一种汽车加速行驶噪声源识别技术

2010-02-20 07:43郭庆

装备制造技术 2010年6期

郭庆

（上汽通用五菱汽车股份有限公司，广西柳州545007）

控制汽车噪声，是环境保护的一项十分重要的内容，各国政府对汽车噪声限制的要求不断提高。中国颁布了GB1495-2002《汽车加速行驶车外噪声限值及测量方法》，表明中国对加速车外噪声的控制在向欧美发达国家的标准靠拢，因而噪声源的识别技术，越来越受到中国汽车行业的重视。

传统上，我们一般使用分别运转削去法来识别噪声源。削去法，就是首先测定汽车在一定条件下的总体噪声，然后对可能发出较大噪声的部分，或暂时停止其工作，或用使用铅覆盖法控制其噪声辐射，再按同样的条件，测定汽车的噪声，根据声压级的叠加原理，从两次噪声的测试结果中，可以算出这部分辐射的噪声大小。用同样的方法，可得到各个部分的噪声辐射大小，从而确定找出主要声源[1~2]。虽然这种方法简单，实施容易，但存在以下问题：

（1）在汽车上，有时要削去某部分的噪声，即暂停其工作或控制其噪声辐射，是比较困难的，甚至不可能；

（2）很多零件型面复杂，无法全部包裹住。诸如轮胎及轴类等运动零件、排气管及消音器等发热的零件，是无法包裹住的。

（3）测试结果精度不高。

本文介绍一种利用噪声传递函数识别噪声源的技术，即在整车消声室，将车辆置于转毂试验台，利用噪声传递函数来识别加速行驶噪声源的方法。

1 噪声传递函数对车辆加速噪声源识别的原理

根据GB1495-2002中的规定，汽车噪声限值，是根据汽车加速通过如图1所示的测量区域时的车外噪声来进行限制的。

图1 测量区域及麦克风的布置

图1中，AA,线为加速始端线，BB,为加速终端线，汽车沿行驶中心线行驶，传声器布置在离地面高（1.2±0.02）m，距行驶中心线（7.5±0.05）m处[3]。

基于以上的测试标准，为了在较短的时间内，用简单、精确的方法来识别汽车噪声源，一种考虑噪声源到麦克风测量位置的传递特性的方法——噪声传递函数方法，被开发出来，但这种方法必须在消音室里进行测试，且测试车辆放置在转毂试验台上运行。

1.1 噪声传递函数的计算原理

按照图2，测量并计算车内噪声源处的声压以及离车辆7.5 m的麦克风位置处的声功率，然后计算噪声传递函数NTF（Noise Transfer Function），其计算公式如下：

NTF=声压（P）/声功率（W）

图2 噪声传递函数计算原理

1.2 车辆加速噪声源识别

图3 车辆加速噪声测量示意

如图3，按照GB1495-2002的测试标准，在消声室内模拟设置麦克风（PB-1～PB-12，麦克风的数量依据实际情况确定），另外在车内噪声源处（发动机、进气口、排气口等处）设置麦克风。分别计算PB-1～PB-12处到车内噪声源处的噪声传递函数。然后按照测试标准，进行加速通过噪声模拟试验，测量并计算PB-1～PB-12处的声功率，从而利用PB-1～PB-12处的声功率和传递函数NTF，来计算每个车内噪声源的声压级，从而识别出车内噪声源的贡献量，分析出主要噪声源。

2 利用噪声传递函数进行测试的时间和精度

（1）测试时间。测试时间较短。一般测试并得到结果需要3天，1天定义噪声源和安装麦克风，1天测量，1天数据分析。

（2）测试精度。为了验证噪声传递函数测试的精度，我们对同一种车辆进行了不同方法下的加速噪声测试。结果如图4所示。一种是在标准测试道路上，采用声级计进行测试，得到实际测试曲线；另外一种方法，是采用噪声传递函数，在消声室内进行测试，得到另外一条曲线。对比两条曲线，发现他们之间的差异很小，也就是说噪声传递函数的方法，精度是较高的。