加速声品质的分析方法初探

杨光

摘要：本文主要介绍了加速声品质的主观评价和客观评价方法。首先通过具体的加速声感知，确认了加速声品质的主观评价维度。其次确认了客观评价参数。最后按照感知层、客观指标层、机理层、结构层的逻辑顺序对指标进行分解，形成了加速声品质的优化依据。

关键词：声品质；主观评价；客观指标

1 引言

传统的噪声控制只强调声压级的大小，认为噪声越低越好，随着研究的不断深入，发现传统的声压级不足以描述汽车噪声的全部特征，声品质的作用日益突显而加速声品质作为整车声品质的重要组成部分，已逐渐成为汽车行业研究的热门课题。

2加速声品质评价方法

2.1主观评价方法

结合加速声品质评价识别的主要特征[1]和传统NVH评价经验，制定车内噪声总体响度、低沉度、纯度净、运动感四个维度用于加速工况下的声品质评价。

加速声品质主观评价术语定义：

a）总体响度：主观上感受到的加速过程中车内声音的总体音量感，即声音的大小。

b）纯净度：加速过程除主阶次或特征音（如：调制感）以外，不希望有别的杂乱无章的声音，如敲击、啸叫、共振、风噪、泄露等。

c）低沉度：对于加速噪声音色的评价，除低频能量构成外，更多来源于低阶次噪声之间的配比。以常见四缸发动机为例，二阶次能量占绝对优势，表现出低沉感；四阶次能量占主导，表现出明亮、轻快感。

d）运动感：由调制产生，两个声音的频率特征相近时，人耳不能区分各自的声学特征，表现为上下波动的声音。是某些运动型车辆为体现其运动特性人为设计的一种特征声音。

2.2客观评价方法

通過对主观评价维度的声特征进行分析，寻找可能与主观维度相关的声品质指标，以主、客观关联性强弱为根本依据，筛选与主观感知维度关联性较高的客观参数作为量化指标[2]。最终选取响度控制线、语言清晰度、低阶次能量配比、调制四个加速声品质的客观评价指标。

3加速声品质优化方法

加速声品质主要受动力传动系统噪声、路噪、风噪的影响。对加速声品质进行贡献量分解，形成从感知层、客观指标层、机理层、结构层的分解过程，如图1所示。由于响度及语音清晰度的控制技术较为成熟，因此不做详细介绍。在此主要介绍二四阶噪声占比和调制控制的方法。

3.1低阶次能量配比

低沉度是加速声品质非常重要的声品质特征，用低阶次能量的配比来进行评价，对于常用的四缸发动机而言，主要控制二四阶噪声能量的配比，通过二、四阶次线性拟合线区间设计来获取所追求的加速声品质特征，当二阶能量在加速过程中占主导时，车内加速声将出现低沉有力的特征，当四阶能量占主导时，车内加速声将出现轻快明亮的特征。

3.1.1二、四阶配比结构传递控制

结构噪声开发中，更多的是通过隔振系统对振动的衰减及车身传递函数的控制，来减小结构噪声对车内的贡献，要通过结构噪声的传递来调节车内二、四阶的配比非常复杂，在进行车内调音时，通常不会使用结构声的控制来达到对二、四阶车内噪声配比的调节。

典型案例，某SUV在加速过程中3300rpm以前整体声特征较为低沉，3300rpm以后整体声特征较为明亮。通过排查确认3300rpm以前是由于排气四阶噪声与多个结构模态存在100Hz-200Hz的低频共振而导致的整体低沉感。通过优化消声器结构降低中低转速排气四阶噪声的贡献量，很好的解决了该问题。优化后经主观评价确认加速声特征整体明亮，且低转速和高转速声特征较为统一，见图2。

3.1.2 二、四阶配比进气系统空气声控制

根据车内加速声品质的需要，可以针对性的对进气口噪声的二阶和四阶能量占比进行调节，再通过空气声传递至车内，使车内有不同的加速声品质特征，是车内加速声品质调音的常用手段之一。

使用进气仿真软件，对进气口噪声进行仿真，对空滤器容积、管路、消声腔等结构进行设计，可得到不同的能量配比。

3.1.3 二、四阶配比排气系统空气声控制

根据车内加速声品质的需要，可以针对性的对排气口噪声的二阶和四阶能量占比进行调节，再通过空气声传递至车内，使车内有不同的加速声品质特征，是车内加速声品质调音的常用另一手段。

使用排气噪声仿真软件，对排气口噪声进行仿真，对排气管路结构、消声器内部的结构设计进行匹配，从而得到不同的低阶次能量占比。

3.2调制

通过加速半阶次噪声的增加，增强中低频段声音的调制，从而使加速噪声出现运动感的声品质特征。

常见的中低频声音调制方法包括如下三种：

a）进气系统和排气系统的调音：通过进排气歧管、排气管等结构设计，增强进排气噪声中的半阶次成分或者增强进排气结构共振，产生较强的调制感。

b）气流脉动式调制：由于进气系统近场噪声存在较强的调制特征，使用一根管子将进气系统的噪声引入车内，使车内有较强的调制感，如福特、保时捷应用的Sound Symposer和Sound Pipe（自然吸气也有使用）技术。

c）主动发声产生调制：例如结构激振式、音响式音色增强式系统。

4结论

本文以加速声品质主客评价的观发展现状为切入点，通过对加速声感知的调研，归纳声品质的主观评价维度。基于主观评价维度制定客观评价指标，并结合客观数据库和主观评价分析对客观评价指标的限值加以规定，使主客观的关联性有较大提高，具备较强的可操作性。

通过对加速声品质各客观参数进行贡献量分解，形成从感知层、客观指标层、机理层、结构层分解过程，为加速声品质的性能优化提供指导。

参考文献：

[1]毛东兴 车内声品质主观评价与分析方法的研究 同济大学博士论文 2003

[2]汪念平，陈剑，钟秤平 汽车声品质分析方法与评价流程 汽车工程 2007，29（9）