汽车噪声控制(第5次课)

汽车噪声控制内容回顾第一章声学基础第一节声学基础概念第二节波动方程第三节声波的传播特性第二章噪声测量分析技术第一节传声器及其参数特性第二节倍频程及计权声级本节内容第二章噪声测量分析技术第三节汽车噪声常用的测量方法第四节汽车噪声标准及车外加速噪声测量第二章噪声测量分析技术问题提出：A厂家设计了一款新车“M1”，主观感觉噪声比较大，主设计师希望我们同学承担以下任务：希望我们同学能分析该车噪声的特点，了解该车噪声主要从哪里来的，确定该车能否通过国家的国标，是否可以销售？M1为客车发动机：72KW载客人数：6人第二章噪声测量分析技术第三节汽车噪声常用的测量方法第二章噪声测量分析技术按照GB1495-2002法规标准，该车的加速行驶车外噪声级为82.0dB(A)。针对该车型，按M1车目标要求，目前国标要求为77dB(A)。与之相比较，目前的加速行驶车外噪声级超标5.0dB(A)。为了采取有效措施实现该车型车外噪声的控制，需要对该车型的车外噪声声场进一步测量分析。第二章噪声测量分析技术第三节汽车噪声常用的测量方法频谱分析法：以频率为横坐标，声压级或者声强级为纵坐标给出的噪声测量图形称为频谱图，一般来说频谱图中各峰值所对应的频率就是某声源造成。第二章噪声测量分析技术第三节汽车噪声常用的测量方法频谱分析法：频谱分析的主要目的是了解噪声的频率结构，了解噪声能量在各个频率上的分布。分析噪声频率一是人的主观感觉与频率结构相关，另一方面与噪声的产生、辐射和传播密切相关，频率特性为寻找噪声源提供了重要依据。第二章噪声测量分析技术第三节汽车噪声常用的测量方法频谱分析法：对声压级、声强级和声功率级均可以进行频谱分析，从而得到声压级谱、声强级谱、声功率谱（自功率谱，互功率谱）。第二章噪声测量分析技术第三节汽车噪声常用的测量方法频谱分析法：频谱的横坐标可以是线性坐标，也可以是对数坐标，相应的谱就称为线性谱（恒定带宽谱或窄带谱）或对数谱。对数谱中又根据频程定义可称为1/n倍频程谱第二章噪声测量分析技术第三节汽车噪声常用的测量方法频谱分析法：小提示：频谱分析的本质单边谱，双边谱，幅值谱，相位谱，谱密度函数，谱幅值，谱的单位声压幅值谱:(声压单位为Pa的话，谱单位为Pa，声压单位为dB的话，谱单位为dB）相位谱的单位是rad谱密度的单位：W/HzdtetxfXftj2)()(第二章噪声测量分析技术第三节汽车噪声常用的测量方法频谱分析法：利用频谱识别汽车噪声汽车主要零部件的频率范围：噪声源频率范围（Hz）相应特性燃烧10000柴油机集中在1～4000，汽油机范围广活塞敲击8000与转速和缸数有关进、排气门2000与转速和气门有关冷却风扇2000与转速和叶片数有关进气50~500周期进气200Hz,进气涡流1KHz排气50~5000排气涡流1KHz喷油泵2000与转速和分泵数有关齿轮4000与转速、齿数有关轮胎15000子午线胎1000Hz,斜交胎2500Hz左右车身300车身结构30Hz，板件30～300Hz第二章噪声测量分析技术第三节汽车噪声常用的测量方法频谱分析法：频谱分析设备：带频谱分析功能的声级计专用的频谱分析设备（B&K，Hp,中科院声学所，声望公司）传声器供电电路放大电路抗混滤波电路A/DFFT分析Workstation第二章噪声测量分析技术第三节汽车噪声常用的测量方法声压测量：声压测量法是目前最常用的噪声测量方法，利用声级计等声压测量仪器直接测量声场中的声压级分布，从而找出噪声峰值，确定主要声源的位置：声级计声强测量设备第二章噪声测量分析技术第三节汽车噪声常用的测量方法声压测量：声级计：根据声级计在标准条件下测量1000Hz纯音所表现出的精度，国际上把声级计分为两类，一类叫精密声级计，一类叫普通声级计。近年以来开始实行四类分法，即分为0型、1型、2型和3型。它们的精度分别为±0.46、±0.76、±1.00和±1.5dB。