隨著汽車的出現,人們的生活節奏不斷加快,汽車作為現代交通工具最為普遍的一種工具,對人們的生活有著重要的影響。人們對汽車的功能需求也逐漸增加,在要求安全快速的基礎上,要求空間更加舒適。汽車行駛中,噪音較大,影響了乘車人員的健康。因此,汽車噪音也成為了汽車機械性能和舒適性的重要標準之一。
1汽車噪聲的產生極其主要控制方法
汽車噪音包括各類性質噪音的綜合性噪音,主要分為車外和車內噪音。
車外的噪音主要來源于汽車的各個部分噪音輻射到車外空間的噪音,主要有發動機的噪音、排氣和輪胎的噪音以及制動和傳動系統的噪音等。
而車內噪音主要是指車廂外部的汽車噪音經過多重途徑傳播到車內的噪音以及汽車各部分在振動時傳遞路徑激發的車身部件結構振動輻射到車內的噪音,這些噪音的聲波由于車內空間聲學特征的影響下,會形成復雜的混響聲場,最終形成車內的噪音。
汽車噪音的來源主要可以分為發動機噪音、車身共振噪音、輪胎噪音、底盤噪音以及風噪和車廂內部共鳴噪音等等。
目前,汽車技術中噪音的控制方法主要有兩種,分別是主動控制和被動控制。
主動控制是指在噪音控制過程中增加附加能源,來控制噪音,這類控制方法也稱之為有源控制。
被動控制噪音技術主要分為三個方面,首先,對生源噪音進行消除和減弱操作;其次,對噪音的傳播途徑進行控制,減少固體傳播;最后,保護車內乘客的噪音接受。
汽車的內飾材料中吸音隔音方法是被動控制噪音。
2影響吸音棉在汽車內飾中吸音效果的因素
(一)材料的流阻
吸音棉是多孔吸聲材料,當聲波在空氣中引起振動時,吸音棉透氣性的物理參數會使微量的空氣從多孔材料的孔隙中通過,此時材料的兩面的靜壓差和氣流線速度之間的比就是材料的流阻。吸引材料的內部微孔數量、大小以及互相連通的程度等因素都會影響流阻的大小,流阻的大小對材料吸音作用有著重要的影響。一定厚度的多空材料應該對應一個合理的流阻數值,過高或過低都會影響材料的吸音性能。因此,要對材料的流阻進行調整,將流阻值控制在科學的范圍內,發揮出其最大的作用。
(二)孔除率
多空材料的空氣體積與材料的總體積之間的比例就是孔隙率,通常用百分比進行表示。通常情況下,多孔吸聲材料的孔隙率在70%左右,有些高達90%左右。多空材料的孔隙最好要細小且均勻分布,增加材料內的筋絡面積,促進噪音的吸收。
(三)材料厚度的影響
同一種多孔吸音材料的厚度一定,在低頻范圍內吸聲系數相對較低,而隨著頻率的增加吸聲系數快速增加,達到高頻范圍時,吸聲系數的變化不明顯。但材料的厚度繼續增加,高頻吸收噪音效果增加不明顯,而厚度增加對低頻吸聲系數有較大的影響。通過實驗表明,同一類多孔材料,在堆密度相同時,厚度和頻率的乘積對吸聲系數有著決定性的作用。當材料的厚度為之前的兩倍時,頻譜曲線向低頻方向移動一個倍的頻帶。
(四)多孔材料背后空氣層的影響
多孔材料的背后空氣層的厚薄程度,對其吸聲功能有著重要的影響。當多孔材料與剛性壁有一定的空間時,材料的背面會出現一定的空腔,增加了材料的有效厚度,對其低頻噪音吸收功能有著一定的影響。當多孔材料的厚度與堆密度一定時,背后空氣層變化的影響較大,當空氣層厚度為1/4波長的奇數倍時,吸聲系數達到最大值。
(五)外部使用條件變化的影晌
首先,溫度的影響和變化,會使聲速和波長變化,也會因為空氣鉆滯性導致流阻的變化,影響材料的吸聲功能。通常,溫度升高,高頻吸聲頻率的曲線移向高頻;其次。濕度的影響,多孔材料吸收水分,導致材料的本質發生變化,材料的孔隙率下降,吸聲性能受到影響。
3吸音棉在汽車內飾中的應用
(一)吸音材料的運用
隨著人們對汽車的需求增加,車內的噪音控制也成為汽車產品研發中重要的內容之一。目前,汽車使用的吸聲材料大多是多孔材料,例如石棉、玻璃棉、礦渣棉、復合材料以及毛氈等,多孔吸音材料主要是吸收中頻和高頻噪音。通過丈量研究和相關試驗可知,適當的增加材料的厚度和容重,切合理設計吸聲的結構,吸音材料也能夠吸收一定的低頻噪音。
例如市場上的M品牌汽車,改汽車的一款車型中,將吸音棉放置在A柱護板、B柱護板以及門護板、中通道、輪罩護板等內飾材料中,以及將吸音棉用在頂棚背面進行吸收噪音。要想單獨的使用某一種吸音材料,可以通過增加材料的厚度來提高噪音的吸收效果,但增加厚度也增加了成本,且影響了汽車的外觀。
所以,可以利用吸音棉與鈑金、內飾護板共同形成良好的隔音結構,噪音的隔離和吸收效果要明顯高于單獨使用吸音棉。該車型的吸音棉厚度為6毫米,車內前倉等容易產生較大噪音的部位厚度增加到23毫米。這樣的設計,不僅能夠較好的減少車內噪音,同時還能夠降低成本。將吸音棉用在汽車頂棚的背面與傳統的處理方式相比不僅具有環保、易剪裁、美觀等特點同時還能夠起到隔熱的效果。該車型在發動機蓋內核前倉防火墻處使用玻纖復合材料,材料的厚度為30毫米,這樣的設計能夠減弱噪音源輻射的強度。
(二)隔音材料的應用
隔音材料能夠減弱和阻隔噪音的傳播,主要是利用某一種隔音材料或者裝置將聲波與車內的環境相隔離,從而避免噪音的輻射到達車內,達到減弱噪音的目的。M車型上,隔音材料主要是通過前倉減震墊來隔斷前倉噪音的傳播。
(三)阻尼材料的應用
阻尼材料的應用是指阻尼減振來降低噪音,在振動的金屬薄板上涂上阻尼材料,來減弱金屬薄板的振動,從而減弱噪音。金屬薄板受到激發形成彎曲振動時,阻尼材料受到影響,此時阻尼材料內部進行錯動和摩擦,將振動能量轉為熱能,從而減少振動,達到降低噪音的目的。阻尼材料與金屬薄板的結合主要是自由阻尼層和約束阻尼層,汽車內飾大多采用自由阻尼方法。