明锐车主浅谈噪音常识及隔音误区

关于汽车噪音问题，我作为明锐的车主也是感触颇多，今天说说这个话题。

一、噪音的声学常识

1、声音的产生

空气中的各种声音，不管它们具有何种形式，都是由于物体的振动所引起的：敲鼓时听到了鼓声，同时能摸到鼓面的振动；人能讲话是由于喉咙声带的振动；汽笛声、喷气飞机的轰鸣声，是因为排气时气体振动而产生的。总之，物体的振动是产生声音的根源，发出声音的物体称为声源。声源发出的声音必须通过中间媒质才能传播出去，人们最熟悉的传声媒质就是空气，除了气体外，液体和固体也都能传播声音。振动在媒质中传播的速度叫声速，在任一种媒质中的声速取决于该媒质的弹性和密度，因此，声音在不同媒质中传播的速度是不同的：在液体和固体中的传播速度一般要比在空气中快得多，例如在水中声速为 1450m/s ，而在铜中则为 5000m/s 。声音在空气中的传播速度还随空气温度的升高而增加。

向前推进着的空气振动称为声波，有声波传播的空间叫声场。当声振动在空气中传播时空气质点并不被带走，它只是在原来位置附近来回振动，所以声音的传播是指振动的传递。如果物体振动的幅度随时间的变化如正弦曲线那样，那么这种振动称为简谐振动，物体作简谐振动时周围的空气质点也作简揩振动。物体离开静止位置的距离称位移χ，最大的位移叫振幅α，简谐振动位移与时间的关系表示为χ=αsin(2πft+φ)，其中f为频率，(2πft+φ ) 叫简谐振动的位相角，它是决定物体运动状态的重要物理量，振幅α的大小决定了声音的强弱。

物体在每秒内振动的次数称为频率，单位为赫兹 (Hz)。每秒钟振动的次数愈多，其频率愈高，人耳听到的声音就愈尖或者说音调愈高。人耳并不是对所有频率的振动都能感受到的。一般说来，人耳只能听到频率为20～20000Hz 的声音，通常把这一频率范围的声音叫音频声。低于 20Hz 的声音叫次声，高于 20000Hz 的声音叫超声。次声和超声人耳都不能听到，但有一些动物却能听到，例如老鼠能听到次声，蝙蝠能感受到超声。

声波中两个相邻的压缩区或膨胀区之间的距离称为波长λ，单位为米(m) 。波长是声音在一个周期的时间中所行进的距离。波长和频率成反比，频率愈高、波长愈短；频率愈低，波长愈长。

2、噪音及其类型

随着现代工业、建筑业和交通运输业的迅速发展，各种机械设备、交通工具在急剧增加，噪音污染日益严重，它影响和破坏人们的正常工作和生活，危害人体健康，在《中华人民共和国环境噪音污染防治法》中，环境噪音是指在工业生产、建筑施工、交通运输和社会生活中所产生的影响周围生活环境的声音。

从物理学角度讲，声音可分为乐音和噪音两种。表现在听觉上，有的声音很悦耳，有的却很难听甚至使人烦躁。当物体以某一固定频率振动时，耳朵听到的是具有单一音调的声音，这种以单一频率振动的声音称为纯音。但是，实际物体产生的振动是很复杂的，它是由各种不同频率的许多简谐振动所组成的，把其中最低的频率称为基音，比基音高的各频率称为泛音。如果各次泛音的频率是基音频率的整数倍，那么这种泛音称为谐音。基音和各次谐音组成的复合声音听起来很和谐悦耳，这种声音称为乐音。这些声音随时间变化的波形是有规律的，凡是有规律振动产生的声音就叫乐音。

如果物体的复杂振动由许许多多频率组成，而各频率之间彼此不成简单的整数比，这样的声音听起来就不悦耳也不和谐，还会使人产生烦躁。这种频率和强度都不同的各种声音杂乱地组合而产生的声音就称为噪音。各种机器噪音之间的差异就在于它所包含的频率成分和其相应的强度分布都不相同，因而使噪音具有各种不同的种类和性质。从环境和生理学的观点分析，凡使人厌烦的、不愉快的和不需要的声音都统称为噪音，它包括危害人们身体健康的声音，干扰人们学习、工作和休息的声音及其它不需要的声音。

