噪声污染控制新技术的发展及其发展趋势

儿童体格发育调查噪声污染控制技术的发展及发展趋势
摘要:随着生活水平的提高,人们对汽车乘坐的舒适性也越显重视。本文综述了噪声的定义与来源及国内外车内噪声控制技术,重点论述了噪声的主动控制和被动控制,并预测了汽车噪声控制技术的发展趋势。 
关键词:定义;来源;主动控制;被动控制;发展趋势codysafe
采用工程技术措施控制噪声源的声输出,控制噪声的传播和接收,以得到人们所要求的声学环境,即为噪声控制。 
我国噪声控制技术起步较晚,改革开放之后的十几年时间里才逐渐重视起对噪声污染的控制,但是发展十分迅速,对噪声控制技术进行了系统的研究,并且取得了显著的成果,在有些方面甚至取得了令世界瞩目的突破性进展。 
消声器是一种在允许气流通过的同时,又能有效地阻止或减弱声能向外传播的装置。主要用于机械设备的进、排气管道或通风管道的噪声控制。一个性能好的消声器,可使气流噪声降低20~40dB。消声器种类有很多,但主要分为三类:阻性消声器、抗性消声器和复合消声器。
其中,阻性消声器主要是利用多孔吸声材料来降低噪声的。把吸声材料固定在气流通道的内壁上,或者按照一定的方式排列在管道中,就构成了阻性消声器。当声波进入消声器后,由于摩擦力和粘滞阻力的作用,部分声能转化为热能散失,起到消声作用,阻性消声器结构简单,能较好的消除中、高频噪声,但不适合在高温、湿度高的环境中使用,对低频噪声消声效果也较差。在实际应用中被广泛利用。而抗性消声器则不使用消声材料,它是利用管道截面的突变或旁接共振腔,使声波发生发生反射或干涉,从而使部分声波不再沿管道继续传播,从而达到消声的目的。抗性消声器耐高温,耐冲击,适用于消除中低频噪声,实际应用中常用于消除空压机、内燃机和汽车排气噪声的消声。将两者结合起来的是复合消声器,可在较宽的频率范围内获得良好的消声效果。除了三种传统消声器外,新型消声器中的比较常见的是微穿孔板消声器,是我国研制的一种新型消声器,在厚度小于1mm的金属薄板穿小孔后与板后的空腔组成共振结构,替代吸声材料。 
生活中随处可见各种消声技术的存在,如摩托车的消声器,风箱的消声器和械消声器,应用范围十分广泛,但消声器的测量评价方法虽然多年以前就开始进行了很多的研究工作,但直到近些年才出现了标准化的方法,我国在这个领域的研究还有很大的不足,不能做到针对某些消声器的特殊要求来进行实验测量,今后应特别加强这方面的工作。 
吸声降噪是控制室内噪声常用的技术措施,通过吸声材料和吸声结构来降低噪声,一般情况下,吸声控制能使室内噪声降低约3~5dB,使噪声严重的车间降噪6~10dB。吸声材料及结构的种类很多,根据其材料结构的不同,可以分为三类,多孔吸声材料:纤维状吸声材料,颗粒吸声材料和泡沫状吸声材料。共振吸声结构:单个共振器,穿孔板共振吸声结构和薄板共振吸声结构。还有特殊的吸声结构:薄膜共振吸声结构。在国际上,各大声学材料生产企业都在寻和开发新型的无机纤维吸声材料和结构,随着人们对健康和环境保护意识的提高,无机纤维吸声材料是未来吸声材料发展的趋势。 
声波在通过空气的传播途径中,碰到一匀质屏蔽无时,由于两分界特性阻抗的改变,使部分声能被屏蔽物反射回去,从而降低噪声的传播。隔声设备包括隔声门、隔声窗等各类隔声构件以及隔声间、隔声罩、隔声屏等专用隔声设备。关于隔声屏、隔声间和隔声罩的测量方法和评价方法是近几年才日趋完善的。 
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近年来,随着人们生活水平的提高,人们对振动控制提出了更高的要求。隔振技术作为振动控制的一个重要分支,越来越受到人们的重视,并在越来越多的方面得到应用。隔振技术分为被动隔振和主动隔振。与被动隔振相比,主动隔振技术具有自适应性好,可对低频振动进行隔离以及重量轻等优点,因而是未来隔振技术的研究热点。
