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吸音棉在汽车内饰应用中发挥的作用

来源:www.defnzs.com 发表时间:2019-07-11

随着汽车的出现,人们的生活节奏不断加快,汽车作为现代交通工具最为普遍的一种工具,对人们的生活有着重要的影响。人们对汽车的功能需求也逐渐增加,在要求安全快速的基础上,要求空间更加舒适。汽车行驶中,噪音较大,影响了乘车人员的健康。因此,汽车噪音也成为了汽车机械性能和舒适性的重要标准之一。
1. 汽车噪声的产生极其主要控制方法
汽车噪音包括各类性质噪音的综合性噪音,主要分为车外和车内噪音。
车外的噪音主要来源于汽车的各个部分噪音辐射到车外空间的噪音,主要有发动机的噪音、排气和轮胎的噪音以及制动和传动系统的噪音等。
而车内噪音主要是指车厢外部的汽车噪音经过多重途径传播到车内的噪音以及汽车各部分在振动时传递路径激发的车身部件结构振动辐射到车内的噪音,这些噪音的声波由于车内空间声学特征的影响下,会形成复杂的混响声场,最终形成车内的噪音。
汽车噪音的来源主要可以分为发动机噪音、车身共振噪音、轮胎噪音、底盘噪音以及风噪和车厢内部共鸣噪音等等。
目前,汽车技术中噪音的控制方法主要有两种,分别是主动控制和被动控制。
主动控制是指在噪音控制过程中增加附加能源,来控制噪音,这类控制方法也称之为有源控制。
被动控制噪音技术主要分为三个方面,首先,对生源噪音进行消除和减弱操作;其次,对噪音的传播途径进行控制,减少固体传播;最后,保护车内乘客的噪音接受。
汽车的内饰材料中吸音隔音方法是被动控制噪音。
2. 影响吸音棉在汽车内饰中吸音效果的因素
(一)材料的流阻
吸音棉是多孔吸声材料,当声波在空气中引起振动时,吸音棉透气性的物理参数会使微量的空气从多孔材料的孔隙中通过,此时材料的两面的静压差和气流线速度之间的比就是材料的流阻。吸引材料的内部微孔数量、大小以及互相连通的程度等因素都会影响流阻的大小,流阻的大小对材料吸音作用有着重要的影响。一定厚度的多空材料应该对应一个合理的流阻数值,过高或过低都会影响材料的吸音性能。因此,要对材料的流阻进行调整,将流阻值控制在科学的范围内,发挥出其最大的作用。
(二)孔除率
多空材料的空气体积与材料的总体积之间的比例就是孔隙率,通常用百分比进行表示。通常情况下,多孔吸声材料的孔隙率在70%左右,有些高达90%左右。多空材料的孔隙最好要细小且均匀分布,增加材料内的筋络面积,促进噪音的吸收。
(三)材料厚度的影响
同一种多孔吸音材料的厚度一定,在低频范围内吸声系数相对较低,而随着频率的增加吸声系数快速增加,达到高频范围时,吸声系数的变化不明显。但材料的厚度继续增加,高频吸收噪音效果增加不明显,而厚度增加对低频吸声系数有较大的影响。通过实验表明,同一类多孔材料,在堆密度相同时,厚度和频率的乘积对吸声系数有着决定性的作用。当材料的厚度为之前的两倍时,频谱曲线向低频方向移动一个倍的频带。
(四)多孔材料背后空气层的影响
多孔材料的背后空气层的厚薄程度,对其吸声功能有着重要的影响。当多孔材料与刚性壁有一定的空间时,材料的背面会出现一定的空腔,增加了材料的有效厚度,对其低频噪音吸收功能有着一定的影响。当多孔材料的厚度与堆密度一定时,背后空气层变化的影响较大,当空气层厚度为1/4波长的奇数倍时,吸声系数达到最大值。
(五)外部使用条件变化的影晌
首先,温度的影响和变化,会使声速和波长变化,也会因为空气钻滞性导致流阻的变化,影响材料的吸声功能。通常,温度升高,高频吸声频率的曲线移向高频;其次。湿度的影响,多孔材料吸收水分,导致材料的本质发生变化,材料的孔隙率下降,吸声性能受到影响。
3. 吸音棉在汽车内饰中的应用
(一)吸音材料的运用
随着人们对汽车的需求增加,车内的噪音控制也成为汽车产品研发中重要的内容之一。目前,汽车使用的吸声材料大多是多孔材料,例如石棉、玻璃棉、矿渣棉、复合材料以及毛毡等,多孔吸音材料主要是吸收中频和高频噪音。通过丈量研究和相关试验可知,适当的增加材料的厚度和容重,切合理设计吸声的结构,吸音材料也能够吸收一定的低频噪音。
例如市场上的M品牌汽车,改汽车的一款车型中,将吸音棉放置在A柱护板、B柱护板以及门护板、中通道、轮罩护板等内饰材料中,以及将吸音棉用在顶棚背面进行吸收噪音。要想单独的使用某一种吸音材料,可以通过增加材料的厚度来提高噪音的吸收效果,但增加厚度也增加了成本,且影响了汽车的外观。
所以,可以利用吸音棉与钣金、内饰护板共同形成良好的隔音结构,噪音的隔离和吸收效果要明显高于单独使用吸音棉。该车型的吸音棉厚度为6毫米,车内前仓等容易产生较大噪音的部位厚度增加到23毫米。这样的设计,不仅能够较好的减少车内噪音,同时还能够降低成本。将吸音棉用在汽车顶棚的背面与传统的处理方式相比不仅具有环保、易剪裁、美观等特点同时还能够起到隔热的效果。该车型在发动机盖内核前仓防火墙处使用玻纤复合材料,材料的厚度为30毫米,这样的设计能够减弱噪音源辐射的强度。
(二)隔音材料的应用
隔音材料能够减弱和阻隔噪音的传播,主要是利用某一种隔音材料或者装置将声波与车内的环境相隔离,从而避免噪音的辐射到达车内,达到减弱噪音的目的。M车型上,隔音材料主要是通过前仓减震垫来隔断前仓噪音的传播。
(三)阻尼材料的应用
阻尼材料的应用是指阻尼减振来降低噪音,在振动的金属薄板上涂上阻尼材料,来减弱金属薄板的振动,从而减弱噪音。金属薄板受到激发形成弯曲振动时,阻尼材料受到影响,此时阻尼材料内部进行错动和摩擦,将振动能量转为热能,从而减少振动,达到降低噪音的目的。阻尼材料与金属薄板的结合主要是自由阻尼层和约束阻尼层,汽车内饰大多采用自由阻尼方法。


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