内燃机噪声振动与控制课件.ppt

1、1.噪声和噪声的评价噪声和噪声的评价1.噪声噪声噪声噪声人们不需要的声人们不需要的声音。音。环境噪声环境噪声在工业生产、建筑施在工业生产、建筑施工、交通运输和社会工、交通运输和社会生活中所产生的、干生活中所产生的、干扰周围生活、环境的扰周围生活、环境的声音。声音。噪声污染噪声污染所产生的环境噪声超所产生的环境噪声超过国家规定的环境噪过国家规定的环境噪声排放标准，并干扰声排放标准，并干扰他人正常生活、工作他人正常生活、工作和学习的现象。和学习的现象。内燃机的噪声有？内燃机的噪声有？2.声的特性参数声的特性参数(1)频率和周期频率和周期频率频率()：每秒钟振动的次数，以：每秒钟振动的次数，以Hz为

2、单位为单位f噪声控制范围：噪声控制范围：63-16000Hz周期周期()：完成一次振动所需要的时间：完成一次振动所需要的时间T1Tf(2)波长和声速波长和声速波长波长()：声波在一个周期内传播的距离：声波在一个周期内传播的距离声速声速()：声波在媒质中传播的速度：声波在媒质中传播的速度15时空气中声速：时空气中声速：340m/s波长波长()、声速、声速()和频率和频率()的关系：的关系：cfccf(3)声波的物理度量声波的物理度量 1)声压及其瞬时值、平均值和有效值 2)声强与声强级 3)声功率与声功率级 声压与声压级声压与声压级 a.a.瞬时声压：某一瞬间的声压。瞬时声压：某一瞬间的声压。b

3、.b.平均声压平均声压 对于纯音，平均值为对于纯音，平均值为0 0 )(0PPp静态压强静态压强()cos()mp tpt01()dTavpp ttT c.c.有效声压有效声压：在一定时间间隔中将瞬时：在一定时间间隔中将瞬时声压对时间求均方根值即得有效声压声压对时间求均方根值即得有效声压 用电子仪表测量得到的通常是有效声压用电子仪表测量得到的通常是有效声压,人们习惯上讲的声压实际上也是有效声压人们习惯上讲的声压实际上也是有效声压.201()dTrmspp ttT日常生活中声音的声压数据日常生活中声音的声压数据(Pa)声音种类声压声音种类声压正常人耳能听到最弱声210-5织布车间2普通说话声（1

4、m远处）210-2柴油发动机、球磨机20公共汽车内0.2喷气飞机起飞200人耳感觉听阈到痛阈的范围是人耳感觉听阈到痛阈的范围是:210-5 20 Pac.c.声压级声压级:该声音的声压与参考声压的该声音的声压与参考声压的比值取以比值取以1010为底的对数再乘为底的对数再乘2020，单位单位：dB用声压级表示人耳听阈与痛阈范围是用声压级表示人耳听阈与痛阈范围是:0 120 dB:0 120 dB0lg20ppLpapp50102人耳对频率为人耳对频率为 1kHz 1kHz 声声音的可听闻为音的可听闻为 0dB 0dB；微风轻轻吹动树叶的声微风轻轻吹动树叶的声音约音约 14dB 14dB；在房间中

5、高声谈话声在房间中高声谈话声 (相距相距 1m 1m 处处 )约约 68dB 68dB 74dB 74dB；交响乐队演奏声交响乐队演奏声 (相距相距 5m 5m 处处 )约约 64dB 64dB；飞机强力发动机的声音飞机强力发动机的声音 (相距相距 5m 5m 处处 )约约 140 140 dB dB；一声音比另一声音声压一声音比另一声音声压大一倍时大大一倍时大 6dB 6dB；人耳对声音强弱的分辨人耳对声音强弱的分辨能力约为能力约为 0.5dB 0.5dB。2)2)声强和声强级声强和声强级 a.a.声强：在声传播方向上单位时间内声强：在声传播方向上单位时间内垂直垂直通过单位面积的声能量通过单

