汽车车身噪声控制，共振吸声结构探讨

共振吸声结构是由一个穿孔板和后面的吸声材料组成，如图4-29所示。穿孔板和后面的空气层可以看成由很多个赫尔姆兹谐振腔组成。

图4-29 共振吸声结构

赫尔姆兹谐振腔如图4-30所示，可以将它看成是一个质量弹簧系统，颈部的空气相当于质量，而谐振腔大容积相当于一个弹簧。考虑连接管的修正系数后，赫尔姆兹谐振腔的频率为式中，c为声速；A为颈口面积；t_e为颈口有效长度；t为颈口的实际深度；V为空腔容积；d为颈口直径。

图4-30 赫尔姆兹谐振腔

当入射波的频率与谐振腔频率一致时，穿孔板内的空气会产生激烈的振动与摩擦，使声能转化成热能，从而达到吸声效果。穿孔板的厚度、孔径以及板后面的空气深度会影响窄频带的共振吸声频率范围，而板后面的吸声材料会影响宽频带的吸声系数。根据式（4-8），得到穿孔板的共振频率为

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式中，B₁为穿孔率，即穿孔的面积与整个板面积之比；L为传孔板后面的空气层厚度。

从式（4-9）可以知道，板越厚，以及板后面的空气层越厚，共振频率越低；穿孔率越大，共振频率越高。但是当穿孔率超过20%之后，穿孔吸声的效率就会大大降低，起不到赫尔姆兹谐振腔的作用，而只是由吸声材料起吸声作用。

在汽车上，有的地方使用穿孔板共振吸声结构，如发动机隔热罩，如图4-31所示。隔热罩里面有一层带穿孔的铝箔，铝箔里面有玻璃纤维吸声材料。图4-32为带穿孔铝箔与不带铝箔的隔热垫吸声系数对比图。在8003000Hz范围内，带穿孔铝箔隔热罩的吸声效果明显高于仅有吸声材料的隔热罩。因为动力总成噪声主要频段在10003000Hz范围内，所以采用穿孔板隔热罩能够很好地吸收发动机噪声。

图4-31 带穿孔铝箔的发动机隔热罩

图4-32 带穿孔铝箔与不带铝箔的 隔热垫吸声系数对比