噪声研究始于17世纪,20世纪50年代后,噪声被公认为是一种严重的公害污染。有人曾做过实验,把一只豚鼠放在173dB的强声环境中,几分钟后就死了。解剖后的豚鼠肺和内脏都有出血现象。1959年,美国有10个人“自愿”做噪声实验。当实验用的飞机从10名实验者头上10~12m的高度飞过后,有6人当场死亡,4人数小时后死亡。验尸证明10人都死于噪声引起的脑出血,可见这个“声学武器”的威力之大。
实验证明,长期在强噪声环境下工作,很容易诱发多种疾病,如心脏病、胃肠功能紊乱、十二指肠溃荡、高血压、神经衰弱、头痛、头晕、呕吐、食欲不振等症状。另外,噪声对视觉的危害也不小,长期处在噪声环境中的车主,容易发生眼疲劳、眼花、眼痛和视物流泪等眼部损伤现象。噪声引起的心理影响主要是烦恼,使人激动、易怒、甚至失去理智,因噪声干扰引发民间纠纷等事件是常见的。吵闹环境中儿童智力发育比安静环境中低20%。噪声导致胎儿畸形,鸟类不产卵都有实例。
噪声的种类很多,包括交通噪声、工业噪声和生活噪声。交通噪声是城市噪声的主要来源,约占75%;受交通噪声影响的人口占受环境噪声影响人口的60%~70%;受交通噪声影响面积占受环境噪声影响面积的30%~40%。
1.汽车噪声的来源
汽车噪声主要来自于以下几个方面:
1)排气噪声、进气噪声、风扇噪声、发动机表面辐射噪声以及由发动机带动的发电机、空气压缩机噪声等。
2)传动系统噪声、轮胎—路面噪声、车体振动和气流噪声等。
3)鸣喇叭噪声、制动噪声和其他通信装置产生的噪声等。
2.汽车噪声的影响因素(www.xing528.com)
中低速行驶的汽车主要声源是发动机表面辐射噪声、排气噪声、进气噪声、风扇噪声等。高速行驶的汽车主要声源是轮胎一路面噪声、发动机噪声、车体振动和气流噪声等。加减速行驶的汽车主要声源是排气噪声和制动噪声等。
轮胎在路面滚动时产生的噪声也是很大的。研究表明,在干燥路面上,当汽车速度达到100km/h时,轮胎噪声成为整车噪声的重要噪声源。而在湿滑路面上,即使车速较低,轮胎噪声也会盖过其他噪声成为最主要的噪声源。轮胎噪声来自于泵气效应和轮胎振动。所谓泵气效应,是指轮胎高速滚动时引起轮胎变形,使得轮胎花纹与路面之间的空气受压挤,随着轮胎滚动,空气又在轮胎离开接触面时被释放,这样连续的“压挤释放”,空气就迸发出噪声,而且车速越快噪声越大,车辆越重噪声越大。轮胎振动与轮胎的刚度和阻尼有关,刚度增大(例如轮胎帘布层数目增加),阻尼减少,轮胎的振动就会增大,噪声也就增大。要降低轮胎的噪声,胎面可采用多种花纹节距,采用高阻尼橡胶材料,调整好轮胎的负载平衡以减少自激振动等。
3.控制汽车噪声的对策
(1)加强噪声法规建设 在噪声法规方面,欧洲各国以及美、日等一些发达国家都已颁布了汽车噪声法规,规定了汽车噪声限值和相应的测试规范;同时,还制定了大量的包括发动机等在内的总成噪声试验标准。1964年国际标准化组织(ISO)制定了汽车噪声测定标准《声学—道路车辆加速噪声测量—工程法》(ISO 362⁃1964),现为(ISO 362⁃2015)。我国也于1979年颁布了《机动车辆允许噪声》(GB 1495—1979)和对应的《机动车辆噪声测量方法》(GB 1496—1979)。进入20世纪80年代,我国又陆续颁布了汽油机、柴油机等噪声限值及测量方法等标准。
(2)改进汽车技术,降低汽车噪声 在汽车技术方面,目前,汽车上采用排气消声器控制噪声,排气消声器具有吸声材料或特殊形式的气流管道,可有效降低气流噪声。为了减少发动机辐射噪声,汽车生产厂家对发动机和驾驶室都安装了吸声隔声装置,并对发动机罩进行必要的隔声处理,这一切都能有效地降低汽车加速行驶时的车外噪声。为了防止发动机噪声和轮胎噪声进入车厢,工程师除了尽量减少噪声源外,也在车厢的密封结构上下功夫,尤其是前围板和地板的密封隔声性能。另外,发展如电能、太阳能等能源的车辆来代替现有车辆,也能大大降低噪声。
(3)从道路规划和建设方面控制汽车噪声 将现有道路路面改造成低噪声路面,可以降低车辆轮胎与路面的摩擦噪声。低噪声路面已有很多年的发展历史了,它是一种多孔性路面材料,一般由沥青材料和有一定颗粒直径的颗粒物组成,并保持一定孔隙率。普通混凝土路面的子隙率为3%~6%,而低噪声路面的子隙率可达到15%~20%,因此保证了路面的高噪声吸收特性,低噪声路面通常的降噪效果是3~6dB,近年来在德国、英国、瑞典、日本等国家已经达到工程化应用。
绿化降噪也是目前控制汽车噪声较好的一种措施。对道路两侧地面进行绿化,包括树木绿化和地面绿化,不仅可以有效改善城市生态环境,而且有利于减低交通噪声。绿化减噪主要是利用植物对声波的反射和吸收作用,植物本身是一种多孔材料,具有一定的噪声吸收功能,植物的吸收作用可以减小声波的能量,使噪声减弱。
道路和临街建筑应尽量保持合理的距离,实在无法避开时,应扩大与人居建筑之间缓冲区的距离,可建立道路绿化缓冲带、建立适宜的防噪隔声屏障等。这也是控制交通噪声的技术措施之一。声屏障的主要功能是阻挡声音的传播,将大部分声能反射回去,仅使部分声能绕射过去,在屏障的后面形成一个声影区,从而使噪声降低。
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