5.6汽车噪声检测概述.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,5.6,汽车噪声的检测,一、噪声参数与评价指标,二、,汽车噪声的来源及危害,三、汽车噪音检测原理与方法,四、汽车噪声检测标准,五、汽车噪声控制措施,1.,声音的物理参数,1,）声波的频率,f(Hz,),声波的频率是指单位时间内产生振动波的数量。,频率,f,处在,20,20000Hz,时人能感觉到，称为声波。,低于,20HZ,的声波称为次声，,高于,20000Hz,的声波称为超声。,声波频率的高低影响声调，频率越高，声调亦高；频率低，则声调低。即人们所说的高昔和低音。人耳听到频率为,1000Hz,时的声音称为纯音。,一、噪声参数与评价指标,5.6,汽车噪声的检测,2,）声压,P(Pa,),当声音在弹性介质（如空气）中传播时，将引起介质在稳定压力,Pw,附近发生起伏变化，这个压力的变化量,p,，称为声压,P,。它表示声波作用在单位面积上的压力大小。,它的单位与压力单位相同（,Pa,）。,在标准大气压中，稳定大气压力为,10,6,Pa,。声压要比大气压小得多，一般在,2,10,-5,20Pa,范围内。,正常人的耳朵在声波频率为,1000Hz,时,(,纯音时,),刚好等感觉到的最弱声压为,2,10,-5,Pa,，此声压称为基准声压,p0,，或称听阈声压。当声压达到,20Pa,时，使人的耳朵刚好产生疼痛，故称痛阈声压。,声压,P,是声学中表示声音强弱的指标。声压大，则声音越强,(,越响,),；声压小，则声音听起来弱,(,低,),。,5.6,汽车噪声的检测,3,声功率,W(W),声功率,W,表示声源在单位时间内所辐射的声能,(,声压,),的大小。,4,声强,I(W/m2),声强是单位时间内在与声波垂直方向单位面积上的能量，即单位面积通过的声功率。,痛阈声压所对应的声强为,1w,m,2,。,5,响度,N,（,sone,）,以上参数都是指声源，但是声音是通过人耳感觉到的，必须有入耳感觉的衡量参数，这便是响度。,响度表示人所感受到的声音的强弱程度，它是一种与人耳的 听感特性有关的人对声音强弱的主观表示法。与客观表示法相比，主观表示法不仅与声音的强度（如声压）有关、而且还与声音的频率有关。,响度的单位为宋（,sone,），,1,宋是声压级为,40dB,，频率为,1000Hz,纯音所产生的响度。任何一个声音的响度，如果被听者判断为,1,宋响度的几倍，则这个声音的响度就是几宋。,5.6,汽车噪声的检测,2.,声音的评价指标,因为人耳听到声音的频率很宽、强弱的范围很广，若用声压、声调、响度等参数来表示很不方便。此外，大量试验证明，人们对声音强弱变化的感觉，并不是与声压绝对值变化有关，而与声压的相对强弱变化量有关。,因此，声音的强弱指标可用,“,级,”,来表示，称之为分贝,(dB),。所谓级是指实际量与基淮量比值的对数，是一种只作相对比较的无量纲单位。在声学中常使用声压级、声强级、声功率级和响度级。,5.6,汽车噪声的检测,1,）声压级,LA(dB,)(,分贝,),大多数声学测量仪器，是直接测量声源的声压。由于听阈声压和痛阈声压相差一百万倍，这样用声压的绝对值表示声音的强弱很不方便。因此，人们常采用声压级来表示声音的强弱。声压级的单位是分贝,(dB),。,其定义为,式中：,Lp,声压级（,dB,）；,p,声压（,Pa,）；,p0,基准声压（取,2x10,-5,Pa,）。,5.6,汽车噪声的检测,采用声压级之后，就将相差一百万倍的可听声压范围，简化成,0,120dB,的声压级变化，见表，它既符合人耳对声音的主观感觉，也便于表示。,声压（,Pa,）,20,（痛阈）,2,0.2,0.02,0.002,0.0002,0.0002,（听阈）,声压级（,dB,）,120,100,80,60,40,20,0,声压与声压级对照表,5.6,汽车噪声的检测,2),声功率级,Lw(dB,),定义为,式中：,W0,基准声功率（在,1000Hz,时，为,10,-12,W/m2,）。,3,声强级,Li(dB,),定义为,式中：,I0,基准声强（在,1000Hz,时，为,100W/m,2,）。