车辆噪声的试验室测量

第21卷　第8期Vol.21　No.8【机械与材料】

重庆工学院学报(自然科学版)

JournalofChongqingInstituteofTechnology(NaturalScienceEdition)

2007年8月Aug.2007

车辆噪声的试验室测量

李　力

(重庆汽车研究所,重庆　)

Ξ

摘要:系统,关　键词;6文献标识码:A

文章编号:1671-0924(2007)08-0081-04

AutomobileNoiseMeasurementinLab

LILi

(ChongqingAutomobileResearchInstitute,Chongqing400039,China)

Abstract:Thisarticleintroducesthepurposeofsettingupvehiclevibrationnoiselab,thebasicprincipleandvarioussystemsofthelab,anddiscussesthetestingmethodsinthelab.

Keywords:automobile;noise;measurementinlab

一般情况下,车辆的NVH性能是指噪声(Noise)、振动(Vibrationg)和音品粗糙度(Harsh2ness);广义上讲,是指人对行驶中的车辆的听觉和

声极低的理想工作环境又满足了试验结果的一致性要求,使所有试验具有可重复性.试验车在半消声室试验可精确控制其工作状态,并且工作状态具有可重复性[2].

目前国内第一个振动噪声半消声室是1999年在上海大众建立的,它主要用于轿车验证性试验,规模较小.国内其它半消声室大多都在建设中.

触觉感受[1].近年来,联合国组织和各国政府相继制定了有关汽车噪声的强制性法规,再加上企业间的相互竞争和技术的进步,车辆的允许噪声限值水平一直在不断地提高,声学特性因而成为汽车是否合格的重要指标,尤其是对于小型车.

要改善车辆噪声水平和声品质,充分研究车辆噪声的复合影响是相当重要的.半消声室有能力提供一个很好的声学环境———低背景噪声和半自由场空间,可以24h工作,既营造了一个本底噪　Ξ　收稿日期:2007-05-20

1　建立车辆振动噪声试验室的目的

建立振动噪声半消声室,提供一个室内模拟半自由场的测量环境,可解决车辆NVH性能的评

),男,高级工程师,主要从事汽车整车试验研究.作者简介:李力(1962—

82重庆工学院学报

很难实现.为了在室内建立自由场,应该使该闭合空间界面上的声反射减少到可以忽略的程度,这就要求所有的界面吸声材料在宽频带内有极高的声吸收系数,反射声能尽可能小.对于多孔材料,要求材料多孔率几乎等于1,同时流阻和质量抗相比要尽量的小.同时要使界面上的反射声能小,就应该把声波从空气中尽量吸引到吸声材料中来,散()、金字塔型或者尖.尖劈的长度则应根据所要求的低频下限频率(截止频率)的波长确定,它应该是该频率波长的四分之一,此时它的垂直入射的吸声系数为0.99.

2.2　低噪声转鼓系统.消声室所使用的底盘测功

价、分析、诊断,具体可以开展如下工作.

1.1　噪声控制.主要包括:①诊断和优化车辆室

内噪声;②诊断车外加速噪声;③解决悬架和道路噪声的最优化结果;④诊断进排气噪声;⑤分析噪声品质;⑥研究噪声传递路径.

1.2　振动控制.主要包括:①检测操纵舒适性;②

检测振动舒适性;③进行悬架和发动机动力匹配分析;④诊断方向盘的振动.

2　车辆噪声试验室的构成

2.1　消声室.

室..汽车的使用工况是行使在具有声音反射特点的地面上的,因此进行声学测试时使用半消声室.2种消声室见图1和图2.

机主要用于模拟车辆在实际行驶中所产生的各种阻力,如质量惯量、转动惯量、滚动阻力等.空气阻力在消声室中的模拟目前还不多,一般把车辆高速风模拟作为远期规划来考虑.

