一種汽車加速行駛噪聲源識別技術(shù)

2010-02-20 07:43:06郭慶

裝備制造技術(shù) 2010年6期

郭慶

（上汽通用五菱汽車股份有限公司，廣西柳州545007）

控制汽車噪聲，是環(huán)境保護的一項十分重要的內(nèi)容，各國政府對汽車噪聲限制的要求不斷提高。中國頒布了GB1495-2002《汽車加速行駛車外噪聲限值及測量方法》，表明中國對加速車外噪聲的控制在向歐美發(fā)達國家的標準靠攏，因而噪聲源的識別技術(shù)，越來越受到中國汽車行業(yè)的重視。

傳統(tǒng)上，我們一般使用分別運轉(zhuǎn)削去法來識別噪聲源。削去法，就是首先測定汽車在一定條件下的總體噪聲，然后對可能發(fā)出較大噪聲的部分，或暫時停止其工作，或用使用鉛覆蓋法控制其噪聲輻射，再按同樣的條件，測定汽車的噪聲，根據(jù)聲壓級的疊加原理，從兩次噪聲的測試結(jié)果中，可以算出這部分輻射的噪聲大小。用同樣的方法，可得到各個部分的噪聲輻射大小，從而確定找出主要聲源[1~2]。雖然這種方法簡單，實施容易，但存在以下問題：

（1）在汽車上，有時要削去某部分的噪聲，即暫停其工作或控制其噪聲輻射，是比較困難的，甚至不可能；

（2）很多零件型面復(fù)雜，無法全部包裹住。諸如輪胎及軸類等運動零件、排氣管及消音器等發(fā)熱的零件，是無法包裹住的。

（3）測試結(jié)果精度不高。

本文介紹一種利用噪聲傳遞函數(shù)識別噪聲源的技術(shù)，即在整車消聲室，將車輛置于轉(zhuǎn)轂試驗臺，利用噪聲傳遞函數(shù)來識別加速行駛噪聲源的方法。

1 噪聲傳遞函數(shù)對車輛加速噪聲源識別的原理

根據(jù)GB1495-2002中的規(guī)定，汽車噪聲限值，是根據(jù)汽車加速通過如圖1所示的測量區(qū)域時的車外噪聲來進行限制的。

圖1 測量區(qū)域及麥克風(fēng)的布置

圖1中，AA,線為加速始端線，BB,為加速終端線，汽車沿行駛中心線行駛，傳聲器布置在離地面高（1.2±0.02）m，距行駛中心線（7.5±0.05）m處[3]。

基于以上的測試標準，為了在較短的時間內(nèi)，用簡單、精確的方法來識別汽車噪聲源，一種考慮噪聲源到麥克風(fēng)測量位置的傳遞特性的方法——噪聲傳遞函數(shù)方法，被開發(fā)出來，但這種方法必須在消音室里進行測試，且測試車輛放置在轉(zhuǎn)轂試驗臺上運行。

1.1 噪聲傳遞函數(shù)的計算原理

按照圖2，測量并計算車內(nèi)噪聲源處的聲壓以及離車輛7.5 m的麥克風(fēng)位置處的聲功率，然后計算噪聲傳遞函數(shù)NTF（Noise Transfer Function），其計算公式如下：

NTF=聲壓（P）/聲功率（W）

圖2 噪聲傳遞函數(shù)計算原理

1.2 車輛加速噪聲源識別

圖3 車輛加速噪聲測量示意

如圖3，按照GB1495-2002的測試標準，在消聲室內(nèi)模擬設(shè)置麥克風(fēng)（PB-1～PB-12，麥克風(fēng)的數(shù)量依據(jù)實際情況確定），另外在車內(nèi)噪聲源處（發(fā)動機、進氣口、排氣口等處）設(shè)置麥克風(fēng)。分別計算PB-1～PB-12處到車內(nèi)噪聲源處的噪聲傳遞函數(shù)。然后按照測試標準，進行加速通過噪聲模擬試驗，測量并計算PB-1～PB-12處的聲功率，從而利用PB-1～PB-12處的聲功率和傳遞函數(shù)NTF，來計算每個車內(nèi)噪聲源的聲壓級，從而識別出車內(nèi)噪聲源的貢獻量，分析出主要噪聲源。

2 利用噪聲傳遞函數(shù)進行測試的時間和精度

（1）測試時間。測試時間較短。一般測試并得到結(jié)果需要3天，1天定義噪聲源和安裝麥克風(fēng)，1天測量，1天數(shù)據(jù)分析。

（2）測試精度。為了驗證噪聲傳遞函數(shù)測試的精度，我們對同一種車輛進行了不同方法下的加速噪聲測試。結(jié)果如圖4所示。一種是在標準測試道路上，采用聲級計進行測試，得到實際測試曲線；另外一種方法，是采用噪聲傳遞函數(shù)，在消聲室內(nèi)進行測試，得到另外一條曲線。對比兩條曲線，發(fā)現(xiàn)他們之間的差異很小，也就是說噪聲傳遞函數(shù)的方法，精度是較高的。