甘肅降噪之汽車降噪或飛機機艙降噪的標(biāo)配

 甘肅降噪之汽車降噪或飛機機艙降噪的標(biāo)配

1）車輛噪聲的組成

汽車噪聲包含了很多部分，大致來看主要有以下三塊：

動力總成等機械噪聲胎路噪風(fēng)噪

一般情況下，時速30公里以下以機械噪聲為主；30公里以上胎路噪逐漸出現(xiàn)，到時速50公里以上時，胎路噪便已成為主導(dǎo)噪聲；而在高速時速70-80時，噪聲則主要變?yōu)轱L(fēng)噪。

車輛的整體降噪都叫NVH工程，即噪聲(Noise)、振動(Vibration)、聲振粗糙度(Harshness)。它是用來研究車輛噪聲和振動對整個車的性能和舒適性的影響。

具體來看，針對胎路噪的問題，工程師主要會針對性地研究輪胎、懸掛（Suspension）的特性及車輛本身在不同路面的場景。通過權(quán)衡成本、車身結(jié)構(gòu)、耐久問題等等，最終會選擇適合該車本身性能的輪胎。

風(fēng)噪的研究則更為復(fù)雜，不僅需要從空氣動力學(xué)的角度考慮車的流線型設(shè)計，也會考慮車輛本身的密封性（如增加電吸門等）。

至于發(fā)動機等的機械噪聲，一方面可以在管道設(shè)置四分之一波長管及赫姆霍茲諧振腔，增加吸隔聲材料，另一方面還可以利用主動降噪技術(shù)進行消噪。

沒錯，當(dāng)下處理車輛噪聲時，主動降噪技術(shù)主要是針對于汽車低速時的發(fā)動機噪聲。而這樣做主要有兩個考量：一是由于主動降噪適合降的頻段為中低頻，和發(fā)動機噪聲頻段相符；二是低速時發(fā)動機、變速箱的轉(zhuǎn)速非?？煽?，在信息掌握充足的情況下可以讓主動降噪更精準(zhǔn)。

 甘肅降噪之汽車降噪或飛機機艙降噪的標(biāo)配

2）主動降噪的限制

拋開成本不談，目前車輛降噪沒有大規(guī)模使用主動降噪技術(shù)，既是物理局限，也是工程問題。

主動降噪目前較為成熟的技術(shù)應(yīng)用還是主要在耳機上。換句話說，主動降噪技術(shù)就是把人耳道旁那一塊小區(qū)域的噪聲除干凈。與耳機的降噪?yún)^(qū)域相比，車輛內(nèi)部的體積可算是大了千萬倍。而要在這么大空間進行主動降噪就會引入大的一個問題：聲波的此消彼長。

簡單來解釋，聲波是向四面八方傳播，你無法去用一個聲波去包裹另一個聲波。在干涉作用下，噪聲和揚聲器產(chǎn)生的反相波相遇會使得車內(nèi)某一些區(qū)域聲音減小，但同時卻也增強了另一些區(qū)域的聲音。這就是所謂的‘此消彼長，能量守恒’。換言之，你很有可能在某輛開了主動降噪的車?yán)锓炊牭奖冉翟肭斑€吵的噪聲。至于如何應(yīng)對這個問題，只能是優(yōu)先對駕駛員頭部雙耳附近區(qū)域進行降噪處理咯。

當(dāng)然，如果車內(nèi)一切的人事物位置都不變，讓駕駛員和乘客們都乖乖坐著一動不動，那么利用主動降噪技術(shù)還是可以保證讓車內(nèi)每個乘客們都感受到安靜的。然而，為了保證效果，絕對不能有人下車！因為只要一個人下了車，車內(nèi)的聲場就會跟著發(fā)生天翻地覆的改變，那么之前設(shè)置好的主動降噪也就全都付之東流了。

不過，也正是因為低頻受聲場改變的影響比高頻小很多，做低頻的車內(nèi)主動降噪相對而言就更容易。這也是我們主要會優(yōu)先選擇做發(fā)動機機械噪聲降噪的另一原因。

物理局限說完，咱再聊聊工程難點。雖然主動降噪可以通過增加麥克風(fēng)和揚聲器的數(shù)量來精確測量，但實際的難度依舊很大。原因很簡單：數(shù)學(xué)建模不容易&計算量大得令答主我都害怕。為了讓大家有更直觀的感受，我在這里簡單舉個例：

和降噪耳機一樣，車輛主動降噪也要做前饋、反饋。然而，與耳機一般前饋反饋各用一個麥克不同，車輛降噪的前饋是通過發(fā)動機的轉(zhuǎn)速、油門開度及車身振動狀態(tài)（放振動傳感器測量）處理分析得到，反饋則一般會通過至少3個左右的反饋麥克風(fēng)進行。不僅如此，耳機降噪與汽車降噪在揚聲器的個數(shù)上也有很大差異。一般耳機一邊一個揚聲器就妥妥的了，而汽車卻至少要設(shè)置5個喇叭才行，并且它們擺放的位置也都大有講究。

如果單看反饋這個控制結(jié)構(gòu)，耳機的反饋只用算一個點，即解一個方程。而做汽車降噪的反饋則需要計算一個3x5的矩陣。

再加上算每個系數(shù)都是解一個至少10個變量的方程，這計算復(fù)雜度我簡直不敢想。

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