0型声级计主要用作实验室参考标准；1型声级计供实验室及声学环境能够严格控制的场合使用；2型声级计适合一般的测量使用；3型声级计主要用于现场的噪声普查第二章噪声测量分析技术第三节汽车噪声常用的测量方法声压测量：声级计：根据声级计所用电源的不同，还可将声级计分为交流式声级计和用干电池的电池式声级计两类。电池式声级计也称为便携式声级计，这种仪器体积小、重量轻、现场使用方便。声级计一般由传声器、前置放大器、衰减器、放大器、计权网络、检波器、指示表头和电源等组成。第二章噪声测量分析技术第三节汽车噪声常用的测量方法声压测量：声级计（台湾泰仕）：A加权测量范围30dBto130dBC加权测量范围35dB~130dB量测档位30-80dB,50-100dB,60-110dB,80-130dB频率响应31.5Hzto8KHz频率加权特性A特性和C特性动态特性时间加权快速和慢速麦克风1/2英吋极化电容式麦克风数字显示4位数LCD,0.1dBresolution,updatedevery0.5sAC/DC信号输出2Vrms/每档满刻度，10mV/dB过载指示模拟刻划显示每一刻划代表1dB，取样率为20次/秒电源1.5V3号电池4颗或直流6V100mA电源转换器电池寿命约20小时操作温湿度5~40oC,10~90%RH外形尺寸265(长)×72(宽)×21(高)mm,(10.4L×2.8W×0.8H)重量约310公克附件使用手册、电池、手提携带盒、调整棒、海棉球、3.5f耳机插头第二章噪声测量分析技术第三节汽车噪声常用的测量方法声压测量：声级计（嘉兴红声）：35-130dB（A）31.5Hz-8kHz检波特性：快（F）、慢（S）、脉冲（L）、峰值保持。附件：（含HS14417传声器1只）、风罩1只，钟表起子1把，外配携带箱1只。选购附件：校准器、延伸电缆（5m、10m）、三脚架和专用AC附件。第二章噪声测量分析技术第三节汽车噪声常用的测量方法声压测量：声级计（日本理因）：测量范围：28-130dB时间计权：快，慢，脉冲频率计权：A，C测量参数：Lp,Leq,Le,Lmax,Lmin,Lx显示：128*64点阵液晶存储：15000点测量数据校准：内置1kHz正弦波输出：AC，DC输出I/O接口：RS-232接口外形尺寸：85*310*48重量：370g第二章噪声测量分析技术第三节汽车噪声常用的测量方法声压测量：M1车前面声压分布：在车体前面，噪声主要集中在车头前端散热器隔栅位置及其下部，最大声压级出现在第34测点，最大计权声压级为98.6dB(A)。第二章噪声测量分析技术第三节汽车噪声常用的测量方法声压测量：M1车后面声压分布：从车体后面A计权等声压图和3D声貌图可以看出，在车体后面，噪声主要集中在车体下部，最大身压级为89.9dB(A),在第60测点(左下排气管处)，从三维声貌图上可以看到在排气噪声的影响下，整个后面的左下部噪声都比较大第二章噪声测量分析技术第三节汽车噪声常用的测量方法声压测量：M1车左侧面声压分布：车体左侧面A计权等声压图和3D声貌图可以看出，在车体左侧面，噪声在前轮罩附近辐射比较严重，同时沿车下部也有噪声辐射，在排气附近噪声也明显加大。最大噪声位置出现在前轮罩与轮胎间隙处和后排气管附近。第二章噪声测量分析技术第三节汽车噪声常用的测量方法声压测量：M1车右侧面声压分布：从车体右侧面A计权等声压图和3D声貌图可以看出，在车体右侧面，噪声主要在前轮罩边缘以及车体下部比较大，噪声的声压级变化较为平缓，在前轮缘位置存在峰值，最大噪声声压级达到91.1dB(A)，位于第34测点处。第二章噪声测量分析技术第三节汽车噪声常用的测量方法声强测量：声强是沿声传播方向单位面积通过的声功率，比声压更能反应声音的本质。声压是标量，声强是矢量。声强不仅发应声的大小，而且还表示声音的方向。