马玥
(中国汽车技术研究中心,北京 100070)
汽车车外噪声的标准法规主要包括对汽车加速行驶、匀速行驶和定置等状态下噪声试验项目的要求,国家环境保护部于2008年和2009年分别下达了修订国家强制性标准GB 16170-1996《汽车定置噪声限值》和GB 1495-2002《汽车加速行驶外噪声限值及测量方法》的计划。我国汽车行业强制性国家标准的制修订一直是结合国内产品技术的实际情况,同时也重视与国际先进汽车标准法规相协调和衔接。因此,研究国外主要发达国家和地区的汽车车外噪声法规以及标准的发展趋势和应用情况,对于制定我国标准有着积极的借鉴作用。
除欧洲各国的国内标准法规外,涉及汽车技术方面的要求主要有GTR法规、ECE法规和EC指令。其中,GTR法规(全球统一汽车技术法规)是基于联合国欧洲经济委员会车辆结构工作组(UN/ECE/WP29,现更名为:世界车辆法规协调论坛)《1998年协定书》框架制定的,目前还没有涉及汽车噪声方面的法规。
EC指令是根据《罗马条约》制定的,其实施的主体是欧洲联盟。EC指令对汽车产品建立的型式批准制度在其成员国内强制执行,指令中涉及汽车噪声的是70/157/EEC《机动车允许噪声水平》[1]以及其补充修订版本,其最新修订基本与ECE R51.02《关于在噪声方面汽车型式认证的统一规定》同步,且技术内容与ECE R51.02相一致。
ECE法规是基于UN/ECE/WP29的《1958年协定书》框架制定的,通过ECE法规型式批准的汽车产品在《1958年协定书》的缔约方之间被相互承认。ECE法规是现今国际范围内最具影响力的汽车技术法规体系和认证制度。其涉及汽车噪声的法规是ECE R51.02《关于在噪声方面汽车型式认证的统一规定》[2],于1995年10月16日生效,最新修订版本于2008年2月3日生效实施。现行的版本规定了汽车加速行驶车外噪声和定置噪声的测量方法,并且规定了汽车加速行驶车外噪声限值。
1.1.1 试验方法
ECE R51.02包括A、B两种汽车加速行驶车外噪声的测量方法(分别为附件3和附件10),以及汽车定置噪声的测量方法(见表1)。
1.1.2 限值要求
ECE R51.02中加速行驶车外噪声测量方法A于1995年10月16日生效实施(ECE在2000年2月和2001年7月对其进行过修订补充),其试验方法与ISO 362:1998《声学道路车辆加速行驶噪声测量方法工程法》基本相同,同时公布了限值要求(见表2)。
表1 试验项目和试验方法
表2 噪声限值要求
2007年6月ECE R51.02增加了新的章节,即附录10(加速行驶车外噪声测量方法B),此次修订是该项法规10年来最重要的变化,方法B基本等效采用了ISO 362-1:2007《道路车辆加速行驶噪声测量方法工程法第一部分:M、N类车辆》的内容。随后,WP29/GRB(噪声工作组)提出应用该法规的各国在2007年7月1日期间,收集应用方法B进行型式认证的车辆的噪声数据,以确定合适的噪声限值。ECE初步计划在2012年至2014年间推出针对方法B的噪声限值,此后将废除方法A。
经过2008年的修订,现行ECE R51.02中汽车定置噪声的测量方法等效采用了ISO 5130:2007《声学道路车辆定置噪声声压级测量》,但没有规定新车或在用车定置噪声的具体限值。仅在ECE R.E.3《车辆构造的联合决议》中规定,在用车的定置噪声值与新车型式批准时相比不超过5 dB(A)[3]。
美国汽车产品市场准入实施“自我认证”的管理模式,准入法规都收录在“联邦法规集”(Code of Federal Regulations,简称 CFR)中,负责监督管理的部门主要为美国运输部国家公路交通安全管理局(DOT/NHTSA)和美国环境保护署(EPA)。法规中涉及汽车噪声规定的相关内容收录在CFR第40篇第205部分,最早于1976年4月13日发布实施,一直沿用至今,仅对中重型载货汽车和摩托车制定了加速行驶的噪声要求[4]。
1.2.1 试验方法
试验场地要求见图1,试验过程中只采用一个传声器,传声器距离跑道中心线15 m,加速路段长30 m。选择能满足条件的最高挡位进行试验:车辆参考点进入试验区域AB线时开始全油门加速,入线时发动机转速不超过额定转速的2/3,且必须在图1的阴影区域中达到发动机额定转速;车辆参考点离开ED线时,车速不超过56 km/h。含有发动机制动器的车辆还需要进行减速噪声试验。
1.2.2 限值要求
目前的限值要求是1988年1月1日以后生产的中重型载货汽车(最大总质量大于4536 kg)加速噪声不超过80 dB(A)。
