電動自行車產品車速提示音檢測現狀和整改技術研究(2)

劉 琳 吉文博 蘇 輝 王震武

（中檢西部檢測有限公司）

（上接2022 年第6 期）

3.1 蜂鳴器安裝在車輛前端

圖4 蜂鳴器安裝在車輛前端

圖5 蜂鳴器前端安裝

蜂鳴器安裝在車輛的前端，如圖4 和圖5 所示。目前，最常見的是提示音蜂鳴器與鳴號裝置的提示音裝置共用，大部分蜂鳴器兩端的工作電壓比較低，其工作功率低，蜂鳴器的發聲聲壓級較小，導致車速提示音的測試結果偏低的情況居多。還有一部分車輛蜂鳴器不與鳴號裝置共用，蜂鳴器兩端的工作電壓基本不會受到影響，而且蜂鳴器外側一般會有發聲孔，聲音傳遞基本不會受到干擾，導致有一部分車輛的車速提示音測試結果偏高。結合試驗數據分析，發現音蜂鳴器安裝在整車前端時，車速提示音的測試結果有低有高，這種情況的電動自行車車速提示音聲壓級的通過率最低。

3.2 蜂鳴器安裝在車輛中部

當蜂鳴器安裝在車輛中部時，如圖6 和圖7 所示。蜂鳴器一般安裝在車輛座位下方，由于空間較大，蜂鳴器可選位置居多，其周圍無可遮擋的線束電器元件。當蜂鳴器鳴響時，聲音通過車身中部的保護殼體能夠快速的傳遞到聲級計上，聲音的傳遞不受到空間的局限，加之標準中規定的聲級計應擺放在通過車身中心并垂直于車輛軸線的垂線上，蜂鳴器距離聲級計最接近。通過測試數據發現，該類型蜂鳴器提示音的聲壓級測試結果比較高，一般也會有超出標準規定最大限值62dB(A)的情況出現。但是總體來看，此類型電動自行車車速提示音通過率較高。

圖6 蜂鳴器安裝在車輛中部

圖7 蜂鳴器中部安裝

3.3 蜂鳴器安裝在車輛后端

蜂鳴器安裝在車輛后端，如圖8 和圖9 所示。蜂鳴器通常安裝在車輛后端的電器盒內部，距離聲級計較遠，加之蜂鳴器在電器盒內部安裝空間比較受限，位置一般都不固定。隨著電器盒內部的線束隨意擺放，這樣車速提示音聲壓受到電器盒內部線束的影響，提示音聲壓在電器盒內部出現各種折射、漫反射等現象。提示音的聲壓在電器盒內部經過各種傳遞折射后，聲音的能量相互抵消，進而造成提示音聲壓級過低。因此，提示音蜂鳴器安裝在車輛的后部，會對車速提示音的測試結果有一定的影響。

圖8 蜂鳴器安裝在車輛后端

圖9 蜂鳴器后端安裝

通過上述分析蜂鳴器安裝位置對車速提示音聲壓級測試結果的影響，對于生產企業來說，為了保證電動自行車產品的合格率，應根據不同的車輛類型，對應不同的蜂鳴器安裝位置，來選擇提示音蜂鳴器。但最主要的還是蜂鳴器在出廠時聲壓級的大小。如果企業選擇的蜂鳴器在制造時由于加工、設計、裝配因素，導致其聲壓級大小不符合標準的要求，即使安裝在車輛上之后也不可能達到標準的聲壓級要求。例如單套的蜂鳴器產品在出廠時的最大發聲聲壓級只能達到52dB(A)，當該蜂鳴器裝車后不可能符合標準要求。

4 技術整改和比對試驗驗證

通過研究發現，大部分車輛配備的蜂鳴器都是有源壓電式蜂鳴器，如圖10 所示。壓電陶瓷片由電陶瓷和一片金屬片壓制而成，壓電陶瓷表面通常會鍍上一層薄薄的金屬便于焊接連線，金屬片也會焊接一根連線，共同組成壓電陶瓷片的兩極。蜂鳴器內部集成了振動源，接通電源后，陶瓷會向外延伸或向內收縮，帶動壓電陶瓷片以對應的頻率振動，振動的聲音在音腔里放大傳出。根據30 臺車測試不合格結果可知，共計有21 臺車輛的車速提示音聲壓級超出標準限值要求，說明目前國內電動自行車車速提示音聲壓級超標情況居多。根據蜂鳴器的工作特性，蜂鳴器的發聲聲壓級取決于工作功率，即從電壓電流方面入手，嘗試在已有電動自行車的蜂鳴器工作電路中串聯電阻或分別串聯不同阻值大小的電阻。試想，電阻可以在直流工作線路中起到分壓作用，蜂鳴器兩端的工作電壓是否會有所下降，是否能夠降低蜂鳴器的工作功率，最終降低蜂鳴器的發聲聲壓級？

