郭 慶

（上汽通用五菱汽車股份有限公司，廣西柳州545007）

控制汽車噪聲，是環(huán)境保護(hù)的一項(xiàng)十分重要的內(nèi)容，各國政府對(duì)汽車噪聲限制的要求不斷提高。中國頒布了GB1495-2002《汽車加速行駛車外噪聲限值及測(cè)量方法》，表明中國對(duì)加速車外噪聲的控制在向歐美發(fā)達(dá)國家的標(biāo)準(zhǔn)靠攏，因而噪聲源的識(shí)別技術(shù)，越來越受到中國汽車行業(yè)的重視。

傳統(tǒng)上，我們一般使用分別運(yùn)轉(zhuǎn)削去法來識(shí)別噪聲源。削去法，就是首先測(cè)定汽車在一定條件下的總體噪聲，然后對(duì)可能發(fā)出較大噪聲的部分，或暫時(shí)停止其工作，或用使用鉛覆蓋法控制其噪聲輻射，再按同樣的條件，測(cè)定汽車的噪聲，根據(jù)聲壓級(jí)的疊加原理，從兩次噪聲的測(cè)試結(jié)果中，可以算出這部分輻射的噪聲大小。用同樣的方法，可得到各個(gè)部分的噪聲輻射大小，從而確定找出主要聲源[1~2]。雖然這種方法簡(jiǎn)單，實(shí)施容易，但存在以下問題：

（1）在汽車上，有時(shí)要削去某部分的噪聲，即暫停其工作或控制其噪聲輻射，是比較困難的，甚至不可能；

（2）很多零件型面復(fù)雜，無法全部包裹住。諸如輪胎及軸類等運(yùn)動(dòng)零件、排氣管及消音器等發(fā)熱的零件，是無法包裹住的。

（3）測(cè)試結(jié)果精度不高。

本文介紹一種利用噪聲傳遞函數(shù)識(shí)別噪聲源的技術(shù)，即在整車消聲室，將車輛置于轉(zhuǎn)轂試驗(yàn)臺(tái)，利用噪聲傳遞函數(shù)來識(shí)別加速行駛噪聲源的方法。

1 噪聲傳遞函數(shù)對(duì)車輛加速噪聲源識(shí)別的原理

根據(jù)GB1495-2002中的規(guī)定，汽車噪聲限值，是根據(jù)汽車加速通過如圖1所示的測(cè)量區(qū)域時(shí)的車外噪聲來進(jìn)行限制的。

圖1 測(cè)量區(qū)域及麥克風(fēng)的布置

圖1中，AA,線為加速始端線，BB,為加速終端線，汽車沿行駛中心線行駛，傳聲器布置在離地面高（1.2±0.02）m，距行駛中心線（7.5±0.05）m處[3]。

基于以上的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，為了在較短的時(shí)間內(nèi)，用簡(jiǎn)單、精確的方法來識(shí)別汽車噪聲源，一種考慮噪聲源到麥克風(fēng)測(cè)量位置的傳遞特性的方法——噪聲傳遞函數(shù)方法，被開發(fā)出來，但這種方法必須在消音室里進(jìn)行測(cè)試，且測(cè)試車輛放置在轉(zhuǎn)轂試驗(yàn)臺(tái)上運(yùn)行。

1.1 噪聲傳遞函數(shù)的計(jì)算原理

按照?qǐng)D2，測(cè)量并計(jì)算車內(nèi)噪聲源處的聲壓以及離車輛7.5 m的麥克風(fēng)位置處的聲功率，然后計(jì)算噪聲傳遞函數(shù)NTF（Noise Transfer Function），其計(jì)算公式如下：

NTF=聲壓（P）/聲功率（W）

圖2 噪聲傳遞函數(shù)計(jì)算原理

1.2 車輛加速噪聲源識(shí)別

圖3 車輛加速噪聲測(cè)量示意

如圖3，按照GB1495-2002的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，在消聲室內(nèi)模擬設(shè)置麥克風(fēng)（PB-1～PB-12，麥克風(fēng)的數(shù)量依據(jù)實(shí)際情況確定），另外在車內(nèi)噪聲源處（發(fā)動(dòng)機(jī)、進(jìn)氣口、排氣口等處）設(shè)置麥克風(fēng)。分別計(jì)算PB-1～PB-12處到車內(nèi)噪聲源處的噪聲傳遞函數(shù)。然后按照測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行加速通過噪聲模擬試驗(yàn)，測(cè)量并計(jì)算PB-1～PB-12處的聲功率，從而利用PB-1～PB-12處的聲功率和傳遞函數(shù)NTF，來計(jì)算每個(gè)車內(nèi)噪聲源的聲壓級(jí)，從而識(shí)別出車內(nèi)噪聲源的貢獻(xiàn)量，分析出主要噪聲源。