美国联邦法规从来没有对小客车和轻型载货汽车制定过噪声管理要求,不过美国一些州或市参照SAE J1470:1998《车辆加速行驶噪声测量》(等同采用ISO 362:1998)的试验方法制定了与此相关的地方法规和限值要求。
日本国内的汽车强制性法规都收录在《日本道路车辆型式批准手册》中,其中:保安基准第30条规定了噪声控制策略的要求,此项条款是2001年10月1日起生效实施的,分别包括了附件38《定置噪声测量方法》、附件39《匀速行驶噪声测量方法》和附件40《加速行驶噪声测量方法》;数据处理和试验仪器要求依据TRIAS 20-2003《机动车噪声试验规程》进行[5]。
M和N类汽车的噪声测量试验方法见表3,其中加速噪声试验方法和数据处理与ISO 362:1998大体一致,定置噪声试验方法对应ISO 5130:1982《声学 道路车辆定置噪声的测量 简易法》,只是保安基准规定上述试验车辆的质量取最大总质量,且试验只采用一个传声器。法规中对汽车加速行驶、匀速行驶以及定置噪声均有明确的限值要求,见表4。
1.3.1 试验方法
表3 试验项目和试验方法
1.3.2 限值要求
表4 噪声限值要求 d B(A)
为了真实再现车辆城市典型工况下的噪声水平,ISO推出了车外噪声国际标准ISO 362-1:2007和ISO 5130:2007,分别替代原有标准ISO 362:1998、ISO 7188:1994《声学典型市区行驶工况下乘用车噪声的测量》和ISO 5130:1982,新标准已经成为很多国家制定国内噪声标准的主要参考依据。
美国机动车工程师协会标准SAE J2805:2008《道路车辆加速行驶噪声测量》等效采用了ISO 362-1:2007,SAE J1492:2008《发动机转速法测量轻型汽车定置噪声》中参考采用了ISO 5130:2007的试验方法。
日本工业标准最近还未进行修订,JIS D1024:1999《声学道路车辆加速行驶噪声测量方法工程法》等同采用ISO 362:1998,JIS D1026:1987《道路车辆定置噪声的测量》等效采用ISO 5130:1982;但日本标准组织也积极参与了ISO 362-1:2007和ISO 5130:2007的研究和国内车辆的试验验证,为将其转化成国内标准做准备。
标准的制定可以促进汽车产品竞争力的提高,由于其属于推荐性,因此仅包括试验方法方面的规定,而不涉及限值要求。
GB 1495《汽车加速行驶外噪声限值及测量方法》和GB 16170《汽车定置噪声限值》均属于国家强制性标准,现行标准在试验方法上主要参照采用ECE R51.02法规附件3以及ISO 362:1998和ISO 5730:1982制定。下一步标准的修订也会考虑继续延用原有思路,在技术内容上参考采用ECE以及ISO的最新版本,并且在标准中增加型式核准申请和批准的相关规定、以及生产一致性的具体要求,以适应管理需要。
不过,对于汽车加速行驶外噪声的测量,除了欧洲在ECE法规和EC指令中全盘接受了ISO 362-1:2007的试验方法,美国和日本等国家都还处于研究阶段,还没有将此新方法纳入国内法规从而替代原有方法要求的计划;并且ECE近期也不会推出对应的限值要求。因此,修订GB1495应该避免盲目紧跟国外标准法规,重视加强对新试验方法的深入研究以及对国内车辆的试验验证,充分收集各类车辆的噪声数据,预见新方法对国内汽车生产企业产生的影响,使我国标准能够真正起到推动汽车降噪的作用。
[1]70/157/EEC,COUNCIL DIRECTIVE of 6 February 1970 p e rm issib le so u n d le v e l a n d th e e x h a u st sy ste mof motor vehicles[S].1970.
[2]ECE R51.02,Uniform Provisions Concerning the Approval o f M o to r V e h ic le s H a v in g a t L e a st F o u r W h e e ls w ith Regard to Their Noise Emissions[S].2008.
[3]ECE R.E.3,Consolidated Resolution on the Construction of V e h ic le s[S].2005.
[4]Code of Federal Regulations[S].
[5]A u to m o b ile T y p e A p p ro v a l H a n d b o o k fo r Ja p a n e se C e rtific a tio n[S].2009.