車載環境下的噪聲分析

做者：凌逆戰
時間：2019年11月1日
博客園地址：http://www.javashuo.com/article/p-vpmnrgqb-dn.html

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　　想要下降汽車噪聲，就要了解汽車室內噪聲環境，

汽車噪聲系統框圖

外部激勵：風噪、路噪以及環境噪聲等激勵噪聲

內部激勵：懸架系統、變速箱系統、發動機等系統在行車時形成的 振動激勵噪聲

車腔噪聲以非線性形式傳導，一般將其傳導方式分爲固體傳導和空氣傳導

• 固體傳導：車輛懸架系統、發動機、變速器、制動系統等振動部件經過汽車底盤傳輸至車身，後經車身的振動產生輻射噪聲引發車腔內的噪聲
• 空氣傳導：汽車行駛時與空氣摩擦噪聲等經過壁板輻射進入車內的噪聲

汽車的主要噪聲源和傳播途徑

　　因爲被動噪聲控制(Passive Noise Control，PNC)技術，使用高效的隔音吸音性強的材料吸取輻射噪聲。因爲 PNC 技術能很好的吸附高頻噪聲，起到有效的緩解車內噪聲的做用。

　　可是 PNC 技術用於抵消車內的低頻段噪聲不會起到良好的效果，相反因爲材料價格昂貴、質量大會對汽車的生產裝配形成很大的困難，而汽車車腔內的噪聲又以低頻噪聲爲主，因此 PNC 技術在處理車內的低頻噪聲具備很大的劣勢。

注意：汽車車腔內的噪聲又以低頻噪聲爲主，所以回聲消除、車載降噪等算法的目標也主要是低頻噪聲，還有人說話的聲音。

車內噪聲的來源和傳播路徑

動力系統、進排氣系統、冷卻系統等聲源產生的噪聲會圍繞車造成一個不均勻的輻射聲場，噪聲會經過車身板件和門窗孔隙進入車腔，或是做用在車身板件經過固體傳導振動造成輻射噪聲進入車腔。

500Hz以上 空氣傳聲所佔能量大

400Hz以上 固體傳聲所佔能量大

前面已經說了，高頻聲音幾乎被車內吸音材料吸取，咱們主要須要處理的就是低頻噪聲

發動機主要噪聲分析：

（1）燃燒噪聲： 發動機的燃燒噪聲是以高頻爲主，由於氣缸內燃料燃燒致使壓力增大生成的衝擊波的振動而產生的，其大小區別於發動機的結構自己的一種噪聲。因爲被動降噪已經能夠對高頻爲主的燃燒噪聲進行良好的控制，因此不作重點研究。

（2）機械噪聲： 機械噪聲是發動機工做時，傳動系統運動件與固定件之間發生週期性變化的機械做用力做用產生的，其與汽車的結構參數、動力參數有着直接的關係。在實際應用中，必須注意由不平衡慣性力引發的振動和噪聲。

（3）進氣噪聲：進氣噪聲主要以低頻成分爲主，

（4）排氣噪聲：汽車排氣噪聲的振動源主要有四個：發動機的機械振動、氣流衝擊、聲波激勵以及車體振動，低頻爲主

車內主要噪聲分析：

（1）空調噪聲：空調系統工做時發出的噪聲，包括風機產生的逸入房間中的噪聲，和風管末端處的再生噪聲，風機產生的噪聲是葉片旋轉時撞擊周圍空氣而產生的有調噪聲和有渦流引發的無規則噪聲

（2）講話聲音：人類基音的範圍約在70~350Hz之間，男聲的基音頻率通常在100~200Hz之間，女聲則在200~350Hz之間，正常人可以聽見20Hz到20000Hz的聲音，而老年人的高頻聲音減小到10000Hz（或能夠低到6000Hz）左右。

車外主要噪聲分析：

（1）風噪：汽車在高速行駛的過程當中迎面而來的風的壓力已超過車門的密封助力進入車內而產生的，行駛速度越快，風噪越大（主要經過：四門密封間隙、包括總體薄鋼板產生和傳遞）

（2）路噪：車輛高速行駛的時候風切入造成噪聲及行駛帶動底盤震動產生的，還有路上沙石衝擊車底盤也會產生噪聲，這是路噪的主要來源（主要經過：四車門、後備箱、前葉子板、前輪弧產生和傳遞）

共鳴噪聲：車體自己就像是一個箱體，而聲音自己就有反射和重疊的性質，當聲音傳入車內時，如沒有吸音和隔音材料來吸取和阻隔，噪聲就會不斷折射和重疊，造成的共鳴聲（主要經過：噪聲進入車內，疊加、反射產生）

劃重點：BB了那麼多，車內噪聲，主要就是處理低頻聲音，並且車內噪聲混雜，所以車內的噪聲多爲不相關信號。咱們在作車載音頻降噪的時候，主要針對這兩條特性進行算法設計就能事半功倍啦~。