6、位面积的声能量，称为声音的强度，称为声音的强度，简称为声强，单位是，简称为声强，单位是b.b.声强级：该声音的声强与参考声强的比值声强级：该声音的声强与参考声强的比值取以取以1010为底的对数再乘为底的对数再乘10,10,单位单位,分贝分贝(dBdB)2w m声压级和声强级的关系：声压级和声强级的关系：0lg10IILI212010mWI0lg10IILIcPI2ccPPcPcPLI00000202lg10lg20lg10ccLLpI00lg103)3)声功率和声功率级声功率和声功率级a.a.声功率声功率:声源在单位时间内辐射的总能量，单位：瓦。声源在单位时间内辐射的总能量，单位：瓦。意义：意

7、义：声功率是衡量声源声能量输出大小的基本物理声功率是衡量声源声能量输出大小的基本物理量；声功率可用于鉴定各种声源。量；声功率可用于鉴定各种声源。b.b.声功率与声强的关系声功率与声强的关系SWI 球面辐射时：球面辐射时：24 rWI波阵面面积波阵面面积c.声功率级声功率级声功率级单位：分贝。声功率级单位：分贝。0lg10WWLWWW12010(4)(4)声源的辐射特性声源的辐射特性 声源的指向性：声源的指向性：声源发出的声波，在各个方向上声源发出的声波，在各个方向上的声压分布并不一定相同，这种的声压分布并不一定相同，这种随方向分布的不随方向分布的不均匀性均匀性，称为声源的指向性。，称为声源的指

8、向性。指向性因子指向性因子：在离声源中心不同距离处，测量球：在离声源中心不同距离处，测量球面上各点的声强，求得所有方向上的平均声强，面上各点的声强，求得所有方向上的平均声强，将某一方向上得声强与其相比就是该方向的指向将某一方向上得声强与其相比就是该方向的指向性因数：性因数：Ir rIQI几种典型声源的辐射特性几种典型声源的辐射特性声源类型声源类型 辐射特性辐射特性声压空声压空间分布间分布辐射效率辐射效率点声源点声源无指向性无指向性均匀均匀高高 线声源线声源有一定的指向性有一定的指向性声偶极子声偶极子有很强的方向性有很强的方向性不均匀不均匀低低平面声源平面声源复杂的指向性分复杂的指向性分布布（一

9、）响度、等响曲线和响度级（一）响度、等响曲线和响度级声频声频 声压声压 次声次声20Hz 20kHz超声超声 （可听阈可听阈）210-5Pa20Pa（痛阈痛阈）可听范围 n人耳对强度相同而频率不同的声音有不同的响度感人耳对强度相同而频率不同的声音有不同的响度感觉，即对于相同声压级但频率不同的声音，人耳听起觉，即对于相同声压级但频率不同的声音，人耳听起来是不一样响的。来是不一样响的。n描述声音大小的主观感觉量描述声音大小的主观感觉量 响度级响度级n定义定义：以频率：以频率1000Hz1000Hz纯音的声压级纯音的声压级40dB40dB为基准为基准音，调节音，调节1000Hz1000Hz纯音的声压

10、级，使大量受试者纯音的声压级，使大量受试者判断，若某声源的噪声听起来与该纯音一样响判断，若某声源的噪声听起来与该纯音一样响亮，则该噪声的响度级就等于该纯音的声压级亮，则该噪声的响度级就等于该纯音的声压级值。值。n单位：单位：“方方”（phonphon）。）。NLn描述声音大小的主观感觉量，描述声音大小的主观感觉量，“宋宋”(sone)(sone)n定义定义：10001000z z纯音声压级为纯音声压级为40dB40dB时的响度为时的响度为sonesone。n利用与基准音相比较的方法，可以得到整个可听频利用与基准音相比较的方法，可以得到整个可听频率范围纯音的响度级。率范围纯音的响度级。N响度级响

