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汽车是怎样跑起来的 6.1 减小各种噪音
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6.1.1 汽车上处处都是噪声源
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截至第5章，我已经介绍了实现汽车“行驶”、“转向”和“停车”三大要素的装置。这三大要素对汽车来说十分重要，但实际上，乘坐汽车时舒适性也扮演着相当重要的角色。如果一辆汽车的乘坐舒适度很低、噪声很大，那么无论它能多么完美地行驶、转向和停车，也不会受到欢迎。NVH（Noise Vibration Harshness：噪音/振动/声振粗糙）决定了汽车的舒适性，因此接下来我将讲解产生NVH的原因以及如何减小NVH。首先来说说噪声。
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汽车上处处都有噪声。发动机、动力传动系、悬架、轮胎和制动器等装置都会产生噪音（表6.1）。
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表6.1 汽车的主要噪声源及其对策
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噪声源 噪声的内容 对策 发动机 将空气吸入汽缸时的进气音 利用空气净化器阻碍一部分空气的流动，抑制噪声 在凸轮轴和曲轴的连接部分使用金属链时的撞击声 使用在链条内侧薄薄地覆盖着橡胶和树脂的“无声链” 发动机内燃烧的声音 发动机内燃烧的声音用叫做“汽缸体”的金属主体部分包住汽缸吸收噪声。柴油发动机通过分数次进行燃喷射来减小噪声 废气的排出声 用消声器吸收 轮胎 轮胎的触地声 减小轮胎触地面上花纹块的面积，错开触地时间 密闭在轮胎花纹沟里的空气产生的噪声 留出一部分防止空气逃离的花纹沟 轮胎中的空气振动时发出的声音 在轮胎内侧缠绕上海绵状的带子，使空气的振动难以传递到轮胎表面 制动器 制动器的制动盘和制动垫之间的摩擦声 使用更柔软的制动垫 车身 汽车行驶时会形成空气的旋涡，产生风噪 减小空气阻力，去除车门和车窗的接缝和级差 动力传动系 动力传动系中齿轮的啮合声 用润滑油使齿轮平滑地啮合 悬架 悬架上弹簧和底座的接触声 在金属间的接触部分加入树脂 汽车整体 汽车外部的全部噪声 在汽车底盘上方铺上毛毡等隔音材料，用树脂等材料给汽车做表面涂层 其中，乘客感受最大的是来自发动机的噪声。在发动机内，挥发性很高的汽油被压缩并点燃。其燃烧就像爆炸一样迅速，且会发出很大的声音。同时还会混杂着排气的声音和发动机转动的有规律的声音传到乘客耳朵里。发动机排出的废气经过消音器进入空气中，噪音得到了很好的抑制。但行驶中的汽车仍会发出“呜呜”的排气声，且发动机转速越快，排气声越大。
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轮胎也是噪声源。与人们的脚步声一样，轮胎触地时也会发出声音，但不是像脚步声一样“吧嗒吧嗒”的声音。轮胎在转动时会发出“沙沙”或“咕咕”的噪音。
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制动器、制动垫和制动盘在相互摩擦时会产生“咳咳”的刺激性的摩擦音。但由于开发使用了很难产生摩擦音的制动垫，所以只要损耗不是特别严重就不太听得到噪音。
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除此之外人们比较介意的噪声还有风噪，加速时能听到“嗖嗖”或“呼呼”的声音。
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虽然不是很大，但动力传动系和悬架也会产生噪声。动力传动系是利用齿轮组合传递发动机旋转力的系统。在边组合齿轮边转动时，金属锯齿间的接触会发出“咔嚓咔嚓”的声音，高速旋转时会变成“咯咯”或“吼吼”的连续的声音。
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悬架上的弹簧伸缩时会发出“咯吱咯吱”的声音，类似于床或沙发垫的嘎吱声。负责平息弹簧振动的减震器中的活塞也会发出“嗖嗖”的声音。
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汽车各个部分产生的噪声不仅会给乘客带来不快，还会影响沿途的居住环境。因此汽车生产商们都在致力于减小噪声。接下来我将依照发动机、轮胎、制动器、风噪、动力传动系和悬架这样噪声由大到小的顺序，讲解汽车为减小噪声所做的努力。
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6.1.2 减小发动机的噪声
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追随发动机的运转顺序来确定噪音出处，首先会听到发动机的气缸吸入空气时产生的”嗖嗖“的声音，我们称之为进气声。空气经过狭窄的吸气管进入发动机的气缸中时会产生噪声。
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进气声的减小由空气净化器负责。空气净化器安装在空气吸入口附近，用于防止进入发动机的空气中掺杂尘土和灰烬。它由类似于滤纸的孔隙较大的纸和海绵制成，在空气进入发动机中的气缸之前，负责去除空气中的污垢并吸收噪声。空气净化器与吸收排气声的消音器作用相同，都是通过暂时阻止空气的流动来减弱噪音的，类似于发出“呼呼”吼叫声的大风穿过树林时会变成“沙沙”的轻风般的感觉。
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进气后曲轴和凸轮轴开始转动。在第2章中我讲过，传动带传递发动机曲轴的旋转，带动凸轮轴，从而开闭进排气阀，不知您还记不记得。传动带中使用了橡胶和金属链，但金属链的噪声很大。使用链条的普通自行车噪声也要大于使用传动带的自行车。音
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那为什么还要用噪音很大的金属链呢？这是因为比起由橡胶和纤维制成的传动带，金属链更加牢固、不易断。特别是在马力较大的发动机中多使用金属链。因此既然使用了金属链，就要忍耐一些噪声。
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但是如果在链条的内侧覆盖上一层薄薄的橡胶和树脂，就能减小噪声。我们把这种链条称为无声链，但它既费工夫又费财力。由于搭载大马力发动机的都是高级汽车和跑车，因此售价都比较高，也就可以做这项工作。
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比赛用的发动机采用的既不是金属链也不是橡胶传动带，而是齿轮组合。比赛用的发动机不仅马力大，转速也是小型汽车的2倍或2倍以上。虽说是金属链，但当发动机转速过高时金属链可能会伸长或断裂。因此比赛用发动机选择的是更值得信赖的齿轮组合。使用齿轮会增大噪声，但在比赛用车中，比起舒适性更看重的是在比赛中胜出。由于比赛用发动机的排气声也未经消音*1，所以一般不会注意到齿轮啮合的噪声。
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*1近年来为了改善噪声对赛车场周围地区的影响，也实施了一定程度的消音措施。即便如此，比赛用车的排气声也远远大于小型汽车。
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包裹在气缸外围的被称为气缸体的金属部分可以在一定程度上吸收发动机内因汽油燃烧产生的燃烧声。这是因为燃烧是在气缸内侧进行的，就像在室内说话时室外很难听到一样。
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最后还有发动机排出的废气产生的噪音，我们耳朵能听到的噪音几乎都是废气的声音。为了减小废气的噪音，汽车安装了我在第2章中介绍的消音器。消音器内部是像迷宫一样的隔断，废气在绕迷宫的过程中势力逐渐减弱，噪音随之变小。
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使用轻油作为燃料的柴油发动机会产生更大的燃烧声，这是因为其下压活塞的力比汽油发动机强（因为其压缩比要高2倍）。柴油特有的“嘎啦嘎啦”声就是因为其燃烧的强度而发出的声音。
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最近，小型汽车上的柴油发动机为了避免一次产生很大的力，采用了在一次燃烧中将燃料分几次喷射到气缸中的方法。这样一来，噪音和振动都得到了控制。因此即使是搭载了柴油发动机的小型汽车，其舒适度也高于以往。
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