因此声强测量来自非测量方向的声干扰有较强的抗干扰能力，这样近场声强测量受环境影响就较小，所以声强测量可以在现场进行而不必使用造价昂贵的消声室，近年来声强测量已成为噪声测量的重要手段。第二章噪声测量分析技术第三节汽车噪声常用的测量方法声强测量：声强系统一般由声强探头、前置处理电路和主机组成。处理程序一般安装在主机中。第二章噪声测量分析技术第三节汽车噪声常用的测量方法声强测量：声强系统一般由声强探头、前置处理电路和主机组成。处理程序一般安装在主机中。（SIMS声强测量系统）第二章噪声测量分析技术第三节汽车噪声常用的测量方法声强测量：丹东黄海客车第二章噪声测量分析技术第三节汽车噪声常用的测量方法声强测量：M1车前面声强测量从车体前面A计权等声强图和3D声貌图可以看出，车体前面噪声的最大声强级为89.9dB(A)，出现在车头中间下部第28～30测点附近。分析认为车体前部的噪声主要是发动机噪声通过车体底部和散热器隔栅直接辐射出来第二章噪声测量分析技术第三节汽车噪声常用的测量方法声强测量：M1车后面的声强测量从车体后面A计权等声强图和3D声貌图可以看出，车体后面噪声的最大声强级为88.9dB(A)，噪声集中在车体下部，主要是排气噪声和发动机辐射噪声。与前部发动机噪声相比，排气噪声与发动机基本处于同一级别大小。第二章噪声测量分析技术第三节汽车噪声常用的测量方法声强测量：M1车左侧面的声强测量从车体后面A计权等声强图和3D声貌图可以看出，车体后面噪声的最大声强级为88.9dB(A)，噪声集中在车体下部，主要是排气噪声和发动机辐射噪声。与前部发动机噪声相比，排气噪声与发动机基本处于同一级别大小。第二章噪声测量分析技术第三节汽车噪声常用的测量方法声强测量：M1车右侧面的声强测量从车体右侧面A计权等声强图和3D声貌图可以看出，车体右侧面的声强峰值出现在前轮缘位置，最大声强级为88.6dB(A)，主要是发动机辐射噪声。与前部相比后部无明显的噪声辐射来源。第二章噪声测量分析技术第三节汽车噪声常用的测量方法声强测量：M1车平面噪声辐射图该车在风扇小负荷工作状态时噪声主要是从前部散热器栅格，车底部；左侧和右侧的轮罩间隙，车下部辐射出来；后面的排气噪声对该车车外噪声也有比较大的贡献。从噪声量级来看，左侧前轮罩附近噪声最大，最大计权声强级达到91.4dB(A)，前部散热器栅格位置辐射出来的噪声(最大声强89.9dB(A))、右侧轮罩辐射出来的噪声(最大声强88.6dB(A))以及排气附近的噪声(最大声强88.9(dB(A))基本在同一水平。第二章噪声测量分析技术第三节汽车噪声常用的测量方法声全息测量：声全息测量原理全息照片，不仅记录了物体发出的光的强度信息，而且还记录了相位信息，记录了波的全部信息。所以在光二次发生衍射时能够重建物体的像普通照片全息照片照片底片第二章噪声测量分析技术第三节汽车噪声常用的测量方法声全息测量：M1车全息测量结果工况标称车速(km/h)实际车速档位工况14034～373工况25042～433工况36050～513第二章噪声测量分析技术第三节汽车噪声常用的测量方法声全息测量：M1车全息测量结果工况1下a）汽车左侧噪声信号频谱b）汽车右侧噪声信号频谱第二章噪声测量分析技术第三节汽车噪声常用的测量方法声全息测量：M1车全息测量结果图工况1下90～110Hz频带内汽车左侧表面噪声分布第二章噪声测量分析技术第三节汽车噪声常用的测量方法声全息测量：M1车全息测量结果图工况1下90～110Hz频带内汽车右侧表面噪声分布第二章噪声测量分析技术第三节汽车噪声常用的测量方法声全息测量：M1车全息测量结果工况2下a)汽车左侧噪声信号频谱b)汽车右侧噪声信号频谱第二章噪声测量分析技术第三节汽车噪声常用的测量方法声全息测量：M1车全息测量结果图工况2下175～195Hz频带内汽车左侧表面噪声分布第二章噪声测量分析技术第三节汽车噪声常用的测量方法声全息测量：M1车全息测量结果表不同工况下排气噪声比较表标称车速（km/h）声场重建频段（Hz