随着汽车工业的发展,汽车给世界带来了现代物质文明,但同时也带来了环境噪声污染等社会问题。至此汽车噪声控制日益引起人们的关注,尤其近几年来,作为汽车乘坐舒适性的重要指标,汽车噪声也会在很大程度上反映出生产厂家的设计水平及工艺水平,噪声水平成为衡量汽车质量的重要标志之一,因此控制汽车噪声到最低水平也是追求的方向.汽车噪声通过声辐射的方式传到车外、车内,为了达到国家规定的噪声标准,需要控制车辆外部噪声;随着现代汽车对乘坐的舒适性和行使安全性的要求越来越高,需要降低车辆内部的噪声。车内噪声过大会影响汽车的舒适性、语言清晰度,甚至影响驾驶员和乘客的心理、生理健康,如果驾驶员长期处于噪声环境中容易引起疲劳造成交通事故和生命危险;车外噪声过大会影响路人的身心健康。因此只有掌握车辆噪声产生机理采取对症下药就显得非常必要了。 
车辆噪声主要是发动机噪声,按其产生的机理可以分为结构振动噪声和空气动力噪声。
苯胺类化合物在汽车发动机中,柴油机的燃烧噪声在总噪声中占有很大比例。目前所研究的降噪措施主要有: 
火成岩(1)采用隔热活塞以提高燃烧室壁温度,缩短滞燃期,降低空间雾化燃油系统的直喷式柴油机
的燃烧噪声。如尼莫尼克镍基合金是一种导热系数较低的材料,用它制成活塞可使顶部凹坑燃烧室温度升高,在1500R/min时温度可升高100~200℃,噪声降低2~4DB。 
(2)废气再循环。将发动机排出的废气部分通过进气管送回气缸,其初衷是降低XNO排放,但客观上,这样做提高了进气温度和燃烧室壁温度,有降低噪声的作用。 
(3)采用双弹簧喷油阀实现预喷。即将原本打算一个循环一次喷完的燃油分两次喷。第一次先喷入其中的小部分,提前在主喷之前就开始进行点燃的预反应,如此可减少滞燃期内积聚的可点燃油量。 
(4)采用增压技术,柴油机增压后,进入气缸的空气充量密度、温度和压力增加,从而改善了混合气的着火条件,使着火延迟期缩短。 
(5)燃烧室的选择和设计。燃烧室的型式和尺寸及燃烧系统的设计对燃烧噪声的大小产生影响。 
(6)减小供油提前角。供油提前角不同,导致在着火延迟期内喷入的燃料量不同,从而对燃烧过程产生影响,使发动机功率,油耗和排放物、噪声发动变化。
降低活塞敲击噪声的措施有:第一,采取活塞销孔偏置,即将活塞销孔适当地朝主推力面偏移1~2mm。一般发动机活塞的销孔轴线与活塞的中心线垂直相交,当活塞在上止点改变运动时,由于侧压力瞬间换向,使活塞与缸壁的接触面突然由一侧平移至另一侧,便产生活塞对气缸壁的“拍击”现象,增加了发动机的噪声。因此,高速发动机将活塞销孔朝主推力面偏移1~2mm。第二,采用在活塞裙部开横向隔热槽。第三,其它措施。如增加缸套的刚度,不仅可以降低活塞的敲击声,也可以降低因活塞与缸壁摩擦而产生的噪声。 
第一,直列式发动机:最常见的直列4缸发动机(L4)拥有结构简单,质量轻,动力输出充沛的优点,但其运转震动与噪音会比V型发动机明显。第二,V型发动机:能克制运转震动与获得更为平均的动力冲程,能利用活塞往复运转所产生的惯性相互抵消作用力,使发动机振动降至最低。第三,W发动机:发动机科技中的尖端技术,如两支反向平衡轴、可变进气歧管、可变气门正时等,使其功率输出不但大幅超越同级的V型发动机,而且运转平稳、噪声低。
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上面介绍的降噪措施属于被动控制,用被动方法降低噪声往往受到技术和经济的限制。随着微电子学的发展,人们采用主动控制降噪ANC(ActiveNoise Control)。主动噪声控制是利用声波干涉原理,采用次级声源产生一个与原噪声源幅值相同、相位相反的声波,两
列声波在空间叠加达到消声的目的,ANC技术已经成功应用在管道系统、火车操纵室等领域。这种控制的实现主要靠自适应滤波器、自适应算法,自适应算法决定了降噪的效果;另外一种方法是将智能元件嵌入车身结构中,传感器感受车身振动,产生信号并反馈给电子控制单元(ECU),经相应的控制算法处理后生产相应的控制信号经过功率放大后,驱动驱动器使车身结构产生应变改变结构的动态阻尼,实现对振动的主动控制。主动降噪效果远比传统的方案好得多,而且整车质量减轻、性能更好。

本文发布于:2024-09-21 20:39:06,感谢您对本站的认可!

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