層外殼，為消聲器提供結(jié)實(shí)的保護(hù)外殼，避免在振動中出現(xiàn)外殼損壞等情況。

4.2 改變尾管形狀及長度

尾管噪聲作為脈動的一種表現(xiàn)形式，其由兩個部分構(gòu)成：空氣噪音和氣流摩擦噪音，在原尾管彎向地面方向進(jìn)行排氣時會將氣體引導(dǎo)出去，形成一定程度的噪音，為了避免這種問題，可以將尾管的外形、內(nèi)部組成以及長度進(jìn)行適當(dāng)性安裝，在確保尾管能夠正常工作的前提下，將尾管的長度進(jìn)行縮短，同時讓尾管對準(zhǔn)的方向從地面轉(zhuǎn)成后方，這樣氣體在排出過程就會減少噪音。

4.3 其它方法

除了以上兩種對策，還有兩種方法總結(jié)如下：

第一，要確保懸掛的自由度。為了防止排氣系統(tǒng)在運(yùn)行過程中出現(xiàn)堵塞的情況，應(yīng)當(dāng)讓懸吊具備良好的自由性，讓懸吊擁有良好的彈性程度，能夠減少排氣系統(tǒng)的振動，從而減少排氣系統(tǒng)對車身的振動傳遞，同時在排氣系統(tǒng)當(dāng)中設(shè)置的懸掛點(diǎn)在安裝位置上需要根據(jù)模態(tài)振型的節(jié)點(diǎn)附件來布置，不可安裝在振動感較高的位置。

第二，添加軟波紋管。為了減少發(fā)動機(jī)對車身傳遞的振動，需要適當(dāng)在三元催化器當(dāng)中添加軟波紋管，軟波紋管在選取的標(biāo)準(zhǔn)上應(yīng)當(dāng)選擇稍軟稍長，這樣才能有效降低發(fā)動向排氣系統(tǒng)后方部位傳遞的振動。

5 結(jié)論

據(jù)專家表明，人們長時間處于高噪音環(huán)境下會導(dǎo)致血壓和心率提高，對健康造成危害。因此，汽車駕駛室一旦出現(xiàn)嚴(yán)重的噪音問題，不光會對駕駛者的精神方面造成嚴(yán)重影響，同時會對駕駛者的健康造成不可逆轉(zhuǎn)的損害。本文基于此展開研究，以某商用車作為研究對象，經(jīng)過實(shí)驗(yàn)調(diào)查后得知該商用車的汽車駕駛室噪音問題主要來源于排氣系統(tǒng)的振動，需要從消聲器、尾管和懸掛等多方面對排氣系統(tǒng)的振動噪音進(jìn)行有效控制，從根本上避免汽車駕駛室的噪音問題發(fā)生，為汽車駕駛者提供舒適的駕駛環(huán)境。