商用车排气系统的振动噪声问题研究

王日尧

（广州汽车集团股份有限公司汽车工程研究院 广州 510630）

1 前言

国内某汽车公司开发制造的一款商用车销量极速提升，但售后服务方面出现了问题，大部分汽车购买者反应该款商用车的驾驶室出现严重的噪音问题，某汽车公司对此展开实验与检查，最终发现商用车排气系统的振动问题是导致驾驶室出现严重噪音的主要原因。本文基于此展开研究，提出对商用车排气系统振动噪声的控制方法，希望能解决这种噪音问题。

2 汽车的排气系统

汽车的排气系统是汽车内部的发动器排气管和各个零件的整体构成，其能够起到降低噪音和振动的重要功能，同时对汽车排出的废气进行处理。经过检查与实验后得知，排气系统主要对某款商用车形成以下两种影响：

第一，排气系统发生振动噪音后会通过车身或吊挂将震动感传递到驾驶室，从而造成驾驶室出现噪音问题。

第二，是排气系统本身在进行排气时所产生的噪音，因汽车内部结构问题，该噪音无法分开处理，会传递到驾驶室形成严重的噪音问题。[1]

3 排气系统的振动源

根据实验检测可知，某款商务车的排气系统的振动源主要分为四种：

第一种，是发动机在机械方面的振动源。发动机在排气系统的内部机械中拥有至关重要的地位，并且发动机如果发生振动就会直接传递至排气系统，导致排气系统发生振动。

第二种，是发动机出现气流方面的冲击振动。发动机在运作过程中会出现高速气流，该气流在通过气缸进行排出期间会对排气歧管造成气流冲击。

第三种是排气管道内部的声波问题。当排气管道内部出现声波并且运动过程中会对管道结构和排气系统当中的消声器形成强烈冲击，这种声波激励会通过挂钩等零器件的中介物传递到车体。

第四种，车体的振动，汽车在行驶过程中会出现振动的情况，这种振动会随着挂钩传递到汽车发动机，进而提高发动机的振动。

4 商用车排气系统振动噪声的控制方法

4.1 增大消声器容积，改变消声器结构

该商用车排气系统的消声器是由一个环形的穿孔前消声器和赫姆霍兹消声器组成，总消声器的容积为12L，但国内专家人士通过实验后最终发现，消声器容积和发动机排量的比例应该在9倍左右。为了保证商用车排气系统能够有效降低噪声，因此需要对前消进行改动，将环形管道改造成圆形并且对长度进行改动，要确保环形管道的长度，同时提升消声器容积到4L左右，[2]以此填补容积方面的不足，同时要适当改变消声器的内部结构，比如在穿孔前消声器外安装设置吸声棉，在保证消声器符合消声器理论基础的同时在尾管部位进行改造，添置一些框型罐和吸声材料，提升消声器的高频消声效果，最后将原本的单层外壳改造成双层外壳，为消声器提供结实的保护外壳，避免在振动中出现外壳损坏等情况。

4.2 改变尾管形状及长度

尾管噪声作为脉动的一种表现形式，其由两个部分构成：空气噪音和气流摩擦噪音，在原尾管弯向地面方向进行排气时会将气体引导出去，形成一定程度的噪音，为了避免这种问题，可以将尾管的外形、内部组成以及长度进行适当性安装，在确保尾管能够正常工作的前提下，将尾管的长度进行缩短，同时让尾管对准的方向从地面转成后方，这样气体在排出过程就会减少噪音。

4.3 其它方法

除了以上两种对策，还有两种方法总结如下：

第一，要确保悬挂的自由度。为了防止排气系统在运行过程中出现堵塞的情况，应当让悬吊具备良好的自由性，让悬吊拥有良好的弹性程度，能够减少排气系统的振动，从而减少排气系统对车身的振动传递，同时在排气系统当中设置的悬挂点在安装位置上需要根据模态振型的节点附件来布置，不可安装在振动感较高的位置。

第二，添加软波纹管。为了减少发动机对车身传递的振动，需要适当在三元催化器当中添加软波纹管，软波纹管在选取的标准上应当选择稍软稍长，这样才能有效降低发动向排气系统后方部位传递的振动。

5 结论

据专家表明，人们长时间处于高噪音环境下会导致血压和心率提高，对健康造成危害。因此，汽车驾驶室一旦出现严重的噪音问题，不光会对驾驶者的精神方面造成严重影响，同时会对驾驶者的健康造成不可逆转的损害。本文基于此展开研究，以某商用车作为研究对象，经过实验调查后得知该商用车的汽车驾驶室噪音问题主要来源于排气系统的振动，需要从消声器、尾管和悬挂等多方面对排气系统的振动噪音进行有效控制，从根本上避免汽车驾驶室的噪音问题发生，为汽车驾驶者提供舒适的驾驶环境。