11、度级听阈曲线听阈曲线 痛阈曲线痛阈曲线 等响曲线等响曲线 n等响曲线是相等响度声音对应点的连线，相当于声压级、频率不同，但响度级相同的声音。等响曲线是相等响度声音对应点的连线，相当于声压级、频率不同，但响度级相同的声音。n各曲线上的数字表示声音的响度级，即和这个声音同样响的各曲线上的数字表示声音的响度级，即和这个声音同样响的1000Hz1000Hz纯音的声压级。纯音的声压级。n零方响度级曲线零方响度级曲线(虚线虚线)是听阈曲线，虚线上的点表明入耳刚能听到声音的频率和声压级，低于虚线的点所表示的一定频率和声压是听阈曲线，虚线上的点表明入耳刚能听到声音的频率和声压级，低于虚线的点所表示的一定频率和

12、声压级的声音都听不到。级的声音都听不到。120 phon120 phon曲线是痛阈曲线。曲线是痛阈曲线。n任一曲线低频区声压级高，高频区声压级低，说明人耳对低频声不敏感，对高频声敏感。任一曲线低频区声压级高，高频区声压级低，说明人耳对低频声不敏感，对高频声敏感。n声压级高于声压级高于100dB100dB，等响曲线渐平缓，说明人耳分辨高、低频声音的能力变差，此时声音的响度级与频率关系已不大，主要决定，等响曲线渐平缓，说明人耳分辨高、低频声音的能力变差，此时声音的响度级与频率关系已不大，主要决定于声压级于声压级。(2)(2)计权声级计权声级 考虑到人们考虑到人们主观上对响度感觉不同主观上对响度感觉

13、不同，根据等响，根据等响曲线对频率给以适当增减的修正方法称为曲线对频率给以适当增减的修正方法称为频率频率计权计权 常用的有常用的有A A、B B、C C三种计权网络。三种计权网络。A A计权计权曲线模拟人耳，近似于响度级为曲线模拟人耳，近似于响度级为40phon40phon等等响曲线的倒置，使低频段有较大的衰减。响曲线的倒置，使低频段有较大的衰减。B B计权计权曲线近似于曲线近似于70phon70phon等响曲线的倒置，使低等响曲线的倒置，使低频段有一定的衰减。频段有一定的衰减。C C计权计权曲线近似于曲线近似于100phon100phon等响曲线的倒置，可等响曲线的倒置，可听声范围平直。听声

14、范围平直。经经A A计权曲线测量出的分贝读数称计权曲线测量出的分贝读数称A A计权声级，计权声级，dB(A)dB(A)。同样经。同样经B B或或C C测得的分贝读数分别为测得的分贝读数分别为B B计计权声级和权声级和C C计权声级计权声级,dB（B）、dB（C）。如果不加频率计权，仪器对不同频率响如果不加频率计权，仪器对不同频率响应是均匀的，即应是均匀的，即线性响应线性响应，测量的结果就是，测量的结果就是声压级，直接以分贝或声压级，直接以分贝或dBdB表示，记作表示，记作LinLin称为称为L L计权声级。计权声级。D D计权测得的分贝数称计权测得的分贝数称D D计权声级，计权声级，dB(D)

15、dB(D)。D D声级主要用于航空噪声评价。声级主要用于航空噪声评价。A声级能较好地反映稳态宽频带噪声，国际公认用A声级作为保护听力和健康、以及环境噪声的评价量。（3 3）噪声评价数（）噪声评价数（NRNR）曲线）曲线评价室内噪声。评价室内噪声。考虑了高频噪声比低频噪声对人考虑了高频噪声比低频噪声对人的影响更大，可弥补的影响更大，可弥补A A声级反映声级反映频率特性的不足。频率特性的不足。以以1kHz1kHz倍频带声压级值作为噪声倍频带声压级值作为噪声评价数评价数NRNR，其噪声级范围是，其噪声级范围是0 0130dB130dB，频率范围是，频率范围是31.531.58000Hz8000Hz内

16、内9 9个倍频程。每条曲线个倍频程。每条曲线上的上的NRNR值为曲线通过中心频率值为曲线通过中心频率1000Hz1000Hz的声压级数值。的声压级数值。NRNR数的确定方法数的确定方法 已知噪声的频谱已知噪声的频谱,由噪声评价数曲线查得各频带由噪声评价数曲线查得各频带相应的相应的NRNR，其中最大者即为该噪声评价数，其中最大者即为该噪声评价数NRNR。已知倍频带声压级，相应的已知倍频带声压级，相应的NRNR为为 式中式中 各中心频率下各中心频率下NRNR数对应的声压级数对应的声压级,dB,dB；各中心频率对应的系数。各中心频率对应的系数。方法方法1 1 方法方法2 2 方法方法3 3 NRNR

