車內(nèi)噪聲水平是體現(xiàn)汽車乘坐舒適性的重要性能指標(biāo)之一。為了滿足客戶的需求，提高汽車檔次，在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中占得先機(jī)，世界各大汽車廠商將車內(nèi)噪聲的控制作為重要的研究方向。傳統(tǒng)的噪聲控制技術(shù)，利用CAE工程分析和車輛試驗(yàn)測(cè)試，確定各聲源對(duì)車內(nèi)噪聲的貢獻(xiàn)值，在主要噪聲傳播途徑上根據(jù)實(shí)際情況分別配置具有吸聲、隔聲、阻尼特性的降噪材料的聲學(xué)包，結(jié)果往往增加了汽車的整備質(zhì)量，影響汽車的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性等其他性能。新型降噪材料的出現(xiàn)以及主動(dòng)控制技術(shù)的發(fā)展，為車內(nèi)噪聲控制技術(shù)提供了新方法。

車內(nèi)噪聲產(chǎn)生的主要振動(dòng)源和聲源有：

(1)發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒和慣性力引起的振動(dòng)，通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)懸置和副車架傳到車身上，引起車身結(jié)構(gòu)的振動(dòng)，并進(jìn)一步向車內(nèi)輻射中頻噪聲，伴隨發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行產(chǎn)生的排氣、進(jìn)氣、風(fēng)扇、結(jié)構(gòu)噪聲等則由空氣通過(guò)車身的孔、洞、縫隙傳至車內(nèi)或通過(guò)車身板壁透聲至車內(nèi)。

(2)傳動(dòng)系由于質(zhì)量不平衡及齒輪嚙合產(chǎn)生的振動(dòng)，傳到車身引起車身振動(dòng)進(jìn)而輻射中頻噪聲至車內(nèi)；運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)出的噪聲則由空氣傳播至車內(nèi)。

(3)汽車高速行駛時(shí)，空氣紊流造成車身高頻振動(dòng)，并在車內(nèi)產(chǎn)生高頻噪聲；由后視鏡、雨刮、車頂行李架產(chǎn)生的高頻空氣噪聲則由空氣傳至車內(nèi)。

(4)懸架系統(tǒng)由路面不平激起振動(dòng)，這種振動(dòng)通過(guò)懸架與車身的支點(diǎn)傳到車身引起車身振動(dòng)，進(jìn)一步造成車內(nèi)低頻噪聲；作為懸架系統(tǒng)組成部分的減振器、輪胎等在工作過(guò)程中產(chǎn)生的噪聲則通過(guò)車身的縫隙，由空氣傳至車內(nèi)。

由此可見(jiàn)，固體傳播振動(dòng)通過(guò)結(jié)構(gòu)件傳播到車身，引起車身振動(dòng)再由車身板壁振動(dòng)輻射噪聲至車內(nèi)，形成車內(nèi)噪聲；空氣傳播則將各種噪聲源所輻射的噪聲通過(guò)空氣，由車身的縫隙或孔洞傳播到車內(nèi)，形成車內(nèi)噪聲?？諝?、固體傳播噪聲能量的比例因車型結(jié)構(gòu)和噪聲頻率的變化有所差別。實(shí)踐證明，中低頻車內(nèi)噪聲(30～400Hz)主要由固體傳播途徑造成的，而高頻車內(nèi)噪聲則以空氣傳播為主。固體聲和空氣聲實(shí)際上是車內(nèi)噪聲的直達(dá)聲，車內(nèi)噪聲的另一部分為混響聲。所謂混響聲是指聲源發(fā)出的聲波經(jīng)過(guò)車內(nèi)壁面一次或多次反射后的噪聲。車內(nèi)噪聲實(shí)際上是直達(dá)聲與車內(nèi)混響聲疊加的結(jié)果。

降低噪聲系統(tǒng)或特定環(huán)境中的噪聲強(qiáng)度稱為噪聲控制。噪聲系統(tǒng)由噪聲源、傳遞途徑、接受者三個(gè)部分組成。噪聲源一般是振動(dòng)體，它們?cè)诳諝庵蟹磸?fù)振動(dòng)，擾動(dòng)空氣輻射噪聲，在空氣中可聽(tīng)的振動(dòng)頻率范圍是20～20000Hz。噪聲傳遞途徑是某種介質(zhì)，聲能通過(guò)介質(zhì)從一點(diǎn)傳播到其他各點(diǎn)，介質(zhì)可以是空氣、固態(tài)、液體。噪聲接受者如司機(jī)、乘客。如果需要降低噪聲感知強(qiáng)度，必須至少對(duì)噪聲系統(tǒng)中的一個(gè)部分進(jìn)行處理。通過(guò)降低噪聲源或者噪聲傳遞途徑上的噪聲強(qiáng)度，可以相應(yīng)地減少相關(guān)接受點(diǎn)上的噪聲強(qiáng)度。

在振動(dòng)控制中，降低低頻噪聲和低頻振動(dòng)一直是一項(xiàng)困難的工程。一般吸聲材料的低頻吸聲系數(shù)很小，共振型低頻吸聲結(jié)構(gòu)要占很大的空間，并且吸聲頻帶非常窄，構(gòu)件的低頻吸聲量很小。有源噪聲控制方法是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一種全新的噪聲控制方法。與傳統(tǒng)的降噪技術(shù)相比，優(yōu)勢(shì)在于對(duì)低頻噪聲控制效果好以及對(duì)原系統(tǒng)的附加質(zhì)量小，因此近年來(lái)有源噪聲控制在降低低頻噪聲中得到了廣泛的應(yīng)用。