消声室所使用的底盘测功机要求全工况、低噪声.通常有如下技术特点:①转鼓使用静压液力轴承,在低速甚至速度为零时都能保证转鼓轴承浮于油上;②选用低噪声直流电机将背静噪声降到最低水平;③以客户为本的声屏蔽系统;④特

图1　半消声室

殊设计的转鼓型式,可以有效抑制高速运转时所产生的空气扰动声,转鼓中填充声吸收材料,以降低低频噪声;⑤转鼓经过特殊的动平衡,以降低其振动;⑥根据试验需要转鼓表面可更换,转鼓表面有铬合金耐腐层;⑦直流电机采用水冷系统,在坑道以下降低噪声;⑧电机和液力装置的声屏蔽技术;⑨采用第3代BEP两轴全功率数值控制模式和激光车辆定位系统;⑩转鼓覆盖符合IS

O标准的沥青路面,能进行在线检测,特殊的旋转制动系统,系统具有安全控制和防护功能.

2.3　空调控制系统.消声室中央空调系统通常包

图2　全消声室

为了对试验对象进行声学性能测试,最理想的场所就是背景噪声为零,没有任何声音反射(吸声系数为α=1.0)的全自由场,但在实际应用中却

括如下单元:制冷压缩机、散热器、空气过滤器和蒸发器.空调系统主要对消声室和底盘测功机房

李　力:车辆噪声的试验室测量

提供环境控制,采用空气冷却形式,制冷剂应是环保型的,房间中的空调应允许独立控制,整个系统(含全部管道)不允许泄漏,风口盖板表面要符合ISO362规定的沥青路面标准.消防控制应在所有

83

一系列的循环给水系统,水质为清洁的软化水.2.6　其他系统.包括生活用给排水系统、动力分

配系统、压缩空气系统、消防系统和网络通信系统.这些系统将不应影响将来的半消声室的自由声场

空调房中布置.系统的自然频率应与半消声室自然频率协调以避免共振.整个系统(含全部管道)应装备良好的吸声装置,不允许空调开启时噪声传入消声室.

2.3.1　冷却系统.车辆噪声试验室空气冷却系统

3　检测技术

3.1　.在半消声室

负责4个方面的冷却:试验间、车辆发动机、车辆三元催化装置和多管排气系统和底盘测功机.,.冷却风的间隙覆盖面应符合ISO362标准中有关表面声辐射的规定.冷风系统应装备消声系统.汽车冷却风扇应由仪表根据试验需要来控制,为了尽快得到冷却汽车冷却风扇将控制在不同的运转方式下.在试验间地板中有4个可开放的冷却新风入口,用纤维管分别通向汽车可单独冷却的个别热点,如三元催化装置和多管排气系统.

2.3.2　新风补偿系统.作为车辆噪声试验室试验

内,,靠依次排列在()的2列(或1列

)的传声器来实.通过噪声的模拟,可以得到汽车参加模拟合成的声部位对通过噪声的贡献及大小排序,要求考虑双耳效应和多谱列效应,最终模拟出双耳的时域信号[3].

3.2　车外匀速噪声测量.在半消声室内,车辆在

底盘测功机上模拟匀速行驶,依次排列在车辆两侧(或一侧)的2列(或1列)的传声器来实现车辆通过噪声的模拟[3].

3.3　汽车车内噪声测量.在消声室(半消声室)

内,通过车辆在底盘测功机上的模拟来实现.通过车内噪声的模拟可以得到汽车参加模拟合成的声部的贡献及大小,可以发现车内噪声问题,并进行结构和空气声传递路径分析,考虑双耳效应及听觉相关性,模拟出双耳时域信号[4].

3.4　阶次分析(OAS).以旋转机械的固有特性为

的需要,进风净化系统将应用于新风补偿系统.新风补偿系统应考虑消声、新风最大流速、新风补偿量、排气风量、进风风压的保持等因素.

2.3.3　废气排放及报警系统.排气系统应允许汽

车废气通过4个围绕车辆的出口排除,并且与新风混合后通过有消声器的管道排除,排气系统外部和管道应作相应布置,其动力损失应不影响汽车的性能.在消声室中,排气系统的可移动管道将被隔声、吸声和隔热材料包裹,这对噪声测量没有大的影响.各种危险气体将被监测,能实现自动报警和及时排放.

