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《通过噪声》室外与室内测量方法的研究

年度工作报告 时间:2022-04-19 10:08:20

介绍,讲述室外与室内测量方法的异同;与现有标准GB1495-2002的差别;系统阐述通过噪声室外与室内测试规范;各系统噪声源对整车系统的贡献值及降低噪声的方法;对室外结果和室内结果之间做比较,室外预测所得数据可应用在汽车外部行驶路面,以便进行结构优化,对汽车产品开发具有重大意义。

关键词:通过噪声;测试方法;预测;NVH

中图分类号:U461.99 文獻标识码:B 文章编号:1671-7988(2018)07-50-04

Abstract: This article briefly introduces the Stage Ⅲ in the《Limits and measurement methods for Noise Emitted by Accelerating Motor Vehicles (Exposure Draft)GB1495》,and elaborates on the followings: the differences and similarities between outdoor and indoor measurement methods; the differences between the exposure draft and the GB1495-2002 standard; the specifications for outdoor and indoor pass-by noise tests in a systematic manner; the contribution of each system noise source to the whole vehicle system and the method of reducing noise; and the comparison of outdoor and indoor test results. The data obtained from outdoor pre-tests can be applied to the exterior vehicle tracks to facilitate structure optimization, which is of great importance to the development of vehicle products.

Keywords: Pass-by noise; Measurement methods; Pre-tests; NVH

CLC NO.: U461.99 Document Code: B Article ID: 1671-7988(2018)07-50-04

引言

在我们现实生活中,空气、水、土壤以及固体废弃物等污染形势非常严峻。实际上,交通噪声污染同样也不可小觑。交通噪声污染正渐渐成为居民健康的隐形杀手。

为了贯彻《环境保护法》和《环境噪声污染防治法》,加强交通噪声的管理和控制,改善环境质量,更需要对车外加速噪声测量标准和限值加以严格控制。因此,更需要重视新法规要求下的测试方法[1]。

1 室外与室内测试方法的异同

为了规定了新生产的汽车加速行驶车外噪声的限值和测量方法,规定了型式检测和汽车生产一致性要求。在噪声控制技术上,前期主要集中在动力系统噪声控制上,自70年代至80年代初, 重点在于改善排气系统的噪声,有相当多的努力也投入到了发动机低噪声结构的优化设计中,随着噪声法规的不断加强, 在过去30年中,汽车噪声级有了大幅度的降低,同时也使得汽车噪声源的分布产生了根本性的改变。因此,汽车企业对测试方法的掌握显得尤其重要。

1.1 标准修订背景

本标准的噪声测量方法修改采用了UN Regulation No.51/02(2007)《关于在噪声方面批准四轮及四轮以上机动车的统一规定》和国际标准ISO 362-1:2007《道路车辆加速行驶噪声测量方法 工程法 第一部分:M、N 类车辆》中有关的技术内容。本标准中关于试验路面的要求参考了ISO 10844:2014《声学测量道路车辆及其轮胎噪声用试验路面的规定》中的技术内容。

试验时,车辆加速通过测试场地,着重考察车辆主要噪声源——动力系统的噪声(进气、发动机、排气等)。

1.2 与现有标准的差别

本标准与GB 1495-2002 相比主要变化如下:

①改变了测量方法,更接近汽车正常行驶工况;

②降低了汽车噪声限值;

③增加了型式检验和汽车生产一致性的要求。

2 通过噪声测试规范

对车速20km/h至80km/h范围内,发动机怠速至90%额定转速范围内,多档位多工况条件下的加速行驶车外噪声值进行测量。采用噪声与发动机转速对应关系,噪声与车速、加速度对应关系两套理论,三种方法评价汽车在各车速、转速、加速度条件下的噪声水平,防止汽车使用过程中异常噪声的发生,严格控制汽车正常使用过程中多种工况条件下的噪声水平[2]。

2.1 车外行驶加速噪声测试

如图,AA′线和BB′线平行于PP′线,并分别位于PP′线之前和之后10m处,必须在测量场地标示出各测量线。

传声器应布置如图2所示,在离地面高1.2m±0.02m,距行驶中心线CC′7.5m±0.05m处,其参考轴线必须水平并垂直指向行驶中心CC′。

2.1.1 加速噪声测量

汽车制造企业应确定参考点接近AA′线之前踩下加速踏板的预加速位置点。当汽车参考点通过汽车制造企业确定的预加速位置点时,必须尽可能迅速地将加速踏板踩到底(即油门或节气门全开),并保持不变,直到汽车/最后端通过BB′线时再尽快地松开踏板(即油门或节气门关闭)。应在测量数据中记录预加速位置点。不可分解的汽车列车,汽车最后端通过BB′线时不考虑挂车。

