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6.1.7 接近流线型能够减小风噪
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如果您突然听到很大的声音,那是因汽车车身而引起的风噪。我们时常忽略地球上存在着空气,汽车行驶时空气会形成旋涡引起风,从而产生风噪。
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既然地球上有空气,风噪就不会消失。虽说如此,但也有减小这种噪音的方法,即抑制空气的流动形成旋涡(图6.3)。空气的旋涡既是噪声源,又会成为妨碍汽车行驶的空气阻力。抑制空气形成旋涡,不仅能够减小噪声,还能提高汽车的行驶速度,可谓是一石二鸟。
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图6.3 汽车的形状与空气流动的关系※汽车越接近流线型,空气流动越不会被打乱,风噪也越小。
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为了防止空气形成旋涡,汽车生产商们开始在汽车的形状上做文章。流线型不会扰乱空气流动,因此汽车越接近流线型越难形成旋涡,也就越能抑制风噪。
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但如果不是挑战速度纪录的汽车和比赛用车,设计成流线型是很困难的。因为如果接近流线型,人们的乘坐空间和货物的堆放空间都会受到限制。如果把汽车设计成乘坐空间大、货物堆积空间大的形状,就会接近四边形,空气阻力变大,风噪也会变大。既要接近流线型,又要给人和货物留出足够的空间,实在是很困难。即使不完全设计成流线型,而只是将车身调整圆滑,也有减小空气阻力和风噪的效果。
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除了将汽车设计成不打乱空气流动的圆滑形状,去除车门和车窗的接缝也有类似的效果。我们把去除车门和车窗的接缝级差称为平整表面(flush surface)。flush的意思是“迅速流动”,即表示空气快速流动。surface是指“表面”,所以这个词的意思就是空气迅速流过平滑的车体表面。
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虽说如此,但玻璃窗和支撑它的窗框之间无论如何都会有级差。如何使其变得平滑,就要看汽车生产商们的本事了。最近很多汽车都采用了平整表面的技术,将车体表面设计得很平滑。这样看来,即使是我们平时不怎么在意的车窗,也包含了这项技术。
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风噪还来自于用于确认后方情况的后视镜。从车身两侧凸出的后视镜,的确是阻碍空气流动的障碍物。虽说如此,但因为驾驶员需要确认后方的情况,所以后视镜必不可少。
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因此汽车生产商们为了尽量不扰乱空气流,就在后视镜外围加了一层圆滑的覆盖物。如果覆盖物的形状不理想,汽车在高速公路上加速时,覆盖物就会产生“嗖嗖”的风噪。
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6.1.8 因动力传动系的变速产生的噪声
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负责将发动机的旋转力传递到轮胎的动力传动系也会产生噪音,包括啮合的齿轮转动时的声音以及变速器变速时的声音。
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不仅是变速器,两个齿轮转动时也会产生“呜呜”的噪声,这是因为齿轮在不断啮合锯齿,又在不断推开锯齿。由于齿轮是以微米的精度进行啮合的,所以通常不会产生想象中的“嘎吱嘎吱”的声音。
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这种齿轮啮合的声音无法完全消除,充其量只能是借助润滑油使其平滑地啮合。不使用润滑油时,齿轮啮合的部分就会产生摩擦热,可能导致齿轮燃烧。
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在变速器(主要是手动变速器)的变速过程中,切换齿轮组合时有时会发出“嘎吱嘎吱”的声音。自动变速器使用了行星齿轮,每个齿轮都是固定的,加速过程中只需决定让哪个齿轮转动就可以了。因此比起需要切换齿轮组合本身的手动变速器,自动变速器变速时产生的噪声就很少。
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在手动变速器中,通常是边用同步啮合装置使齿轮转速相同,边切换齿轮组合,因此几乎听不到声音。但有的汽车,例如像日产GT-R这样的高性能汽车,就不愿消除变速的声音。因为生产商认为,机械性的启动声正是跑车和GT车的魅力之一,因此他们保留了变速时“嘎吱嘎吱”的操作声,故意让驾驶员听到声音。
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这样看来,对发动机排气声的好恶因人而异。有的人觉得是噪声,相反有的人觉得是强劲的、让人感觉良好的声音。因此,即使消除了汽车产生的全部噪音也未必会皆大欢喜。
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6.1.9 悬架也会产生很小的噪声
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悬架产生的噪声来自于弹簧和减震器。弹簧随着汽车的上下振动从底座弹起,恢复原状时就会与金属接触,产生“嘎吱嘎吱”的声音。减震器中的活塞上下运动时也会产生“嗖嗖”的声音。
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如果在金属间的接触部分加入树脂,就能在一定程度上减小弹簧产生的噪音。除此之外,还可以充分增加弹簧的长度以防止其上浮,或者是在弹簧与底座的接触部分安上别扣。
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虽说如此,但不在弹簧和底座之间加入多余的零件更能使得悬架充分发挥其作用。并且由于汽油动力车中其他的噪声很大,因此即使悬架的弹簧和减震器会产生噪声,驾驶员也几乎是听不到的。
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6.1.10 利用底盘上的隔音材料和底盘下的表面处理隔音
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