根据噪声源的不同，噪音可分为工业噪音、交通噪音和生活噪音三种，是构成环境噪音的三个主要来源。交通噪音是指飞机、火车、汽车等交通运输工具在飞行和行驶中所产生的噪音，汽车隔音降噪网重点探讨的是汽车在运转或行驶中产生的交通噪音。噪音使人感到烦恼，强的噪音还会给人体健康带来危害。

3、噪音的常见物理量度

当没有声波存在、大气处于静止状态时，其压强为大气压强 P0 ；当有声波存在时，局部空气产生压缩或膨胀，在压缩的地方压强增加，在膨胀的地方压强减少，这样就在原来大气压上又增加了一个压强的变化。一般情况下，声压与大气压相比是很弱的。声压的大小与物体的振动有关，物体振动的振幅愈大，则压强的变化也愈大，因而声压也愈大，我们听起来就愈响，因此声压的大小表示了声波的强弱。

由于正常人耳能听到的最弱声音的声压和能使人耳感到疼痛的声音的声压大小之间相差一百万倍，表达和应用起来很不便。同时，人耳对声音大小的感受也不是线性的，它不是正比于声压绝对值的大小，而是同它的对数近似成正比。这种用对数标度来表示的声压称为声压级，它用分贝 dB 来表示。

正常人的听觉所能感到的最小声音 即听域的声压级约为 0 分贝 ； 轻声耳语约为 30 分贝 ； 相距 1 米左右的会话语言约为 60 分贝 ； 公共汽车中约为 80 分贝 ； 重型载重车、织布车间、地铁内噪声约为 100 分贝 ； 使人耳痛的声压级界限叫人耳阀，数值为 120 分贝 ； 大炮轰鸣、喷气机起飞约为 130 分贝。 由此可见，当采用声压级的概念后，听域与痛域的声压之比从 100 万倍的变化范围变成 0～120 分贝的变化。所以对行驶中的汽车来说，在一定声压级范围内，只要降低几个分贝，人耳就会有明显感受。许多手持声级计的实际测量误差在 2 分贝，也就是说，噪音源不变的情况下，两次测量结果理论上可以相差 4 个分贝，换句话说，事实上声噪降低 4 个分贝的时候，普通声级计可能显示没有什么变化，但是人耳的感觉却是噪音有明显下降。用仪器对汽车噪音进行测量并进行评测和研究时，应当遵循严格的测试要求和科学的测试方法。

考虑到人们主观上的响度感觉，人们设计一种仪器，经频率计权后测量得到的dB数称为计权声级。因为要使仪器能适应所有不同强度的响度修正值是困难的。常用的有A 、B 、C 三种计权网络，经过A计权曲线测量出的dB读数称 A计权声级，简称A声级或LA ，表示为分贝(A)或dB(A)。A声级与人们的主观反映有良好的相关性，即测得的A声级大，人们听起来也觉得响。当用A声级大小对噪音排次序时，与人们主观上的感觉是一致的。 A 声级是目前广泛应用的一个噪音评价量，已成为国际标准化组织和绝大多数国家用作评价噪音的主要指标，许多环境噪音的允许标准和机器噪音的评价标准都采用A声级或以A声级为基础。

但是，A声级并不反映频率信息，即同一A声级值的噪音，其频谱差别可能非常大。若要比较车辆引发的频谱很不相同的噪音，就要注意到A声级的局限性。C计权与A计权在某些频段测量结果的差别相当大，所以对于一些追求车辆降噪数据的消费者，个别经销商会利用消费者对声音测量标准缺乏认知，或者不熟悉测量仪器的操作，用不同的计权读数来蒙骗消费者。这个时候，正是数字欺骗了大家。