有源噪聲控制是在指定區(qū)域人為地、有目的地產(chǎn)生一個(gè)次級(jí)聲信號(hào)去控制初級(jí)聲信號(hào)，以達(dá)到降噪目的的技術(shù)方法。根據(jù)兩列聲波相消性干涉或聲輻射抑制的原理，通過(guò)次級(jí)聲源產(chǎn)生與初級(jí)聲源的聲波大小相等、相位相反的聲波輻射，使二者相互抵消，從而達(dá)到降噪的目的。

英國(guó)Lotus汽車公司與ISVR合作，將自適應(yīng)有源降噪技術(shù)應(yīng)用于噪聲控制。控制的核心是電腦模塊，采用發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)分頻方法，分離出多階正弦波參考信號(hào)。在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為3000～5000r/min范圍內(nèi)明顯降低了車內(nèi)低頻發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲，可降低車內(nèi)轟鳴聲(對(duì)應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火頻率噪聲)10dB左右。由于采用了多個(gè)監(jiān)測(cè)傳聲器和次級(jí)聲源，降噪?yún)^(qū)域較大，能快速跟隨車內(nèi)低頻發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲的變化。

壓電材料具有質(zhì)量小、頻響寬，安裝與控制方便，不必破壞原有結(jié)構(gòu)，既能用作傳感器，又能作為驅(qū)動(dòng)器，越來(lái)越多地用于解決薄板結(jié)構(gòu)振動(dòng)與噪聲的控制問(wèn)題。

利用壓電智能材料降低車內(nèi)噪聲是通過(guò)對(duì)車身振動(dòng)的主動(dòng)控制來(lái)實(shí)現(xiàn)的。其基本原理是把分別作為傳感器和驅(qū)動(dòng)器的壓電元件粘貼或嵌入車身結(jié)構(gòu)(如板、殼、梁)中，傳感器感受車身結(jié)構(gòu)振動(dòng)，產(chǎn)生相應(yīng)的控制算法進(jìn)行處理后生成相應(yīng)的控制信號(hào)，控制信號(hào)再經(jīng)功率放大后，經(jīng)驅(qū)動(dòng)器使車身結(jié)構(gòu)產(chǎn)生應(yīng)變以改變結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)阻尼，實(shí)現(xiàn)對(duì)振動(dòng)的主動(dòng)控制，從而抑制和衰減結(jié)構(gòu)對(duì)車內(nèi)輻射的噪聲。

常用的壓電材料有石英體、壓電陶瓷、聚偏二氟乙烯(PVDF)和壓電復(fù)合材料。其中，壓電復(fù)合材料是20世紀(jì)80年代興起的一種新材料，它是將壓電陶瓷相和聚合物相按照一定的連通方式、體積比例和空間幾何分布復(fù)合制成的。它可以成倍地提高材料的某些壓電性能，并具有常用壓電陶瓷所沒(méi)有的優(yōu)良性能。

形狀記憶合金的形狀記憶效應(yīng)是指材料能夠記住它在高溫狀態(tài)下的形狀，即處于低溫下的形狀記憶合金在外力作用下產(chǎn)生變形后，如果將其加熱超過(guò)材料的相變點(diǎn)，會(huì)恢復(fù)到原來(lái)高溫狀態(tài)下的形狀。此外形狀記憶合金還具有超彈性性能，它的應(yīng)力與應(yīng)變之間呈現(xiàn)出遲滯循環(huán)效應(yīng)，其彈性和超彈性變型量可分別達(dá)到2%和8%。常用的形狀記憶金有鎳鈦合金。

利用形狀記憶合金的獨(dú)特性能，可以設(shè)計(jì)出形狀記憶合金減振墊片，用在變速器齒輪等傳動(dòng)系零部件中。當(dāng)汽車運(yùn)行時(shí)，傳動(dòng)系零部件溫度逐漸升高，由于各零部件材料的膨脹系數(shù)不同，傳動(dòng)系的工作狀況逐漸變差，導(dǎo)致振動(dòng)和噪聲增大。形狀記憶合金減振墊片的彈性恢復(fù)力隨著溫度升高而增大，能夠增加傳動(dòng)系零部件熱膨脹后的堅(jiān)固力，從而達(dá)到穩(wěn)定工作狀態(tài)和減振目的。

隨著物理學(xué)、電聲學(xué)、工程學(xué)、數(shù)字信號(hào)處理、自動(dòng)控制、人工智能、系統(tǒng)科學(xué)等技術(shù)的發(fā)展，車內(nèi)噪聲控制技術(shù)將發(fā)生歷史性變革。有源噪聲控制技術(shù)應(yīng)用于車內(nèi)低頻噪聲控制將成為研究熱點(diǎn)。研究滿足應(yīng)用要求的聲學(xué)器件(傳聲器、揚(yáng)聲器等)和自適應(yīng)有源降噪適時(shí)控制算法是提高有源噪聲控制技術(shù)實(shí)用性的有效途徑。研制和選用體積小、重量輕、吸聲、隔聲效果好的復(fù)合聲學(xué)材料來(lái)降低車內(nèi)噪聲將會(huì)得到高度重視。