电动自行车产品车速提示音检测现状和整改技术研究(2)

刘 琳 吉文博 苏 辉 王震武

（中检西部检测有限公司）

（上接2022 年第6 期）

3.1 蜂鸣器安装在车辆前端

图4 蜂鸣器安装在车辆前端

图5 蜂鸣器前端安装

蜂鸣器安装在车辆的前端，如图4 和图5 所示。目前，最常见的是提示音蜂鸣器与鸣号装置的提示音装置共用，大部分蜂鸣器两端的工作电压比较低，其工作功率低，蜂鸣器的发声声压级较小，导致车速提示音的测试结果偏低的情况居多。还有一部分车辆蜂鸣器不与鸣号装置共用，蜂鸣器两端的工作电压基本不会受到影响，而且蜂鸣器外侧一般会有发声孔，声音传递基本不会受到干扰，导致有一部分车辆的车速提示音测试结果偏高。结合试验数据分析，发现音蜂鸣器安装在整车前端时，车速提示音的测试结果有低有高，这种情况的电动自行车车速提示音声压级的通过率最低。

3.2 蜂鸣器安装在车辆中部

当蜂鸣器安装在车辆中部时，如图6 和图7 所示。蜂鸣器一般安装在车辆座位下方，由于空间较大，蜂鸣器可选位置居多，其周围无可遮挡的线束电器元件。当蜂鸣器鸣响时，声音通过车身中部的保护壳体能够快速的传递到声级计上，声音的传递不受到空间的局限，加之标准中规定的声级计应摆放在通过车身中心并垂直于车辆轴线的垂线上，蜂鸣器距离声级计最接近。通过测试数据发现，该类型蜂鸣器提示音的声压级测试结果比较高，一般也会有超出标准规定最大限值62dB(A)的情况出现。但是总体来看，此类型电动自行车车速提示音通过率较高。

图6 蜂鸣器安装在车辆中部

图7 蜂鸣器中部安装

3.3 蜂鸣器安装在车辆后端

蜂鸣器安装在车辆后端，如图8 和图9 所示。蜂鸣器通常安装在车辆后端的电器盒内部，距离声级计较远，加之蜂鸣器在电器盒内部安装空间比较受限，位置一般都不固定。随着电器盒内部的线束随意摆放，这样车速提示音声压受到电器盒内部线束的影响，提示音声压在电器盒内部出现各种折射、漫反射等现象。提示音的声压在电器盒内部经过各种传递折射后，声音的能量相互抵消，进而造成提示音声压级过低。因此，提示音蜂鸣器安装在车辆的后部，会对车速提示音的测试结果有一定的影响。

图8 蜂鸣器安装在车辆后端

图9 蜂鸣器后端安装

通过上述分析蜂鸣器安装位置对车速提示音声压级测试结果的影响，对于生产企业来说，为了保证电动自行车产品的合格率，应根据不同的车辆类型，对应不同的蜂鸣器安装位置，来选择提示音蜂鸣器。但最主要的还是蜂鸣器在出厂时声压级的大小。如果企业选择的蜂鸣器在制造时由于加工、设计、装配因素，导致其声压级大小不符合标准的要求，即使安装在车辆上之后也不可能达到标准的声压级要求。例如单套的蜂鸣器产品在出厂时的最大发声声压级只能达到52dB(A)，当该蜂鸣器装车后不可能符合标准要求。

4 技术整改和比对试验验证

通过研究发现，大部分车辆配备的蜂鸣器都是有源压电式蜂鸣器，如图10 所示。压电陶瓷片由电陶瓷和一片金属片压制而成，压电陶瓷表面通常会镀上一层薄薄的金属便于焊接连线，金属片也会焊接一根连线，共同组成压电陶瓷片的两极。蜂鸣器内部集成了振动源，接通电源后，陶瓷会向外延伸或向内收缩，带动压电陶瓷片以对应的频率振动，振动的声音在音腔里放大传出。根据30 台车测试不合格结果可知，共计有21 台车辆的车速提示音声压级超出标准限值要求，说明目前国内电动自行车车速提示音声压级超标情况居多。根据蜂鸣器的工作特性，蜂鸣器的发声声压级取决于工作功率，即从电压电流方面入手，尝试在已有电动自行车的蜂鸣器工作电路中串联电阻或分别串联不同阻值大小的电阻。试想，电阻可以在直流工作线路中起到分压作用，蜂鸣器两端的工作电压是否会有所下降，是否能够降低蜂鸣器的工作功率，最终降低蜂鸣器的发声声压级？