2 利用噪聲傳遞函數(shù)進(jìn)行測(cè)試的時(shí)間和精度

（1）測(cè)試時(shí)間。測(cè)試時(shí)間較短。一般測(cè)試并得到結(jié)果需要3天，1天定義噪聲源和安裝麥克風(fēng)，1天測(cè)量，1天數(shù)據(jù)分析。

（2）測(cè)試精度。為了驗(yàn)證噪聲傳遞函數(shù)測(cè)試的精度，我們對(duì)同一種車輛進(jìn)行了不同方法下的加速噪聲測(cè)試。結(jié)果如圖4所示。一種是在標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試道路上，采用聲級(jí)計(jì)進(jìn)行測(cè)試，得到實(shí)際測(cè)試曲線；另外一種方法，是采用噪聲傳遞函數(shù)，在消聲室內(nèi)進(jìn)行測(cè)試，得到另外一條曲線。對(duì)比兩條曲線，發(fā)現(xiàn)他們之間的差異很小，也就是說噪聲傳遞函數(shù)的方法，精度是較高的。

圖4 不同測(cè)量方法下的車輛加速噪聲值

3 應(yīng)用實(shí)例

我們對(duì)一種貨車加速行駛的噪聲源，按照傳遞函數(shù)的方法，進(jìn)行了測(cè)量和識(shí)別。

（1）將車輛置于消聲室的轉(zhuǎn)轂試驗(yàn)臺(tái)上（如圖5）。在離車輛中軸線7.5 m的地方，放置麥克風(fēng)（如圖6）。

圖5 車輛置于消聲室

圖6 車輛中軸線7.5 m處的地方放置麥克風(fēng)

（2）在車內(nèi)噪聲源的位置上布置麥克風(fēng)（如表1所列）。

（3）測(cè)試和結(jié)果。按照GB1495-2002的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試。由于該車的變速器僅有4個(gè)前進(jìn)檔，故僅進(jìn)行2檔條件下的車外加速噪聲測(cè)試[3]。利用麥克風(fēng)采集噪聲數(shù)據(jù)并用PAK軟件進(jìn)行分析，從而得出車輛左側(cè)和右側(cè)的加速噪聲源的貢獻(xiàn)曲線，如圖7和圖8。

我們提取在0 m處前5個(gè)噪聲值最大的噪聲源進(jìn)行分析（如表2所列）。

表1 車內(nèi)麥克風(fēng)布置表1車內(nèi)麥克風(fēng)布置

圖7 車輛左側(cè)加速噪聲源貢獻(xiàn)分析

圖8 車輛右側(cè)加速噪聲源貢獻(xiàn)分析

表2 車輛在0 m處噪聲值排在前5位的噪聲源 單位：dB(A)

從以上分析可以發(fā)現(xiàn)，該車型車外加速噪聲的主要噪聲源是：變速箱，發(fā)動(dòng)機(jī)油底殼，進(jìn)氣口，消音器。

4 結(jié)束語

介紹了用噪聲傳遞函數(shù)的技術(shù)，來識(shí)別汽車加速行駛中噪聲源的方法，通過實(shí)例展示了這種方法的優(yōu)點(diǎn)：

（1）能夠快速、精確地識(shí)別出噪聲源的貢獻(xiàn)量和主要的噪聲源；

（2）測(cè)試不受天氣的影響；

（3）可以快速的模擬出修改方案對(duì)降低噪聲的影響。

這種方法為降低汽車噪聲提供了科學(xué)的指導(dǎo)依據(jù)。

[1]龐 劍，諶 剛，何 華.汽車噪聲與振動(dòng)－理論和應(yīng)用[M].北京：北京理工大學(xué)出版社，2006.

[2]蔣孝煜，連小珉.聲強(qiáng)技術(shù)及其在汽車工程中的應(yīng)用[M].北京：清華大學(xué)出版社，2001.

[3]GB1495-2002，汽車加速行駛車外噪聲限制及測(cè)量方法[S].