圖10 壓電式有源蜂鳴器

重新選取1 臺綠源電動自行車，按標準要求測試其車速提示音，該車提示音測試結果65dB(A)，測試結果高于標準限值要求。然后使用萬用表測量蜂鳴器的工作線路電壓找到蜂鳴器的正極和負極，在蜂鳴器工作電路中分別串聯10kΩ、20kΩ、30kΩ、40kΩ、50kΩ 五種不同規格的電阻，分別測試5 組車速提示音聲壓級，測試結果如表3 所示。第4 組聲壓級為59dB(A)，減小了9.2%，且測試結果剛好滿足要求。表中前3 組試驗數據表明，隨著電阻阻值的增加，蜂鳴器的發聲聲壓級不斷減小，其中第5 組數據最為明顯，由于電阻阻值太大，導致蜂鳴器的發聲聲壓級過低，反而達不到標準的要求。試驗證明串聯不同阻值的電阻，都不同程度的降低了蜂鳴器兩端的工作電壓，進而降低蜂鳴器的發聲聲壓級，其中最明顯的將原蜂鳴器的聲壓級減小了16.4%，達到了之前的設想效果。

表3 綠源電動自行車提示音整改測試結果

為了使電阻阻值大小可調，使蜂鳴器兩端電壓能夠隨時調整，電動自行車的電源電壓是48V，通過與電氣工程師討論定制了一個0～50V 直流電源調壓模塊，如圖11、12 所示。該模塊輸入端與車輛的電源相連，輸出端與蜂鳴器相連，相當于在蜂鳴器上加了一個小型變壓器。該模塊實現蜂鳴器發聲聲壓級的大小調整，對電動自行車車速提示音聲壓級的測試通過率具有決定性影響。

圖11 直流電源調壓模塊

圖12 直流電源調壓模塊連接示意圖

將直流電源調壓模塊分別連接在30 臺測試不合格樣車的蜂鳴器工作線路上，通過手動調節。對于測試結果偏高的，進行工作電壓向低調整，對于測試結果偏低的，工作電壓向高調整。通過對不合格樣車蜂鳴器工作電壓的反復調整，對樣車的車速提示音進行反復的測量整理和分析，最終得到30 臺不合格樣車整改后的測試結果，如表4 和圖13 所示。通過技術整改后，其中21 臺車速提示音聲壓級超高的車輛提示音聲壓級都得到不同程度的下降，并且均達到了標準的規定要求。例如序號82 號的電動自行車，整改前測試結果是79dB(A)，整改后測試結果是62dB(A)，下降了21.5%，說明整改技術對高聲壓級蜂鳴器的整改效果比較突出。對于測試結果聲壓級較低的車輛而言，共計有9 臺，其中有7 臺車輛提示音聲壓級通過整改技術都有一定幅度的增大，到達或超過標準規定的下限要求55dB(A)，滿足標準要求。整改中存在2 臺提示音聲壓級較低的車輛，試驗中考慮到蜂鳴器的安全使用，對這2 臺車輛蜂鳴器的工作電壓進行上調分別至50.0V 和49.5V，并且盡量將蜂鳴器周圍的遮擋線束以及電氣元件放置在其他位置，整改后的聲壓級相較之前有所增大，但還未超過標準的下限55 dB(A)。如果繼續增大蜂鳴器兩端電壓，蜂鳴器可能工作功率過大，導致其不能正常工作。說明上述2 臺車輛的蜂鳴器設計出廠調試的發聲聲壓級過于低，根本不符合標準要求，安裝在車輛上之后也達不到標準要求，更達不到警示來往行人的要求。

表4 30臺樣車車速提示音整改后測試結果

圖13 30臺樣車車速提示音整改前后測試結果比對

分析影響車速提示音測試不合格因素，主要有蜂鳴器在車輛上的安裝位置和蜂鳴器出廠的設計聲壓級。蜂鳴器不同安裝位置對車速提示音會產生不同的影響，且車速提示音的測試通過率也不相同。除了蜂鳴器在車輛上安裝位置的影響，蜂鳴器在設計出廠的發聲聲壓級，也是導致車速提示音測試不合格的主要因素。

根據蜂鳴器的發聲特性和傳播特性，通過試驗驗證，形成蜂鳴器發聲聲壓級整改技術，對30 臺車速提示音測試不合格車輛進行技術整改，通過反復調試測試，發現該整改技術對測試結果較高的聲壓級具有顯著的降調效果，均達到了標準的規定要求。

作為檢測機構，為企業提出以下兩點建議：電動自行車工作線路合理化布局和蜂鳴器裝置的質量把關和提前檢測。企業應關注電器盒內的合理布局和科學擺放，應對自主的設計或采購的蜂鳴器電器元件予以更大的關注，蜂鳴器質量品控應盡量遵循標準的規定，以保證車速提示音測試的合格率。

（全文完）