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进气系统噪声

汽车进气系统

进气系统介绍参见:NVH百科之汽车进气系统

进气系统噪声

进气系统噪声,英文Air Intake Noise。发动机进气系统除了为发动机提高干净的、充足的空气之外,同时还要降低从发动机端传出的噪声。随着发动机的设计水平和制造技术的不断提高,发动机工作时自身所产生的机械噪声和燃烧噪声正逐渐降低,而进气噪声对整车以及车内噪声的影响也就越来越明显,因此进气系统的降噪设计是非常重要的。

进气系统噪声产生机理

汽车进气系统噪声可以分为进气口噪声辐射噪声两部分,如下图所示,而从产生机理上又可以分为空气噪声结构噪声两种。

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空气噪声包括气流脉动噪声和涡流噪声。

1、气流脉动噪声

整个进气系统可以看成是一个开口-闭口的系统,进气系统入口处为开口端,而发动机侧为闭口端,那么随着进气门的周期性开、闭就会产生压力起伏,从而形成了气流脉动噪声,该部分噪声主要以低频为主。而如果进气管道的空气柱的固有频率与进气系统产生的周期性脉动噪声的主频一致时,这时就会产生气柱的共鸣。

2、涡流噪声

涡流噪声主要是当进气气流以高速流经气门流通截面时,形成涡流,产生涡流气动噪声,该噪声频段主要为高频。

进气结构辐射噪声是由于塑料壳体(主要是空气滤清器)的刚度特性较小导致的,在内部压力波的激励下,壳体产生振动,外表面推动空气产生波动,从而辐射出噪声。

进气系统的NVH设计与优化

1、减振

主要是通过在车体与进气系统元件之间采用橡胶垫隔离或者在与发动机进气口管道处加设柔性管来实现,从而降低了共振的几率,并在一定程度上减小了结构辐射噪声

2、降噪

进气系统噪声最主要的是气流脉动噪声,同时也是最难消除的低频噪声,因此除了尽可能的增加消声容积外,合理设计空气滤清器(扩张消声器),一般还需要在进气系统里设计特殊的消声单元,如赫尔姆兹共鸣器、 1/4波长管、1/2波长管等,如下图所示。

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图片来源:汽车进排气系统NVH设计-庞剑

3、声品质要求

除了减振和降噪的要求外,某些高档跑车和豪华轿车出于声品质方面的要求,会在进气系统里设计进气调音器,通过进气系统将富有动感的声音传递到车内,从而实现车内声品质的要求。具体参见:NVH百科之进气调音器–Symposer

更多NVH相关术语解释参见:NVH术语

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