加速聲品質的分析方法初探

楊光

摘要：本文主要介紹了加速聲品質的主觀評價和客觀評價方法。首先通過具體的加速聲感知，確認了加速聲品質的主觀評價維度。其次確認了客觀評價參數。最后按照感知層、客觀指標層、機理層、結構層的邏輯順序對指標進行分解，形成了加速聲品質的優化依據。

關鍵詞：聲品質；主觀評價；客觀指標

1 引言

傳統的噪聲控制只強調聲壓級的大小，認為噪聲越低越好，隨著研究的不斷深入，發現傳統的聲壓級不足以描述汽車噪聲的全部特征，聲品質的作用日益突顯而加速聲品質作為整車聲品質的重要組成部分，已逐漸成為汽車行業研究的熱門課題。

2加速聲品質評價方法

2.1主觀評價方法

結合加速聲品質評價識別的主要特征[1]和傳統NVH評價經驗，制定車內噪聲總體響度、低沉度、純度凈、運動感四個維度用于加速工況下的聲品質評價。

加速聲品質主觀評價術語定義：

a）總體響度：主觀上感受到的加速過程中車內聲音的總體音量感，即聲音的大小。

b）純凈度：加速過程除主階次或特征音（如：調制感）以外，不希望有別的雜亂無章的聲音，如敲擊、嘯叫、共振、風噪、泄露等。

c）低沉度：對于加速噪聲音色的評價，除低頻能量構成外，更多來源于低階次噪聲之間的配比。以常見四缸發動機為例，二階次能量占絕對優勢，表現出低沉感；四階次能量占主導，表現出明亮、輕快感。

d）運動感：由調制產生，兩個聲音的頻率特征相近時，人耳不能區分各自的聲學特征，表現為上下波動的聲音。是某些運動型車輛為體現其運動特性人為設計的一種特征聲音。

2.2客觀評價方法

通過對主觀評價維度的聲特征進行分析，尋找可能與主觀維度相關的聲品質指標，以主、客觀關聯性強弱為根本依據，篩選與主觀感知維度關聯性較高的客觀參數作為量化指標[2]。最終選取響度控制線、語言清晰度、低階次能量配比、調制四個加速聲品質的客觀評價指標。

3加速聲品質優化方法

加速聲品質主要受動力傳動系統噪聲、路噪、風噪的影響。對加速聲品質進行貢獻量分解，形成從感知層、客觀指標層、機理層、結構層的分解過程，如圖1所示。由于響度及語音清晰度的控制技術較為成熟，因此不做詳細介紹。在此主要介紹二四階噪聲占比和調制控制的方法。

3.1低階次能量配比

低沉度是加速聲品質非常重要的聲品質特征，用低階次能量的配比來進行評價，對于常用的四缸發動機而言，主要控制二四階噪聲能量的配比，通過二、四階次線性擬合線區間設計來獲取所追求的加速聲品質特征，當二階能量在加速過程中占主導時，車內加速聲將出現低沉有力的特征，當四階能量占主導時，車內加速聲將出現輕快明亮的特征。

3.1.1二、四階配比結構傳遞控制

結構噪聲開發中，更多的是通過隔振系統對振動的衰減及車身傳遞函數的控制，來減小結構噪聲對車內的貢獻，要通過結構噪聲的傳遞來調節車內二、四階的配比非常復雜，在進行車內調音時，通常不會使用結構聲的控制來達到對二、四階車內噪聲配比的調節。

典型案例，某SUV在加速過程中3300rpm以前整體聲特征較為低沉，3300rpm以后整體聲特征較為明亮。通過排查確認3300rpm以前是由于排氣四階噪聲與多個結構模態存在100Hz-200Hz的低頻共振而導致的整體低沉感。通過優化消聲器結構降低中低轉速排氣四階噪聲的貢獻量，很好的解決了該問題。優化后經主觀評價確認加速聲特征整體明亮，且低轉速和高轉速聲特征較為統一，見圖2。

3.1.2 二、四階配比進氣系統空氣聲控制

根據車內加速聲品質的需要，可以針對性的對進氣口噪聲的二階和四階能量占比進行調節，再通過空氣聲傳遞至車內，使車內有不同的加速聲品質特征，是車內加速聲品質調音的常用手段之一。

使用進氣仿真軟件，對進氣口噪聲進行仿真，對空濾器容積、管路、消聲腔等結構進行設計，可得到不同的能量配比。

3.1.3 二、四階配比排氣系統空氣聲控制

根據車內加速聲品質的需要，可以針對性的對排氣口噪聲的二階和四階能量占比進行調節，再通過空氣聲傳遞至車內，使車內有不同的加速聲品質特征，是車內加速聲品質調音的常用另一手段。

使用排氣噪聲仿真軟件，對排氣口噪聲進行仿真，對排氣管路結構、消聲器內部的結構設計進行匹配，從而得到不同的低階次能量占比。

3.2調制

通過加速半階次噪聲的增加，增強中低頻段聲音的調制，從而使加速噪聲出現運動感的聲品質特征。

常見的中低頻聲音調制方法包括如下三種：

a）進氣系統和排氣系統的調音：通過進排氣歧管、排氣管等結構設計，增強進排氣噪聲中的半階次成分或者增強進排氣結構共振，產生較強的調制感。

b）氣流脈動式調制：由于進氣系統近場噪聲存在較強的調制特征，使用一根管子將進氣系統的噪聲引入車內，使車內有較強的調制感，如福特、保時捷應用的Sound Symposer和Sound Pipe（自然吸氣也有使用）技術。

c）主動發聲產生調制：例如結構激振式、音響式音色增強式系統。

4結論

本文以加速聲品質主客評價的觀發展現狀為切入點，通過對加速聲感知的調研，歸納聲品質的主觀評價維度。基于主觀評價維度制定客觀評價指標，并結合客觀數據庫和主觀評價分析對客觀評價指標的限值加以規定，使主客觀的關聯性有較大提高，具備較強的可操作性。

通過對加速聲品質各客觀參數進行貢獻量分解，形成從感知層、客觀指標層、機理層、結構層分解過程，為加速聲品質的性能優化提供指導。

參考文獻：

[1]毛東興 車內聲品質主觀評價與分析方法的研究 同濟大學博士論文 2003

[2]汪念平，陳劍，鐘秤平 汽車聲品質分析方法與評價流程 汽車工程 2007，29（9）