17、数与数与A A声级较好相关，二者间的近似关系为声级较好相关，二者间的近似关系为 式中，式中，A A声级声级,dB,dB（A A）。）。piiiLaNRbpiLiaib5ALNRAL 不同中心频率的系数不同中心频率的系数 和和 倍频带中心频率倍频带中心频率/Hz/Hz 636335.535.50.7900.79012512522.022.00.8700.87025025012.012.00.9300.9305005004.84.80.9740.974100010000 01.0001.00020002000-3.5-3.5 1.0151.01540004000-6.1-6.11.0251.025

18、80008000-8.0-8.01.0301.030iaibiaib(4)等效连续等效连续A级声级声定义：某时段内的非稳态噪声的A声级，用能量平均的方法，以一个连续不变的A声级来表示该时段内噪声的声级。计算公式1：A声级测量值 连续 式中式中 等效连续等效连续A A声级，声级，dBdB（A A）；）；噪声暴露时间，噪声暴露时间，h h或或minmin；时间时间t t内的内的A A声级，声级，dBdB（A A）。）。0.1()0110lg10pAtLtAeqLdtTAeqLtpALAL(5)噪声对听力的损伤噪声对听力的损伤噪声污染危害典型案例 1981年，在美国举行现代派露天音乐年，在美国举行现

19、代派露天音乐 会上，有会上，有300名听众突然失去知觉，昏名听众突然失去知觉，昏 迷不醒，迷不醒，100辆救护车抢救。辆救护车抢救。1959年，美国有年，美国有10名名“自愿自愿”作噪声试作噪声试 验，当实验用飞机从验，当实验用飞机从10名自愿者头上名自愿者头上 1012米高处飞过后，有米高处飞过后，有6人当场死人当场死 亡，亡，4人数小时后死亡人数小时后死亡 1960年，日本广岛一男子被附近工厂发年，日本广岛一男子被附近工厂发 出的噪声折磨烦恼万分，最后把工厂主出的噪声折磨烦恼万分，最后把工厂主 杀死。杀死。1961年，一名日本青年从新泻来到东京年，一名日本青年从新泻来到东京 找工作，由于铁

20、路附近，日夜噪声折找工作，由于铁路附近，日夜噪声折 磨，患失眼症，自杀磨，患失眼症，自杀如果人们如果人们长期在强噪声环境下工作长期在强噪声环境下工作，听觉疲劳，听觉疲劳不能得到及时恢复，且内耳器官会发生器质性不能得到及时恢复，且内耳器官会发生器质性病变，即形成病变，即形成永久性听阈偏移永久性听阈偏移，又称噪声性耳，又称噪声性耳聋。聋。长期在高噪声环境下工作的人与低噪声环境下长期在高噪声环境下工作的人与低噪声环境下的情况相比，会产生的情况相比，会产生头痛、脑胀、耳鸣、失眠、头痛、脑胀、耳鸣、失眠、全身疲乏无力全身疲乏无力以及记忆力减退等以及记忆力减退等神经衰弱症状神经衰弱症状。高血压、动脉硬化和

21、冠心病的发病率要高高血压、动脉硬化和冠心病的发病率要高23倍。倍。危害噪声也可噪声也可导致消化系统功能紊乱导致消化系统功能紊乱，引起，引起消化消化不良、食欲不振、恶心呕吐，不良、食欲不振、恶心呕吐，使使肠胃病和溃肠胃病和溃疡病疡病发病率升高。发病率升高。此外，噪声对视觉器官、内分泌机能及胎儿此外，噪声对视觉器官、内分泌机能及胎儿的正常发育等方面也会产生一定影响。在高的正常发育等方面也会产生一定影响。在高噪声中工作和生活的人们，噪声中工作和生活的人们，一般健康水平逐一般健康水平逐年下降，对疾病的抵抗力减弱，诱发一些疾年下降，对疾病的抵抗力减弱，诱发一些疾病病，但也和个人的体质因素有关，不可一概，