4、噪音的传播特性

噪声源总是体现在一定的空间中，因此必须研究声音在空间中传播的特性，包括声波传播过程中的衰弱、反射、折射、绕射和干涉等现象。传播声波的空间称为声场，声场分自由声场、扩散声场和半自由声场。自由声场是一种理想化的声场，严格地说在自然界中不存在这种声场，但是我们可以近似地将空旷的野外看成是自由声场。在声学研究中为了克服反射声和防止外来环境噪音的干扰，专门创造一种自由声场的环境，它可以用做听力实验，检验各种机器产品的噪音，测量声源的声功率，校准一些电声设备等。扩散声场与自由声场完全相反。在扩散声场中，声波接近全反射的状态。例如，在室内，人听到的声音除来自声源的直达声外，还有来自室内各表面的反射声。如果室内各表面非常光滑，声波传到壁面上会完全反射回来。如果室内各处的声压几乎相等，声能密度也处处均匀相等，那么这样的声场就叫做扩散声场(混响声场)。在声学研究中，可以专门创建具有扩散声场特性的房间，即混响室。它可用来测试声源的声功率和做不同混响时间下语言清晰度试验等。在实际生活中，遇到最多的情况，既不是完全的自由声场，也不是完全的混响声场，而是介于二者之间的半自由声场。根据环境吸声能力的不同，有些半自由声场接近自由声场一些，有的更接近扩散声场。粘贴了平静隔声吸声棉的车体，由于异型吸音槽对车辆噪音的高效抑制，可以有效改善驾驶室的声场。

声源发出的噪音在媒介中传播时，其声压或声强将随着传播距离的增加而逐渐衰减。高频声波比低频声波衰减得快，当传播距离较大时其衰减值是很大的，因此高频声波是传不远的。从远距离传来的强噪音如飞机声、炮声等都是比较低沉的，这就是在长距离的传播过程中高频成份衰减得较快的缘故。除了空气能吸收声波外，一些材料例如玻璃、毛毯、泡沫塑料等也会吸收声音，称为吸声材料。当声波通过这些多孔性吸声材料时，由于材料本身的内摩擦和材料小孔中的空气与孔壁间的摩擦，使声波能量受到很大的吸收并衰减，这种吸声材料能有效地吸收入射到它上面的声能。

噪音声波在传播过程中经常会遇到障碍物，这时声波将从一个媒质(空气)入射到另一媒质中去。由于这两种媒质的声学性质不同，一部份声波从障碍物表面上反射回去，而另一部份声波则透射到障碍物里面去。利用介质不同的特性阻抗，可以达到减噪目的。例如，在室外测量噪音时，坚硬的地面、公路和建筑物表面都是反射面，如果在反射面上铺以吸声材料，那么反射的声能将减少。由于声波的反射特性，在室内产生的某一噪音会从墙面、地面、天花板上及室内各种不同物体上多次反射，这种反射声的存在使得噪声在室内的声压级比在露天中相同距离上的声压级要提高 10～15dB 。为了降低室内反射声的影响，在房间的内表面覆盖一层吸声性能良好的材料，就可以大大降低反射声，从而使整体噪音得到减弱， 类似的情况体现在车辆上，驾驶室是一个缩小的房间，车辆复杂的噪音作用体现在驾驶室就可以看作是一个噪音源，平静隔声吸声棉在粘贴过程中总是把带有异型吸音槽的一面朝向车内，正是最大限度的降低车身双层隔板之间以及驾驶室内部噪音的反射，同时对噪音起到高效的过滤吸收作用。

声波在传播途中遇到不同介质的分界面时，除了发生反射外，还会发生折射，声波折射时传播方向将改变。此外，声波还会产生绕射现象。绕射现象与声波的频率、波长及障碍物的大小都有关系。如果声波的频率比较低、波长较长，而障碍物的大小比波长小得多，这时声波能绕过障碍物，并在障碍物的后面继续传播，如果声波的频率比较高，波长较短，而障碍物又比波长大得多，这时绕射现象不明显。在障碍物的后面声波到达得就较少，形成一个明显的影区。绕射现象在噪音控制中得到了应用。隔声屏障常被用来减弱高频噪音的影响，在幅射噪音的机器和工作人员之间，放置一道声屏障，就可减弱高频噪音，屏障的高度愈高、面积愈大，降噪效果就愈好，如果在屏障上再覆盖一层吸音材料则效果更好。平静引擎盖防护垫正是利用这种原理起到降噪作用，发动机在引擎盖下方，因此无需增加声屏障的高度，只要在引擎盖上粘贴平静引擎盖隔声隔热棉，其两倍于隔音面积的吸音表面就会有效降低发动机传向引擎盖方向的噪音，使站在引擎舱一侧的人会明显感觉到发动机噪音的降低。

