汽车路噪控制:理论与应用
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二、路噪的主观感受

以上罗列了顾客对路噪的抱怨以及调查公司和汽车制造商对路噪的质量调查,而从NVH专业来说,可以把这些抱怨归纳成以下几类问题。

第一,低频敲鼓声。汽车行驶在粗糙路面时,由于路面波形或结构不平整等原因,轮胎和悬架被激励起来,而悬架又将这种低频振动传递到车身。车身板(如顶棚、后背门)的频率通常比较低,被激励的板对车内辐射低频声,形成车内低频敲鼓声。敲鼓声频率在100Hz以下,以20~80Hz为主,会让乘客感受到压耳,头晕,甚至呕吐,有时候有震耳欲聋的感觉,因此敲鼓声也被称为压耳声。特别是车身板的结构模态频率与车内声腔模态频率一致时,所产生的压耳声更加严重。

第二,低频轰鸣声。产生低频轰鸣声的原理与低频压耳声是一样的,即振动通过轮胎和悬架传递到车身,车身板振动后辐射噪声。乘客感受到的轰鸣声与压耳声有些类似,轰鸣声让人感受到“嗡、嗡、嗡”的声音,人的头部和身体感受到不舒服,但是耳朵没有压迫感。长时间处在轰鸣声的环境中,人会感觉到恶心,甚至呕吐。与压耳声不同的是它的频率稍微高一些,轰鸣声的频率一般从60多Hz到100多Hz。

第三,中频隆隆声。隆隆声是一种轰鸣加嘈杂的中频段声音,频率在100多Hz到500多Hz之间。有的隆隆声是以单频率或窄频段为主的声音,有的是多频率混杂的声音;有的以结构声为主,有的以空气声为主,有的是结构声与空气声混杂在一起。比如有的300多Hz的路噪中结构声和空气声的成分贡献相当,频率成分多,也给人轰鸣感觉。隆隆声中有一种特殊的声音,叫空腔声,它是由轮胎空腔产生的单频或窄频段声音。顾客抱怨时,会把它描述为单调的隆隆声或嗡嗡声。

第四,高频嘈杂声(花纹声)。嘈杂声主要是轮胎与路面相互作用时,在轮胎附近产生并传递到车内的噪声,其中花纹声是主要贡献,也有少数嘈杂声是通过轮胎-悬架-车身而传递到车内的。嘈杂声听上去像“哗啦啦”“哗哗哗”“呼啦”等声音。嘈杂声的频率从400多Hz到几千Hz,但主要集中在500~2000Hz。耳膜处最敏感的频率是1000Hz,外耳处最敏感的频率是4000Hz。在500~2000Hz频率段内,听阈最低,人耳对声音最敏感。在这个频率段内,尽管路噪的声压级不大,但是它影响人听力的清晰度。当中高频路噪到达一定量级,人会感受到这种声音粗糙,甚至杂乱无章。

第五,石子或水敲打底盘的声音。这种声音指的是石子或水被轮胎溅起后,敲打地板、轮毂包等地方而发出的声音,听上去像“哒哒”声。这种声音的频率段比较宽,没有特定的规律。乘客能清晰地听到溅水声或石子的敲打声。

这五种声音都与路面、轮胎、底盘和车身有关系,但是在介绍路噪时,通常只涉及前四种,图1.1给出了这四种声音的大致频率范围。石子敲打声和溅水声与车身底部的阻尼处理关系更加密切,因此,可以不将石子敲打声和溅水声归到路噪范畴。

图1.1 敲鼓声、轰鸣声、隆隆声和嘈杂声的大致频率范围