22、但也和个人的体质因素有关，不可一概而论。而论。建筑施工噪音 交通噪声交通噪声 噪音对人类不同程度的影响 无法忍受：无法忍受：150dB130dB 感到疼痛：感到疼痛：130dB110dB 环境声量等级环境声量等级 很吵：很吵：110dB70dB 较静：较静：70dB50dB 安静：安静：50dB30dB 极静：极静：30dB10dB 无声：无声：0dB分贝的标准 2040dB 相当于轻声说话。相当于轻声说话。4060dB 相当于室内谈话。相当于室内谈话。6070dB 有损神经。有损神经。7090dB 很吵很吵,长期在这种环境下学习和长期在这种环境下学习和生活，会使人的神经细胞逐渐受到破坏。生活

23、，会使人的神经细胞逐渐受到破坏。90100dB 会使听力受损。会使听力受损。100120dB 使人难以忍受，几分钟就可使人难以忍受，几分钟就可暂时致聋。暂时致聋。42噪声的控制依据：噪声的控制依据：声源振动产生声音声源振动产生声音空气等介质的传播空气等介质的传播耳膜的振动耳膜的振动振动与噪声的控制方法振动与噪声的控制方法1、消振（声）、消振（声）2、隔振（声）、隔振（声）3、结构改进、结构改进 内燃机的噪声控制内燃机的噪声控制 声源声源 1）降低激振源的激振）降低激振源的激振 2）降低结构的传递函数）降低结构的传递函数 3）降低辐射表面的辐射效率）降低辐射表面的辐射效率 隔声隔声 隔声罩隔声罩

24、 吸声吸声消声器消声器45消声门消声门46消声室消声室47汽车性能测试汽车性能测试48用途：用途：(工业工业)控制室、设备间、精密仪器检测、测试控制室、设备间、精密仪器检测、测试 (民用民用)医学检查、科学研究、音乐练习、听力测试医学检查、科学研究、音乐练习、听力测试某电子厂隔声测试房某电子厂隔声测试房 惠而浦公司在线噪声测试房惠而浦公司在线噪声测试房 隔声房隔声房吸声体吸声体吸声罩吸声罩 1.产品噪声标准 2.噪声排放标准 3.环境质量标准环境噪声标准 二二1.产品噪声标准产品噪声标准a.汽车定置噪声b.地铁车辆噪声标准a.汽车定置噪声汽车定置：汽车不行驶，发动机处于空载运转状态。反映了车辆

25、的排气噪声和发动机噪声情况。汽车定置噪声限值对城市道路允许行驶的在用汽车规定了定置噪声的限值。各类车辆定置噪声各类车辆定置噪声A声级限值声级限值(dB)车辆类型车辆类型燃料种类燃料种类19981998年年1 1月月1 1日前出厂日前出厂19981998年年1 1月月1 1日日后出厂后出厂轿车轿车汽油汽油87878585微型客车、货车微型客车、货车汽油汽油90908888轻型客车、货车、轻型客车、货车、越野车越野车汽油汽油 n4300r/minn4300r/minn4300r/min柴油柴油94949797100100929295959898中、大型客车、中、大型客车、货车货车汽油汽油柴油柴油9

26、7971031039595101101大型货车大型货车额定功率额定功率N147kWN147kWN147kW10110110510599991031032.噪声排放标准噪声排放标准a.各类厂界噪声标准b.建筑施工厂界噪声限值c.铁路及机场周围环境噪声标准 a 工业企业厂界噪声标准工业企业厂界噪声标准（GB12348-90GB12348-90）规定四类标准的适用范围为：规定四类标准的适用范围为：类标准适用于以居住、文教机关为主的区域。类标准适用于以居住、文教机关为主的区域。类标准适用于居住、商业、工业混杂区及商业中心区。类标准适用于居住、商业、工业混杂区及商业中心区。类标准适用于工业区。类标准适用