,5.6,汽车噪声的检测,4,响度级（,phon,）,响度级是人耳听到声音对的主观感觉量的物理描述，因此，它是同时考虑声音的声压级和人耳对不同频率声音响应的一个表示响度的主观评价量，单位是方（,phon,），方的数值等于根据听力正常的听者判断为等响的,1000Hz,纯音,(,来自正前方的平面行波,),的声压级,dB,值。,如某纯音的声压级,Lp,为,30dB,时，则它的响度级为,30phon,。,人耳是一种特定的听觉器，它对各种频率的声音有不同的选择性和响应。人耳对高频的声音要比低频的敏感，所以，感觉得到的声音响。因此，声源的声压级与人听到的响度级是有区别的。只有当声源频率为,1000Hz,时，响度级才与声压级相同，或者说，频率不是,1000HZ,的两个声音听起来一样响，但其声压级却不一样。,响度和响度级的关系为：,即：响度级为,40phon,时，其响度为,1sone,。,5.6,汽车噪声的检测,二、,汽车噪声的来源及危害,汽车是一个综合噪声源，汽车行驶中所产生的这种综合的声辐射称为汽车噪声。车噪声的噪声源主要包括：发动机噪声、传动系噪声、轮胎噪声、喇叭噪声等，见图。汽车噪声的污染源主要是发动机噪声。,5.6,汽车噪声的检测,1.,发动机噪声,发动机噪声主要包括：燃烧噪声、机械噪声、进排气噪声和风扇噪声等。,燃烧噪声,可燃混合气燃烧时产生的气体压力激励发动机结构所产生的噪声。,机械噪声,发动机零部件作往复运动和旋转运动产生的周期力对发动机结构产生的噪声。,进排气噪声,是由于发动机在进、排气过程中的气体压力波动和气体流动所引起的振动而产生的噪声。,风机噪声：冷却系统风扇或风冷发动机风机产生的空气动力噪声。,5.6,汽车噪声的检测,2.,传动系噪声,传动系噪声包括变速器噪声、传动轴噪声及驱动桥噪声。,变速器噪声主要是因齿轮振动引起的噪声，以及轴承运转声、润滑油搅拌声、发动机振动传至变速器箱体而辐射的噪声等。,传动轴噪声主要表现为汽车行驶中传动轴发出周期性响声。车速越高响声越严重，甚至引起车身发生抖动、驾驶员握转向盘的手有麻木感，这是由于传动轴变形、轴承松旷及装配不良等原因造成的。,驱动桥噪声在汽车行驶时车后部发出较大的响声，且车速越高响声越大。主要是齿隙不合适、齿轮装配不当、轴承调整不当等原因造成的。,5.6,汽车噪声的检测,3.,制动噪声,制动噪声是汽车制动过程中由制动器摩擦诱发引起制动器等部件振动发出的声响，通常称为制动尖叫声。这种尖叫声类似,“,猪嚎,”,声，特别是制动器由热态转为冷态时更容易产生这种噪声。该高频噪声不仅影响汽车的舒适性，还会给驾驶员带来不必要的担心。,鼓式制动器比盘式制动器产生的噪声大。通常发生在制动蹄摩擦片端部和根部与制动鼓接触的情况下。其噪声大小取决于制动蹄摩擦片长度方向上的压力分布规律，还受制动系统及零部件刚度的影响。,5.6,汽车噪声的检测,4.,轮胎噪声,轮胎噪声包括：轮胎花纹噪声、道路噪声、弹性振动噪声以及轮胎旋转时搅动空气引起的风噪声。,花纹噪声和道路噪声都是轮胎和路面相互作用而产生的噪声。汽车行驶时，轮胎接地部分胎面花纹沟槽内的空气以及路面的微小凹凸与地面间的空气，在轮胎离开地面时，受到一类似于泵的挤压作用引起周围空气压力变化从而产生噪声。,弹性振动噪声是由于轮胎不平衡、胎面花纹刚度变化或路面凹凸不平等原因激发胎体振动而产生的噪声。,影响轮胎噪声的因素主要有：轮胎花纹，车速及负荷，轮胎气压，装配情况，轮胎磨损程度，路面状况等。,5.6,汽车噪声的检测,汽车噪声一般为中等强度的噪声，约为,60,90dB,。如公共汽车的噪声为,80dB,左右，摩托车的噪声比一般汽车高,l0dB,左右。,由于车辆噪声为游走性的，影响范围大，干扰时间长，因而受害人员多。据有关资料介绍，噪声会使人的听力减弱、视觉功能下降、神经衰弱、血压变化和胃肠道出现消化功能障碍，甚至影响人的睡眠、谈话、学习、工作和情绪等。,总之，噪声不仅能引起人体的生理改变和损伤，而且能导致对心理、生活和工作的不利影响。噪声到了非治理不可的程度，特别是车辆噪声。为此，我国国家标准，把控制交通噪声纳入了环境保护的范畴。,5.6,汽车噪声的检测,三、汽车噪音检测原理与方法,GBl495-79,机动车辆允许噪声,和,GBl496-79,机动车辆噪声测量方法,规定噪声的测量仪器是精密声级计或普通声级计。