2.1.2 匀速噪声测量

匀速噪声测量时,应采用加速噪声测量时相同的挡位,并在AA′线与BB′线之间稳定住加速踏板,以50 km/h±1 km/h的速度匀速行驶。如果加速噪声测量时锁定了传动比,则也应锁定相同的传动比进行匀速噪声测量。功率质量比系数PMR<25的汽车,无需进行匀速噪声测量。

2.1.3 试验工况

针对M1、N1、M2(GVM≤3500kg)多前進挡车辆,GB1495-20XX采用全加速工况(且V PP′=50 ±1km/h)和匀速工况(保证VAA′、V BB′、V PP′=50 ±1km/h)进行测试[3]。

2.1.4 选档原则

依据车辆参考加速度、最大加速度、试验加速度决定。

2.2 室内行驶加速噪声测试

测试速度应为50±1km/h,车辆需要在虚拟线PP′线到达这速度,测试后的速度应同时应用于加速度和恒定加速度[4]。当测试车辆在转毂行驶,某一测试档位怠速行驶时,测试员开始数据采集,达到通过速度和转速后,数据采集结束。

3 测试结果与分析

针对某一车型进行加速行驶室外与室内通过噪声测试,采用3档加速测试和50km/h匀速测试。测试结果如下:

在消音室转毂上行驶,测试到汽车车外行驶通过噪声值时,由现有五种车摸底数据得到,室外与室内噪声值相差3dB,可做预测。

4 噪声源对整车噪声的贡献

随着动力系统降噪水平的提高,道路正常行驶时的动力系统噪声所占比例开始下降,轮胎噪声所占权重开始增加。当轿车噪声限值为84dB(A) 时,几个主要的噪声源对整车噪声的贡献由高到低依次为:排气、进气、发动机及轮胎。但是,随着法规限值进一步降低,主要噪声源的排列次序产生了变化, 轮胎噪声逐渐现出来, 成为最主要的噪声源之一, 排气、进气及发动机的噪声已降低到同一水平,但是对这些系统噪声源的控制则更加细化。并且要求必须考虑传动系统对噪声的贡献[5]。为了满足未来更为严格的法规限值,必须采用低噪声发动机、整机隔声罩、可控三级消声器和可控进气共鸣腔;同时更为重要的是,轮胎供应商必须采取措施降低轮胎噪声,提供与上述降噪技术相适应的低噪声轮胎。

汽车在低速行驶时主要的噪声源是动力系统(发动机噪声、排气噪声);当行驶速度提高时,轮胎路面噪声开始成为主要的噪声源之一,详见图6。

4.1 发动机噪声大

发动机噪声主要是由引擎盖、前翼子板等震动传到驾驶室中的。因此,可以在发动机盖处加装一些高级吸音泡沫材料,不仅可以抑制引擎盖引起的震动,还能吸收大量的噪音,非常有效。

4.2 胎噪过大

胎噪通常是由胎面和地面摩擦冲击产生的,并和挡泥板、翼子板等震动同时传到车内。那么就得从车门、翼子板、挡泥板等部位加装隔音材料,从而起到降噪的作用。胎压过高也会引起造成轮胎空腔和路面共鸣导致胎噪增大,维持胎压正常也很重要。当然,其实最直接的方式就是换软一点的胎,像米其林和马牌,不过价格较贵而且不耐磨,损耗也比较快。但比起耐磨的韩泰和邓禄普,胎噪自然会降低不少。

4.3 风燥过大

风噪主要是由汽车行驶过程中车体和空气摩擦产的,通过车门缝隙传到驾驶室。因此,除了上一步在车门内加装隔音材料,还可以选择加装或更换车门密封条。因为密封条是

橡胶制品,使用时间过久后会出现老化,隔音和密闭效果都会变差。不过,密封层过多会严重导致开关门不顺畅和车门变形,不宜过厚。

4.4 车身震动噪声与异响

一些车的风噪声较大,除了和汽车的造型有关,还可能是因为组装或设计不良引起的,比如常见的螺丝松动和减震橡胶垫老化。一般紧上螺丝或者更换零件就可以解决。

5 结论

为了达到测定的准确性,有必要对真实的车外结果和室内结果之间做比较。结果的偏差必须在可接受的范围之内。

本文的分析说明, 上述汽车室外噪声的预测方法和室内噪声值有相关性。其误差完全可控制在工程应用允许范围内。室外预测所得数据可应用在汽车外部行驶路面,以便进行结构优化,对汽车产品开发具有重大意义。

参考文献

[1] GRB-66-21e.中国汽车技术研究中心,2017.

[2] 汽车噪声标准研究工作组.中国汽车技术研究中心,2016.

[3] 谢东明.多工况加速行驶车外噪声测量评价方法.中国汽车技术研究中心,2015.

[4] 国家环境保护总局,国家质量监督检验检疫总局.GB1495-2002汽车加速行驶车外噪声限值及测量方法.北京:中国环境科学出版社,2002.

[5] 庞剑.汽车噪声与振动——理论与应用[M]北京理工大学出版社, 2006.

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