27、于工业区。类标准适用于交通干线道路两侧区域。类标准适用于交通干线道路两侧区域。b b 建筑施工场界噪声标准建筑施工场界噪声标准（GB12523-90GB12523-90）施工阶施工阶段段主要噪声源主要噪声源噪声限值噪声限值/dB/dB昼间昼间夜间夜间土石方土石方推土机、挖掘机、装载机推土机、挖掘机、装载机75755555打桩打桩各种打桩机各种打桩机8585禁止施禁止施工工结构结构混凝土搅拌机、振捣棒、电混凝土搅拌机、振捣棒、电锯等锯等70705555装修装修吊车、升降机吊车、升降机65655555c.铁路及机场周围环境噪声标准铁路及机场周围环境噪声标准 铁路边界噪声限值及测量方法 机场周围飞机

28、噪声环境标准机场周围飞机噪声标准值及适用区域 注：一类区域：特殊区域居住区；居住、文教区。二类区域：除一类以外的生活区。a.工业企业噪声卫生标准b.室内环境噪声允许标准c.城市区域环境噪声标准3.环境质量标准环境质量标准a.工业企业噪声卫生标准工业企业噪声卫生标准工业企业厂区内各类地点的噪声标准（A计权声级dB）b.室内环境噪声标准室内环境噪声标准p（1 1）国际标准化组织）国际标准化组织(ISO)(ISO)的环境的环境噪声标准噪声标准p规定住宅区室内环境噪声的容许声级为规定住宅区室内环境噪声的容许声级为343445dB45dB，并根据不同时，并根据不同时间、不同地区等条件进行修正，其修正值该

29、标准亦做了规定。间、不同地区等条件进行修正，其修正值该标准亦做了规定。p（2 2）我国民用建筑室内噪声标准）我国民用建筑室内噪声标准 p 我国民用建筑室内允许噪声级如表我国民用建筑室内允许噪声级如表2-102-10所示。所示。我国民用建筑室内允许噪声级我国民用建筑室内允许噪声级建筑物建筑物类型类型房间功能房间功能或要求或要求允许噪声级允许噪声级/dBA/dBA特级特级一级一级二级二级三级三级医院医院病房、休息室病房、休息室门诊室门诊室手术室手术室测听室测听室404055554545252545455555454525255050606050503030住宅住宅卧室、书房卧室、书房起居室起居室4

30、04045454545505050505050学校学校有特殊安静要有特殊安静要求求一般教室一般教室无特殊安静要无特殊安静要求求404050505555旅馆旅馆客房客房会议室会议室多用途大厅多用途大厅办公室办公室餐厅、宴会厅餐厅、宴会厅353540404040454550504040454545455050555545455050505055556060555550505555 C 我国城市区域环境噪声标准我国城市区域环境噪声标准(GB3096(GB309693)93)五类标准的适用区域为：五类标准的适用区域为：0 0类标准类标准适用于疗养区、高级别墅区、高级宾馆区等特别需要安静的区域，适用于疗

31、养区、高级别墅区、高级宾馆区等特别需要安静的区域，位于城郊和位于城郊和乡村的这一类区域分别按严于乡村的这一类区域分别按严于0 0类标准类标准5dB5dB执行。执行。1 1类标准类标准适用于居住、文教机关为主的区域，乡村居住环境可参照执行该类标准。适用于居住、文教机关为主的区域，乡村居住环境可参照执行该类标准。2 2类标准类标准适用于居住、商业、工业混杂区。适用于居住、商业、工业混杂区。3 3类标准类标准适用于工业区。适用于工业区。4 4类标准类标准适用于城市中的道路交通干线道路两侧区域，穿越城区的内河航道两侧区域，适用于城市中的道路交通干线道路两侧区域，穿越城区的内河航道两侧区域，穿越城区的铁路主、次干线两侧区域的背景噪声限值（指不通过列车时的噪声水平）穿越城区的铁路主、次干线两侧区域的背景噪声限值（指不通过列车时的噪声水平）也执行该类标准。也执行该类标准。另外，夜间突发的噪声，其最大值不准超过标准值另外，夜间突发的噪声，其最大值不准超过标准值15dBA15dBA。祝同学们在新的一年身体健康，学习进步。祝同学们在新的一年身体健康，学习进步。