商用车车外加速噪声整改工作技巧探讨

冯 哲，韦永尤

（东风柳州汽车有限公司，广西 柳州545005）

0 引言

随着人们生活水平的不断提高，人们的环保意识也不断增强，噪声被认为是威胁人类生存的三大公害之一，许多国家和地区都成立了噪声控制的专门机构，颁布了越来越严厉的强制性法规。当前汽车功率和车速不断提高，汽车拥有量急剧增加，汽车噪声污染日益普遍和严重。车外加速噪声法规作为强制性法规，是评价汽车噪声水平的重要指标，它直接影响到汽车能否生产和销售，是关系到汽车企业发展存亡的大事。为此，降低车外加速噪声已成为各汽车生产厂商产品质量攻关的重要项目之一。本文以某两台商用车为研究对象，探讨了车外加速噪声测试方案及声源识别方法[1]，并最终验证了结果的有效性。

1 噪声法规介绍

1.1 欧洲噪声法规介绍

欧洲经济委员会发布的ECE Reg.No.51《关于在噪声方面批准四轮及四轮以上机动车的统一规定》是现今国际范围内最具影响力的噪声法规，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，在世界各国执行的噪声标准中，ECE Reg.No.51最为严格。

1.2 我国噪声法规介绍

我国强制性国家标准GB7258-2012《机动车运行安全技术条件》对汽车室内及室外都有噪声限值要求，其中第4.14驾驶人耳旁噪声要求：“汽车（低速汽车除外）驾驶人耳旁噪声声级应小于等于90dB（A），其检验方法见附录A”；第4.15环保要求：“机动车的排气污染排放及噪声控制应符合国家环保标准的规定”，即噪声控制应符合GB 1495-2002《汽车加速行驶车外噪声限值及测量方法》和GB 16170-1996《汽车定置噪声限值》强制性国家标准，我国的GB 1495标准参照了ECE Reg.No.51标准来制订。本文涉及到的测试车型，按欧盟标准，车外加速噪声限值为80 dB（A），按我国标准，车外加速噪声限值为84 dB（A），定置噪声限值为 103dB（A）。

1.3 噪声法规发展方向

为使车外噪声测量结果能真实再现车辆在城市典型工况下的噪声实际情况，欧洲经济委员会ECE在2007推出了新的测试方法（即方法B），之后一直研究增加方法B的限值要求，目前已经将其发展为ECE Reg.No.51/03标准，用以替代现行的ECE Reg.No.51/02标准，新标准将于2016年7月1起实施。

我国参照欧洲标准已于2015年完成了新版的GB 1495修订工作，并已发布了征求意见稿。新版标准在测试方法和限值方面都有了很大的改变，新版标准计划于2020年7月1起实施。

我国拟发布《汽车定置噪声限值及测量方法》标准[1]，用来代替GB 16170-1996《汽车定置噪声限值》[2]和GB/T 14365-93《声学机动车辆定置噪声测量方法》，新标准的限值将进一步降低，目前正处于征求意见阶段。

2 车外加速噪声源

车外加速噪声源有很多，主要有发动机噪声、风扇噪声、排气噪声、进气噪声、传动系噪声以及高速行驶时的轮胎噪声和风噪声等[3]。本文的测试对象为匹配两种不同柴油发动机的重型8X4自卸车，由于测试车外加速噪声时，发动机转速低，汽车最高车速没有超过35 km/h，因此风噪声的影响较小。

3 车外加速噪声源识别

3.1 声源识别作用

在噪声改进过程中，噪声识别是关键，只有正确地识别出最大的噪声源，并对其进行噪声控制，才能有效地开展降噪工作。

汽车噪声是由不同的噪声源共同作用产生的，本文用声级计测量出的声压级是各噪声源噪声所有频率成分的综合反映，而各噪声源工作时会产生特定的频率，一旦了解了声压和频率之间的关系，根据各噪声源的特有频率，就能够找出最大的噪声源。

3.2 声源分离与量化

（1）噪声叠加计算

对于n个不同的噪声源噪声叠加后的总声压级为：

式中Lpi为第i个声源的声压级。

（2）噪声分离计算

对于两个不同的噪声源，其总声压级为L，其中一个噪声源声压级为L1，则另外一个噪声源声压级L2为：

（3）噪声贡献量计算

根据能量叠加原理，第i个声源Li相对于总的噪声源LP其贡献量ηi为：

3.3 声源识别方案及测试结果

为了测试方便，将噪声源划分为四部分：（1）发动机和进排气噪声；（2）风扇噪声；（3）变速箱噪声；（4）车桥、轮胎和风噪声。采用分别运转的方法来确定车外加速噪声的主要噪声源和贡献量。测试方案及结果见表1，其中A车为基准车，B车为整改车。

表1 车外加速噪声源识别测试方案及测试结果（单位：声压级dB（A））

4 车外加速噪声源识别结果分析

从表1可以看出，基准车A车外加速噪声噪声为83.4 dB（A），符合现行国标GB 1495-2002限值84 dB（A）要求，整改车B车外加速噪声噪声为86.9 dB（A），超出法规限值2.9 dB（A），必须对其进行整改。

根据公式（1）～（3），可以计算出划分的四种噪声源的噪声值及其贡献量。具体见表2所示。

表2 车外加速噪声源噪声及贡献量（单位：声压级dB（A））

从表2可以看出，该重型自卸车最大的噪声源是发动机和排气噪声以及风扇噪声，其余的噪声所占比重很小。

对相于基准车A，整改车B发动机和进排气噪声大 5.3 dB（A），风扇噪声大 2.5 dB（A），应重点对这两个噪声源采取降噪措施，其余噪声源噪声差异很小。

5 车外加速噪声整改措施

为了降低发动机、排气和风扇噪声，分别优化了发动机的喷油特性、提高排气消声器在特定转速下的插入损失以及采用更加节能与低噪的电控硅油离合风扇。具体见表3所示。

表3 车外加速噪声整改方案及测试结果（单位：声压级dB（A））

从表3可以看出，整改后，车外加速噪声由原来的 86.9 dB（A）降到了 83.3 dB（A），已符合现行国家噪声法规标准，整改效果与基准车车外加速噪声83.4 dB（A）相当。

经验证，以上整改措施对发动机的动力性和经济性影响很小，说明整改结果有效。

6 结束语

本文通过介绍了欧盟和我国噪声法规现状、限值要求以及我国噪声法规的发展方向，应用噪声源识别理论，通过设计不同的试验方案，详细分析了某两台商用车的噪声差异，识别了各自的噪声源及其贡献量。经过对其噪声源进行整改，使车外加速噪声由原来的 86.9 dB（A）降到了 83.3 dB（A），使其符合现行国家噪声法规标准84 dB（A）的限值要求。结果表明，通过合理地设计不同的试验方案来进行车外加速噪声源识别方法在工程应用上是有效的。