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汽车室内吸音材料的研究现状分析

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汽车噪音只能在汽车机械生产线上解决( 如使用涡轮增加发动机,提高发动机输出功率,而且能降低发动机工作时的噪音) ,随着人们对汽车综合性能的需求逐渐提高,车辆制造成本及流水线工艺要求的因素已经使生产制造商无法满足所有用户的需要。因此,汽车内饰材料的吸音、隔音功能,成为了近年来汽车内饰材料的新走向。与此同时,各方面人员也从多个角度对汽车内饰材料的吸音隔音进行了深入研究。

由于越来越注意到汽车噪声对环境的污染,对人体的损害,近年来人们已经投入了大量的人力、物力、财力进行研究,并获得了一定成果。主要表现在以下五个方面:

(1) 噪音来源及减振降噪系统的研究。主要从车内车外、汽车性能进行研究,分析了汽车行驶中各机械部分与外界环境的声音来源以及人工处理方法。比如,广西科学院对汽车制动噪音成因的研究,分析了形成制动噪音的因素和制动噪音的特点,提出了减少噪音的一系列措施。在一辆汽车中,车厢地板最接近路面,路噪直接通过地板影响车厢内的宁静。所以,车厢内地毯起到很大的吸音作用。除此之外,地板上也可以贴上吸音垫进行吸音。引擎盖内可以用吸音棉增强吸音隔热效果( 考虑到特殊位置,需要用阻燃材料) 。车门内饰板则可以根据其内面结构剪裁贴上一层绒质吸音毯。车内顶棚可以使用纤维毯或工业毛毡作为吸音材料。车身后的行李厢也可以铺设吸音棉进行吸音减噪。另外,阿联酋大学的研究人员发现,用霍霍芭油代替燃油,会降低汽车发动机噪音,并且燃烧时释放的一氧化碳、二氧化碳的量较之柴油和汽油将大大降低。江汉大学机电与工程学院研究的汽车减震,就是对噪音的来源进行分析,从各个部位减少噪音,并且建立智能系统进行噪声的主动控制,以达到保护车内人员的效果。在车身设计时通常采用隔声、吸声和阻尼相结合的办法降低车内噪声。对传入车内的噪声可以采用吸声处理,利用车身内饰做吸声材料,吸收辐射到其上的声能,减弱反射声能,从而降低车内噪声。采用多孔吸音材料制造汽车顶棚,并与泡沫或再生毡粘合,吸收中、低频率噪声使其产生共振而消耗能量。

(2) 新型材料的开发研究。目前,众多学者和公司纷纷致力于研制新型材料,各个国家都对非织造布进行研究,以便能够在汽车吸音降噪过程中发挥更大的作用。而中高档车辆生产商,更是看重新型高效材料的使用。比如,美国通用公司,在0.44~0.666tex聚酯纤维网中加入低熔点聚酯纤维,经针刺加固而成的材料,就有着成本低、重量轻、可回收等特点,并且吸音效果良好。日本尼桑公司采用内含异形截面纤维的混合原料经热粘合法制成了纤维细度不超过0.555tex的材料,制成品平均密度为 0.02"-0.2Kg/m 3,具有良好的吸音效果,可用于汽车内部衬垫材料。瑞士EM S.CHEM IE采用70%专用聚酯短纤维与低收缩再生纤维混合成网,经针刺形成高蓬松材料,再经复合、模压成形的材料,具有合适的硬挺度,适合用于汽车底部。德国W ere采用亚麻纤维与聚丙烯纤维混合,经针刺固结后模压成形的材料,具有优良的硬挺度、抗拉强度和吸音效果,而且价格低廉,适用于车门板衬垫、坐垫、行李厢衬里削。此外,拜耳材料科技公司研制出新型隔音地板垫,这种聚氨酯材料地板垫可以改变传统地板层的厚度,改善驾驶室的舒适性,减少噪音和震动。陕西科技大学对胶原纤维进行研究后,证明其具有微孔和共振吸音的双重功效,建立了吸音减振数学模型,为该类材料的广泛运用奠定了基础。道康宁公司(Dow Corni ng)推出了低摩擦涂层新品M ol ykoteD.9610,该产品可以有效的降低汽车内饰塑料零部件之间的摩擦,为驾乘者提供~个更加安静的驾乘环境。德国科德宝无纺布公司生产的SoundTex吸声无纺布是用纤维素及玻璃纤维制成,具有良好的吸音性能。而且重量轻、体积小,方便运输、包装和剪裁。近年来国内公司也已相继生产类似的吸声无纺布阳wenscoming公司的专利产品VersaM at隔音材料成功地用作通用汽车车门的隔音材料。与传统的汽车车门隔音材料相比,在性能相同的情况下,Versa_M at隔音材料重量较轻,厚度较薄。通用汽车公司Saturn分公司应用VersaM at代替以前所用的材料后,在满足隔音性能要求的前提下,降低了车门隔音材料的成本。美国密歇根州的Rhodi a工程塑料公司新推出了两种尼龙材料,Technyl注射类品级。在噪声衰减方面,明显优于玻璃增强型尼龙或聚丙烯材料,会比它们多4分贝的衰减。而且具有良好的热稳定性,可用于汽车引擎盖的制作使用。首诺公司首孚信事业部推出了一种用于生产夹层玻璃的高性能隔音胶片,能为NVH ( 振动噪Star S218dBl M 50和S218dB2 M V60都是尼龙6声)工程师带来出色的隔音效果。

(3) 汽车内饰材料加工工艺研究。吉林防治技术开发中心研究的针刺起绒符合非织造材料,就是在传统的针刺方法基础上,采用一种弹性尼龙毛刷作为托网板的替代物,使针刺技术更加科学化,产品更加高档化,从而提高了产品的自身技术应用性能、科技含量和附加价值,扩大了产品的应用领域。德国捷高机械工程(香港)有限公司研究的高端汽车用非织造布垂直成网技术,使用热粘合方法将垂直排列的纤维粘合起来,形成高蓬松材料,广泛运用于汽车填充材料和吸音隔热材料。

(4) 对汽车内饰材料隔音的测试研究。比如,江苏大学能源与动力工程学院对隔音毡阻气性能的研究,对不同规格的隔音毡进行阻气测试,发现隔音毡的两侧压差与流量间存在一定联系,并可以用幂函数方程式表示出隔音毡阻气率与两侧压差( 或流量) 之间的关系,为新产品的开发提供了理论上的引导。
对汽车内部噪音的识别和声场模拟分析的研究。比如,华南理工大学和广州本田汽车有限公司共同研究的选择性声强技术分析车内噪音 。北京航空航天大学和清华大学共同研究的声强模态分析,对正确处理车内声场建模精度与计算效率之间的关系、建立满足工程要求的经济型有限元声场模型有一定指导意义。

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