图10 压电式有源蜂鸣器

重新选取1 台绿源电动自行车，按标准要求测试其车速提示音，该车提示音测试结果65dB(A)，测试结果高于标准限值要求。然后使用万用表测量蜂鸣器的工作线路电压找到蜂鸣器的正极和负极，在蜂鸣器工作电路中分别串联10kΩ、20kΩ、30kΩ、40kΩ、50kΩ 五种不同规格的电阻，分别测试5 组车速提示音声压级，测试结果如表3 所示。第4 组声压级为59dB(A)，减小了9.2%，且测试结果刚好满足要求。表中前3 组试验数据表明，随着电阻阻值的增加，蜂鸣器的发声声压级不断减小，其中第5 组数据最为明显，由于电阻阻值太大，导致蜂鸣器的发声声压级过低，反而达不到标准的要求。试验证明串联不同阻值的电阻，都不同程度的降低了蜂鸣器两端的工作电压，进而降低蜂鸣器的发声声压级，其中最明显的将原蜂鸣器的声压级减小了16.4%，达到了之前的设想效果。

表3 绿源电动自行车提示音整改测试结果

为了使电阻阻值大小可调，使蜂鸣器两端电压能够随时调整，电动自行车的电源电压是48V，通过与电气工程师讨论定制了一个0～50V 直流电源调压模块，如图11、12 所示。该模块输入端与车辆的电源相连，输出端与蜂鸣器相连，相当于在蜂鸣器上加了一个小型变压器。该模块实现蜂鸣器发声声压级的大小调整，对电动自行车车速提示音声压级的测试通过率具有决定性影响。

图11 直流电源调压模块

图12 直流电源调压模块连接示意图

将直流电源调压模块分别连接在30 台测试不合格样车的蜂鸣器工作线路上，通过手动调节。对于测试结果偏高的，进行工作电压向低调整，对于测试结果偏低的，工作电压向高调整。通过对不合格样车蜂鸣器工作电压的反复调整，对样车的车速提示音进行反复的测量整理和分析，最终得到30 台不合格样车整改后的测试结果，如表4 和图13 所示。通过技术整改后，其中21 台车速提示音声压级超高的车辆提示音声压级都得到不同程度的下降，并且均达到了标准的规定要求。例如序号82 号的电动自行车，整改前测试结果是79dB(A)，整改后测试结果是62dB(A)，下降了21.5%，说明整改技术对高声压级蜂鸣器的整改效果比较突出。对于测试结果声压级较低的车辆而言，共计有9 台，其中有7 台车辆提示音声压级通过整改技术都有一定幅度的增大，到达或超过标准规定的下限要求55dB(A)，满足标准要求。整改中存在2 台提示音声压级较低的车辆，试验中考虑到蜂鸣器的安全使用，对这2 台车辆蜂鸣器的工作电压进行上调分别至50.0V 和49.5V，并且尽量将蜂鸣器周围的遮挡线束以及电气元件放置在其他位置，整改后的声压级相较之前有所增大，但还未超过标准的下限55 dB(A)。如果继续增大蜂鸣器两端电压，蜂鸣器可能工作功率过大，导致其不能正常工作。说明上述2 台车辆的蜂鸣器设计出厂调试的发声声压级过于低，根本不符合标准要求，安装在车辆上之后也达不到标准要求，更达不到警示来往行人的要求。

表4 30台样车车速提示音整改后测试结果

图13 30台样车车速提示音整改前后测试结果比对

分析影响车速提示音测试不合格因素，主要有蜂鸣器在车辆上的安装位置和蜂鸣器出厂的设计声压级。蜂鸣器不同安装位置对车速提示音会产生不同的影响，且车速提示音的测试通过率也不相同。除了蜂鸣器在车辆上安装位置的影响，蜂鸣器在设计出厂的发声声压级，也是导致车速提示音测试不合格的主要因素。

根据蜂鸣器的发声特性和传播特性，通过试验验证，形成蜂鸣器发声声压级整改技术，对30 台车速提示音测试不合格车辆进行技术整改，通过反复调试测试，发现该整改技术对测试结果较高的声压级具有显著的降调效果，均达到了标准的规定要求。

作为检测机构，为企业提出以下两点建议：电动自行车工作线路合理化布局和蜂鸣器装置的质量把关和提前检测。企业应关注电器盒内的合理布局和科学摆放，应对自主的设计或采购的蜂鸣器电器元件予以更大的关注，蜂鸣器质量品控应尽量遵循标准的规定，以保证车速提示音测试的合格率。

（全文完）