二、常见隔音误区

经过与众多隔音爱好者的交流和五年来对中国汽车隔音行业的认识，汽车隔音降噪网归纳了当前隔音工程中常见的几个误区，主要是：隔音行业暴利误区、隔音材料选择误区、对隔音的认识误区和数字游戏误区，具体分析如下：

1、隔音行业暴利误区

目前的隔音行业还很不规范，主要体现在价格的不透明，服务规范不统一，施工工艺不科学，隔音材料滥用等问题，许多施工店面跟风模仿，人云亦云，只知其然而不知其所以然。定价也走了两个极端：要么为追求低成本，只要便宜的材料就称之为隔音材料。要么把国产的材料冠以洋品牌，或假冒别人的品牌，以这样的名义要高价。其实两种极端都是一个目的——追求暴利。在中国汽车市场迅猛发展，越来越多车型与国外市场同步上市的时候，唯独汽车隔音用品的商家却众口一词，一口咬定自己卖的是进口材料——其动机难道不让人生疑吗？

2、材料的选择误区

汽车隔音常见的误区是对隔音材料选择不慎造成的：不是隔音或者吸音性能好的任何材料都可以用在车上，汽车作为一种特殊的交通工具，因为与人的安全、健康息息相关，所以对好的隔音材料有着近乎苛刻的要求。防水、防腐、耐火阻燃、环保、轻量化以及良好的隔音吸音或减震性能、较长的使用寿命等等。车上不太适用的隔音材料主要有以下几种，汽车隔音降噪网将其优缺点分析如下：

玻璃纤维或石棉制品：成本低，吸音性能好，自身防火阻燃性能好，但是不防水，洗车或雨天行驶过程中吸水以后，造成车身自重大幅增加，加速性能下降，短期内水分难以挥发，潮湿的部分易造成车体腐蚀。此外，还有众所周知的不环保问题，同时也是较强的致癌物质。

毛毡纤维棉：本身具有良好的吸音性能，也被许多经济型车用作隔音吸音材料使用在底板处，市面上也有其制成的隔音材料，但是材料本身吸水且不防火，如不慎进水，很难干透且车重大增，易发生腐烂和霉变，决不能用于引擎盖以及车门内部，可以适量用于车辆底板部位。使用 3 年以上的车辆应注意检查地胶下原车隔音棉有无腐烂和锈蚀车底板，如有此类现象，可以在隔音时用平静隔声吸声棉更换。

铝箔复合材料：有些隔音店面常将此类产品粘贴在引擎盖下，用于对引擎盖漆面的防护。由于铝箔对热量的高反射性能（可达 95 ％以上），粘贴了这种铝箔复合材料以后，发动机散发的热量绝大多数又被其反射回发动机本身以及周围的线路，虽然有效保护了漆面，却不利于发动机长期稳定工作，加速了引擎舱线路的老化，易引发安全问题。此外，与铝箔复合的材料通常不是防水设计，下雨或洗车过程中还会带来车身加重的问题。好的引擎盖防护用品应该是隔热、阻燃和防水设计，最好能有隔音吸音作用，外观应以深色比较理想。铝箔在车上的正确用途举例：利用其对热的高反射特性与其它材料复合后做成汽车遮阳罩或排气管防热罩使用。

