图1  Bühler公司研发生产的发动机

Bühler发动机的研发实践证明，仅依靠理论知识和基础性的思考是设计不出低噪声发动机的。因为发动机零部件在复杂工作环境下的噪声以及噪声间的相互作用都是无法预测的。

Bühler发动机是无数工程师智慧的结晶，其音响设计不仅蕴含着工程师丰富的经验，而且其近几十年来研发中获得的所有“音响曲线”也被很好的保留下来。Bühler发动机的研发实践证明，仅依靠理论知识和基础性的思考是设计不出低噪声发动机的。因为发动机零部件在复杂工作环境下的噪声以及噪声间的相互作用都是无法事先预测的。此外，安装环境的声学特性也能急速改变噪声状况。调幅是降低噪声的关键手段，但调幅本身也有很宽的激振范围。利用特殊的消音材料，如橡胶，则有可能在特定的范围内降低噪声（图1）。

测试、优化、再测试...

可以说，只要驱动装置还处在实验室研发阶段，就可以首选调幅通过空气传播来测试噪声。今天，它已经作为有效地固体噪声的检测方法用于弯曲振动和扭转振动的测试中了。当驱动装置安装到使用环境中，则需结合安装环境进行弯曲振动试验。

因为，所有的共振物体，如与驱动装置同时振动的车门，随时都可能会突然发出异常的啸叫。在模拟大批量生产进行的试验中，出现了令人沮丧的一幕：在不同负载和转速条件下，车辆加速和制动时，甚至车辆行驶时速和空气湿度都会对噪声产生影响，因此Bühler公司凭借其在降低发动机噪声方面的优势成为高等院校声学设计的合作伙伴。在驱动装置设计时，为优化噪声特性而进行的测试是不可或缺的。

图2  调频分析：纵坐标表示的是载波频率，横坐标表示的是调频频率，不同的颜色表示的是音频高低。原则上，调频分析清楚的表示了旋转振动和齿轮啮合频率振动的频率波动特性。这些波动可以是由很小的形状误差引起的，或者是零件制造公差范围内的差异引起的。利用这一分析方法可以很好的表示各个影响心理声学的噪声因素

使噪声可见

结合基础知识或者通过经验总结和比较获得的知识，工程师可以在降低噪声的尝试中通过“倾听”来了解噪声。不仅仅是利用耳朵“倾听”，还要充分利用计算机软件通过主动测量和图形展示的方法来“看”到声音。现在，工程师已经能够准确界定每一个令人讨厌的声源，并且利用FEM模拟技术和滤波技术，能够检验不同的噪声优化方法（图2）。

这里所指的优化并不仅仅是降低噪声的强度，还包括心理声学的优化。噪声听起来是否舒服比降低噪声的绝对强度更加重要，而一味的降低噪声强度有时会带来一些不希望的副作用：当噪声强度降至某一程度时可能出现异常，使原来不明显或者被隐藏声音显现出来，成为令人不舒服的主要因素。因此，在试验中，这种令人不舒服的影响心理声学的噪声必须优先排除。

另外，零部件的生产加工质量也是影响噪声的一个重要因素。例如，利用注塑工艺生产的塑料行星齿轮减速机。由于行星齿轮架自身是旋转的，各个车轮也是旋转的，而齿与齿之间的啮合频率是不同的，因此这就对行星齿轮提出了一个特殊的要求。塑料齿轮不均匀的结构有着很好的噪声补偿性能，因此在低噪声方面，其比金属齿轮更有优势。而真正能够发挥这一优势的前提是精确的制造和稳定的质量。

知识、经验和计算机软件

利用高科技的计算机软件，工程师不仅能够对各种装置的噪声从心理声学的角度进行分析和优化，而且也可以通过普通声学频率分析降低噪声。利用计算机软件能够看出：驱动装置的哪个部件发出的噪声最大，确定最大的噪声峰值，并了解一个噪声源在整个噪声中所起到的作用。在Bühler公司中，计算机软件支持的噪声检测也已经在生产过程的质量监控中得到了应用。噪声检测仪和噪声检测软件能记录最小的噪声波动，而这些微小的噪声变化是人类耳朵很难分辨的。

当然，Bühlerr公司的声学工程师们的工作不仅仅只是围绕声音。所有降低噪声的声学措施都与其他措施结合在一起使用，满足降低驱动装置噪声的要求。最后，在降低噪声的种种措施中还要考虑成本因素。利用降低噪声的声学措施常常可以把一个听起来非常不舒服的噪声频率简单的降低到“听不见”的水平，而且无需对整个设计进行彻底的改造，从而也避免了更加昂贵的双倍成本的付出。