2.4　照明、监视系统.在试验期间将在消声室和

研究对象,找出转速与固有特性之间的关系,从而确定因旋转引起的振动　噪声及声源.

3.5　噪声源的识别及故障诊断.噪声源的识别是

产品降噪的前提,传统的方法,如声强法近场全声息法都有自身的局限性,应用范围只限于稳态噪声源和静止噪声源.在实际中有许多运动噪声源和非稳态噪声源的识别问题,如汽车加速通过噪声,高速列车的行驶噪声等.十字声阵列法是噪声源识别的最新方法,声阵列是采用29个传声器组成的十字型阵列,横向15个,纵向15个(交叉点共用1个,见图3).传声器的间距可根据分析频率调整.根据实测得出噪声的分布图,从而可以确定噪

底盘测功机房不同位置安装图像监视系统.为减小硬表面,容许用小尺寸的荧光灯管.照明/图像监视系统应不影响消声室的声学特性.2.5　给水系统.空调和底盘测功机系统将配套

84重庆工学院学报

价各种条件下的车内噪声,它包括主观评价和客观评,需采用包括声学品质分析、数据后处理、声音回放等技术.

3.9　稳态声全息分析.将传声器排成阵列,通过

声源及大小

.

对汽车的测试将汽车周边的声场用颜色或等高线等表示出来,以确定声源的位置.

3.10　扭振的测量分析.通过测试系统从转轴信

号中分离并提取扭振信号,,以.

图3　十字阵列法

3..主要对刚度,

,确定结构对哪个参数最灵

3.6　模态试验及分析.,.

3.12　激光测振.在现实中,有时将传感器弧或应

道标示,,型

[5]

变片安装到声源上是很困难的,所以在采用接触式方法无法测量时,采用激光测振

.

.

1)力锤激励模态试验.这是比较简单快速的

模态试验方法,用激振力锤来激励结构和进行加速度和力信号的采集和处理,实时得到结构的传递函数矩阵.

2)MIMO激振器模态试验.这是最常用的汽

4　结束语

车辆噪声的试验室测量是进行车辆NVH的研究的重要手段,尤其针对小型车,而产品的最终验收不管是法规要求还是课题研究开发,都以场外试验为准.

车模态试验方法.系统软件同步控制信号源输出,进行加速度和激振力信号的采集和处理,实时得到结构的传递函数矩阵.

3)模态参数的识别.可采用基本经典方法(DOF峰值和圆拟合)和模态参数识别方法.模态

参考文献:

[1]　马大猷,沈壕.声学手册[M].北京:科学出版社,

2004.

[2]　王晓娟,韩大明.机动车辆噪声测量方法技术标准探

试验及分析主要进行模态参数识别分析和多种模态模型参数评价,可用于整车和零部件结构的模态试验分析,尤其是汽车的高密集模态的有效识别和分离,从而洞察整车和零部件结构的动力学特征,进一步解决整车振动、进排气管噪声等问题.

3.7　振动噪声传递路径分析.主要用于研究发动

讨[J].林业机械与木工设备,2005(7):41-43.

[3]　王霞.汽车加速行驶车外噪声的测量及分析[J].重

庆工学院学报,2005,19(11):13-16.

[4]　惠巍,刘更,吴立言.车内噪声预测与面板声学贡献

机悬置隔振和汽车悬挂的振动传递特性,以及发动机机体的噪声辐射源识别等.这是进行汽车NVH问题诊断时非常有用的工具,为了提高试验

度分析[J].噪声与振动控制,2006(5):62-66.

[5]　杨帆,郝志勇,彭禹.基于通过噪声试验的车辆低噪

声改进策略研究[J].小型内燃机与摩托车,2006(3):

51-55.

效率,还配备了低频体积声源.

3.8　声品质分析的声音回放.主要用于分析、评

(责任编辑　刘　舸)

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/swa1.html