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[分享] 轻型货车车外加速通过噪声和整车声源识别测试及分析

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发表于 2016-1-8 05:57:16 | 显示全部楼层 |阅读模式

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针对某轻型货车外加速通过噪声超过国标限值的问题,利用B&K公司的仪器设备对该车进行较系统的Passby试验分析,可以找到产生最大声压级时对应的发动机转速。同时,近似模拟该转速下样车的运行工况,进行声源定位识别试验,可以找到几个主要声源。这些试验方法为解决类似问题提供了方向。
        GB1495-2002规定,2005年1月1日后生产的汽车通过噪声限值应比以前的标准要求至少降低2dB(A)。车外通过噪声是整车多个噪声源共同作用的结果,并且声压级是用对数统计的相对值,如果仅降低对总体声压级贡献不大的噪声源,对综合噪声的改善几乎无任何作用。通常所说的两个不相干的声压级同为80dB(A)的声源共同作用,产生的总声压级是83dB(A),而并非160dB(A),同样,两个声压级相差10dB(A)的声源共同作用,总的声压级是二者中较高的那个。因此在某一声源占主导的时候,找到这个声源,对其实施降噪措施将会起到决定性的效果。车外加速通过噪声的主要声源有发动机噪声、风扇噪声、进排气系统噪声、轮胎噪声及动力传动系统噪声等。
        本文针对某轻型货车外加速通过噪声超过国标限值的问题,利用B&K公司的仪器设备对该车进行较系统的Passby试验分析,可以找到产生最大声压级时对应的发动机转速。而近似模拟该转速下样车的运行工况,进行声源定位识别试验,可以找到几个主要声源。这些试验经验和方法为解决类似问题提供了方向。
       

轻型货车车外加速通过噪声和整车声源识别测试及分析

轻型货车车外加速通过噪声和整车声源识别测试及分析

        试验测试系统参数要求
        PassBy系统由B&K公司的3560C、3560D数据采集前端及PULSE分析软件搭建,另外,还包括噪声传感器、雷达、同步天线、转速表、光电触发单元及若干三脚架等,图1所示为测试系统的简图。利用该测试系统,不仅能得到通常试验能得到的样车最大噪声声压级,同时还能够得到对应的发动机转速、样车车速及所处的测试区域的位置等参数,比通常进行的试验更详细,更具有解决问题的研究价值。
        基于Beamforming(BF,波束形成)原理和Sonah(统计优化近场声全息)声源识别试验采用的是60个直径为2m的随机分布麦克风通道圆形阵列。根据空间分辨率的要求,阵列距离被测物体越近越好,但实际上,L的距离通常不可能太小,这主要是由于被测物体必须在阵列的“可视”范围内,即处于阵列的60°包角范围内(见图2)。根据被测物体的被测面面积,做BF试验时,一定要确保L≥0.7D。本次试验的样车长6m,通过计算,可取L=6m;低频分辨率由Sonah试验来弥补,此时取L=0.4m。
       

轻型货车车外加速通过噪声和整车声源识别测试及分析

轻型货车车外加速通过噪声和整车声源识别测试及分析

        试验结果及分析
        1. 通过噪声试验结果及分析
        GB1495-2002规定,该试验样车的通过噪声限值应该是83dB(A)。根据样车的测试结果(见表),3挡右侧中间结果87.24dB(A)最大,减去试验操作误差因素1dB(A),该车的通过噪声数值为86.24dB(A)。基于此,主要对该车3挡的通过噪声数据进行分析。
        图3是3挡左右两侧噪声随转速变化的1/3倍频程谱阵,图中显示,中心频率500Hz、1000Hz和2500Hz是三个主要的噪声频段,其中,中心频率500Hz的1/3倍频是主导,对总声压级的贡献很大。
        图4是利用B&K公司的Passby测试系统和软件分析得到的试验结果,上面两图是左右两侧通过噪声的声压级随样车在试验区域内行驶位置变化的Overall曲线。可以看到,样车右侧测点最大声压级为87.21dB(A)。中间两图分别是左右两侧在最大声压级时刻的噪声峰值频谱分布,很明显中心频率500Hz的1/3倍频带是该谱图中的主要峰值。从底部两图中可以得到最大噪声产生时对应的发动机转速和车速分别是2450r/min和42.7km/h。
       

轻型货车车外加速通过噪声和整车声源识别测试及分析

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        2.声源识别试验及结果分析
        对通过噪声的结果分析后,得到了最大噪声时刻的发动机转速信息,同时也注意到该样车的进排气系统均在车右侧,试验结果也表明右侧噪声值比左侧高1dB(A),因此,声源识别试验在车的右侧进行,主要进行与3挡最大噪声对应的发动机转速2450r/min稳定状态下的测试。
        为了尽可能得到声源识别试验需要的模拟转鼓试验台的条件,试验时用千斤顶将后桥顶起,挂挡进行定置稳态工况试验。3挡发动机转速为2450r/min,阵列距离声源6m的BF试验和近场车前端的Sonah试验。
       

轻型货车车外加速通过噪声和整车声源识别测试及分析

轻型货车车外加速通过噪声和整车声源识别测试及分析

        图5中,BF试验的结果表明了通过噪声试验中关注的中心频率500Hz的1/3 倍频带对应的声源位置,发动机的噪声从后部辐射出来,由于BF试验的低频分辨率较低,所以在图形中显示的声源区域比较模糊,但能从总体上定位声源与发动机关系密切。
        (2)图6是对样车前部进行的近场Sonah试验,与图5相比,声源分辨率有很大提高,两个主要声源分别在进气管附近和车门把手对应的发动机位置。说明该车的噪声源主要为发动机燃烧辐射噪声及进气噪声。因此,下一步需要对该发动机及进气系统开展工作。
       

轻型货车车外加速通过噪声和整车声源识别测试及分析

轻型货车车外加速通过噪声和整车声源识别测试及分析

        结论
        文章系统地介绍了将精确通过噪声测试分析与声源识别试验相结合的试验过程及相应的数据分析方法。首次开展该类试验项目和分析,便取得了一定的成果,进一步积累了相关经验。
        通过精确的噪声测试,在以往声级计测试的声压级基础上,得到了噪声的频率成分,及最大噪声时刻的发动机转速,为下一步进行深入的噪声分析提供了更翔实的参考信息。试验证明,声源识别分析确定了噪声源的准确位置,为降噪工作提供了方向。
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