带自粘胶的材料：自粘胶也称背胶或不干胶，市面上常见许多隔音材料都是带自粘胶的设计，揭开材料背后的贴纸就可以进行粘贴，操作十分便捷，这主要是为了降低成本和便于施工考虑，因为这种自粘胶本身不耐老化，强度较低，寒冷季节容易发脆和出现裂纹，夏季车辆在阳光直晒的时候，由于车内温度迅速上升，使得背胶迅速软化甚至流淌，污染车体，导致开胶从而失去隔音作用，因此，自粘胶的隔音材料只能部分使用于车辆底板部位。车门、后备箱以及车身的其它部位就要慎用。

棉毯、毛毡等材料：许多经济型车出厂时就用了棉毯和毛毡之类的材料，一般铺在正副驾驶员脚下的底板部位，起隔音吸音的作用，主要是出于低成本考虑，这种材料一般由纺织行业垃圾或废品制成，成本低廉，吸音效果较好，但是不防火、不防水、不防腐，只能部分应用于车辆的底板部位。这也是被原车使用的材料，由此可以看出，原车使用的，未必专业，效果也未必就好。

综上所述，汽车用隔音材料的好坏主要取决于以下因素：是否防水、防火、防腐，是否环保以及轻量化，当然，还有材料本身的隔音吸音性能，只有满足上述约束条件的材料才能算是好的隔音材料。

3、对隔音的认识误区

每个做汽车隔音的车主都希望隔音的效果好，甚至有人希望听不到发动机的任何声响，这样的期望显然是不能通过隔音来实现，隔音处理后，好的声噪系统并不意味着能消除所有声音，因为有些声音，如发动机或路面的声音，可以为驾驶者提供相应的信息——乘驾人员如果坐在完全没有声音的空间就会失去方向感；此外，如果听不到前后方车辆的鸣笛也会给自身安全带来威胁。噪音是令人生厌和不受欢迎的， 平静隔音要做的就是去除这些令人生厌的噪音并保证来自道路和动力系统的声音都是和谐的（合适的声音）。因此，对车友来说，对汽车隔音有一个科学的认识很关键：提高乘坐舒适性虽然重要，但是第一位的总是安全。

4、数字游戏的误区

有些车友很关心隔音前后噪音的变化情况，希望能有一个客观公正的数字拿出让人信服的说明，有的商家为了拉拢消费者，也会信誓旦旦的保证隔音效果，并且用手持声级计进行测量，然而，如何进行车辆噪音的测试是有严格要求的，如果是进行测量，用数字说话，就要遵循测量过程中多方面的严格要求，这些因素主要有：载重、行驶路面、同一路面干燥程度、路面坡度、温度、湿度、风速、周围建筑物的距离及高度、发动机转速、档位、行驶匀速度、背景噪音、仪器精度、计权标准、测量仪器感应头的位置和朝向等等，在这二十多项基本要求都满足的条件下，测得的数据才具有说服性和研究价值。否则，只是寻求一种心理满足和暗示。这些做测试的商家，恐怕很难找到一处符合要求的环境并愿意花费几个小时为消费者进行测试。那些商家隔音前后测出的数字差距就是借助于这些因素变化来实现的，比如外界风速风向、路面坡度变化、感应头的位置变化等，最简单的就是直接采用不同的计权读数来迷惑车主。其实，汽车隔音降噪网早有论述，任何材料的隔音都会有效果，哪怕是一张纸、一片布。宽容的车主可以把这些商家的做法当作善意的欺骗，“眼见为实，耳听为虚”的古训并不适用于一般隔音。其实在某些敏感频段，人耳对 4 分贝的声音变化会比普通精度的测量仪要敏感，究竟有没有隔音效果，人耳的判断还是很准确的，此外，换档时转速表的读数和 CD 的音量读数也可以与隔音前做比较。如果您是一名狂热的汽车隔音爱好者，又对隔音的数字测量结果非常感兴趣的话，也可以参照《平静汽车隔音车内噪音简易测量法》进行测试，以便于参考。

最后，提醒您影响降噪效果的几个关键因素：隔音材料的隔音性能、吸音性能、隔音的施工面积和吸音面积、施工的重点部位和工艺，施工过程的细心程度等等。