汽车进、排气系统振动和噪声，包括消声器发出的排气噪声，空气滤清器、进气谐振腔的共鸣噪声等，图7.2.12所示为进、排系统结构示意图。另外，由于进、排气系统直接与发动机连接，因发动机的振动而使排气管、空气滤清器等产生共振，成为轰鸣声、异响的主要原因。
图7.2.12 汽车的进、排气系统
1.进气系统
进气系统振动噪声和相关部位的特性
进气系统相关的振动噪声现象及检查项目如表7.2.9所示。
表7.2.9 进气系统相关的振动噪声现象
2.排气系统
排气系统由排气管、三元催化器、消声器等部分构成，前端与发动机相连接，并通过多个吊挂连接到车身上。详细结构如图7.2.13所示。
排气系统的振动、噪声大致可以分为：
1）因排气管及其支持系统的振动传递引起的振动、噪声。
2）以排气吐出声为代表的排气异响。
3）其他异响。
以下对这些振动、噪声加以详细说明。
（1）排气管及其支持系统的振动
排气管又细又长，其弯曲刚度、扭转刚度低，另外，排气管上还集中了多个质量较大的部件，如前消声器、主消声器、三元催化器等，因此弹性振动问题显著。
图7.2.13 排气系统构造
这些振动模态分散在低频到高频的宽频范围内，支持部位（车身侧）的衰减性能非常小，对车内的噪声有着非常重要的影响，对怠速振动也有着非常大的相关性。
1）排气系统振动的激励源。
①发动机振动。气缸内的气体爆发压力及往复惯性力引起发动机的振动，经过排气歧管传递到排气系统。
②排气管内部的声波能量。排气脉动作为激励源，受排气管内的空气声学特性的影响，对排气管施加激励。
③簧上、簧下振动。车辆行驶过程中，簧上、簧下振动等较低频的振动会经过排气吊挂向排气系统传递。
④动力总成振动。动力总成的刚体振动会经过排气歧管传递到排气系统。
2）排气吊挂。排气吊挂在将排气管固定在车身上的同时，还是排气系统振动向车身传递的主要通道，由减振橡胶圈和支架组成。
从支撑排气系统重量的方面来说，排气吊挂的位置分布希望能使排气系统的重量分担均匀，而从防振的角度来说，应该设置在排气管的模态节点位置。
如图7.2.14所示，排气系统存在着很多的模态，对于这些模态来说，其节点的位置都是不同的，一般来说，主要选择在主消声器等重量较大的部件附近。
排气吊挂的位置和橡胶刚度对车内的噪声有着非常大的影响，需要保证所选位置的车身侧的振动特性和排气系统的动态特性不会出现耦合现象，在设计、制造及整改过程中，对排气系统、车身的振动特性进行优化。
二级防振吊挂对减少排气系统振动向车身的传递非常有效果。
图7.2.15为排气吊挂结构示意图，吊挂支架通过橡胶安装，能够降低排气系统传来的振动，进而改善车身地板共振引起的车内噪声（300Hz附近的轰鸣声）。
[参考]
如果二级防振橡胶安装错误，会改变吊挂支架的振动特性，有可能发生轰鸣声，因此在安装时要特别注意。
3）柔性连接管（波纹管）。由于排气管是与发动机排气歧管直接连接的，容易受发动机的侧倾等的激励而振动。
图7.2.14 排气管振动与车内噪声(www.xing528.com)
一般发动机横向布置的车辆上都装有柔性连接管，如图7.2.16所示为常用的波纹管，它能够吸收发动机传递来的振动，降低排气管的振动，避免排气管与其他连接部位的共振。
4）动力减振器。为了控制排气管的振动，改善轰鸣噪声和地板的振动，在某些排气系统上安装了动力减振动器，如图7.2.17所示。
[参考]
如果不安装动力减振器，在发动机2200～2500r/min范围内地板的振动可能会引起车内的轰鸣噪声。
图7.2.15 排气吊挂结构
图7.2.16 波纹管
图7.2.17 动力减振器
5）基于振动的现象和检修要点。
①车内噪声（轰鸣声）。排气管的振动经过吊挂及发动机悬置向车身传递，引起板件的振动，产生噪声。有时难于判断车内的轰鸣声是由排气管的振动造成的，还是由其他的原因造成的。可以依次将吊挂拆除，同时观察车内噪声的变化，可以初步判断哪一个吊挂是主要的传递路径。
②车内噪声（嗡嗡声）。相对于一般的轰鸣声，嗡嗡声的频率要稍高些，接近于纯音。
这种现象一般是由于排气吊挂的二级防振结构因为安装不当而引起的，修理时，将吊挂支架拆掉，调整橡胶减振垫的变形，或者更换新部件。
③车外噪声（异响）。排气管、排气管外筒、排气管上安装的隔热板等部件，如果有共振发生，会成为放射声源，发出放射噪声。
这些现象通过发动机空转运行即可发现，首先需要确认发生部位，针对具体情况进行松动螺栓的拧紧、部件干涉调整等。
④怠速振动。发动机也受到排气系统振动的影响。如果排气管发生了严重的变形、波纹管断裂等故障，排气系统的振动特性发生改变，会引起怠速振动。
如果出现了上述情况，要及时对损坏的零部件进行修理、更换。
（2）排气噪声
排气噪声包括①吐出声；②排气管外壁的放射声；③消声器及管道的透射声等几种。它对车内噪声、车外噪声有着很大的影响，如图7.2.18所示。
其中的吐出音是由脉动声、管道内的空气共鸣声、气流噪声等几部分构成的。
1）排气噪声激励。
①吐出声。
a）脉动声。在每个排气行程，通过排气门所发生的持续的气体吐出噪声，与发动机的旋转速度和气缸数有关，是具有周期性的噪声。
图7.2.18 排气噪声构成
假设气缸数为Z，发动机旋转速度为N（r/min），则频率为：
f=0.5·Z·N/60（4冲程发动机）
上式为吐出噪声的基本频率成分，另外还有n次高频（一般1～3次）为主体的噪声。
b）气流声。高速气流通过排气管内部的细长通道时，会发生乱流，在尾管开口处向大气排放，此时会产生很高的气流噪声。
②放射声。发动机的振动及排气压力变动作为激励源，引起管道的振动，在排气管的外壁、消声器外壁、隔热板等处发出放射噪声，频率较高，一般为300～5000Hz。
③透射声。脉动声及气流声能够通过消声器、管道等处透射出来。
2）修理上的要点。在排气噪声中，对车外噪声的影响因素包括消声器的破损、排气泄漏等。排气吐出声会通过车身板件透射，在车内形成轰鸣声。此时，对车门、行李箱的安装刚度、后角窗附近的内饰板等遮声材料进行确认，对有间隙的地方进行整改。
另外，由于排气透射声而形成的车内轰鸣声，将排气吊挂拆除，声音也不会消失，可以从振动传递率来考虑和整改。
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