,声级计是一种能把工业噪声、生活、噪声和交通噪声等，按人耳听觉特性近似地测定其噪声级的仪器。噪声级是指用声级计测得的并经过听感修正的声压级,(dB),或响度级,(,phon,),。,声级计一般由,传声器、放大器、衰减器、计权网络、检波器、指示表头和电源等组成,。它以干电池为电源，体积较小，现场测量方便。,5.6,汽车噪声的检测,图,10-3 AWA5610C,型精密积分声级计,图,10-4 AWA5661,型精密脉冲声级计,图,10-5 ND2,型便携式精密声级计,（一）声级计结构和工作原理,1,）传声器,它是把声压信号转变为电压信号的装置，也称为话筒，是声级计的传感器。传声器安装在声级计的前端。常见的传声器有电容式、动圈式和压电式。,电容式传声器是声学测量中比较理想的传声器，具有动态范围大、频率响应平直、灵敏度高和在一般测量环境中稳定性好等优点，得到广泛应用。,1.,声级计组成,5.6,汽车噪声的检测,2,）放大器和衰减器,一般声级计的放大线路中都采用两级放大器，即输入放大器和输出放大器，其作用是将微弱的电信号放大。输入衰减器和输出衰减器是用来改变输入信号的衰减量和输出信号的衰减量，以便使表头指针指在适当的位置，其每一档的衰减量为,10dB,。输入放大器使用的衰减器调节范围为测量低端,(,如,0,70dB),，输出放大器使用的衰减器调节范围为测量高端,(,如,70,120dB),。输入和输出两个衰减器的刻度盘常做成不同颜色，目前以黑色与透明配对为多。,5.6,汽车噪声的检测,3,）,A,计权网络,计权网络是指模拟人耳对不同强度和频率声音的反应而设计的电子滤波线路。它能够模拟人耳的听觉特性，将声压的电信号修正为听觉近似值。通过计权网络测得的声压级就是经过人耳听觉修正后的声压级。计权网络一般有,A,、,B,、,C,三种。,A,计权声级是模拟人耳对,55dB,以下低强度噪声的频率特性。,B,计权声级是模拟,55,85dB,的中等强度噪声的频率特性。,C,计权声级是模拟高强度噪声的频率特性。,三者的主要差别是对噪声低频成分的衰减程度，,A,衰减最多，,B,次之，,C,最少。,A,计权声级由于其特性曲线接近于入耳的听感特性，因此是目前世界上噪声测量中应用最广泛的一种，,B,、,C,已逐渐不用。从声级计上得出的噪声级读数，必须注明测量条件，如单位为,dB,，且使用的是,A,计权网络，则应记为,dB(A,),。,5.6,汽车噪声的检测,4,）检波器和指示表头,为了使经过放大的信号通过表头显示出来，声级计还需要有检波器，以便把迅速变化的电压信号转变成变化较慢的直流电压信号。这个直流电压的大小要正比于输入信号的大小。,指示表头是一只电表，只要对其刻度进行一定的标定，就可从表头上直读出噪声级的,dB,值。声级计表头阻尼一般都有“快”和“慢”两个档。“快”档的平均时间为,0.27s,，很接近于人耳听觉器官的生理平均时间；“慢”档的平均时间为,1.05s,。当对稳态噪声进行测量或需要记录声级变化过程时，使用“快”档比较合适；在被测噪声的波动比较大时，使用“慢”档比较合适。,5.6,汽车噪声的检测,2.,声级计工作原理,声级计检测时，噪声通过传声器转换成电压信号，并由前置放大器变换阻抗，使其与输入衰减器匹配，然后信号经输入放大器送入计权网络处理，再经输出衰减器及放大器将信号放大到一定的幅度，最后经有效值检波器进入指示仪表，从表头得到相应的声级读数。,利用声级计检测噪声时，应根据被测噪声的性质和特点选择声级计的“快”挡或“慢”挡。声级计一般都有“快”和“慢”两挡，其中“快”挡平均时间为,0.27s,，比较接近人耳听觉的生理平均时间；“慢”挡平均时间为,1.05s,。,5.6,汽车噪声的检测,当对稳态噪声进行测量或需要记录声级变化过程时，使用“快”挡较为合适；当被测噪声的波动比较大时，使用“慢”挡比较合适。,利用声级计检测噪声时，还可通过如图,10-7,所示的声级计,A,、,B,、,C,计权网络频率响应特性，根据声级计,A,、,B,、,C,三挡对同一声源测量所得的读数，大致地估计出所测噪声的频谱特性。,若,L,A,L,B,L,C,，则表明噪声中的高频成分较突出；,若,L,B,L,C,L,A,，则表明中频成分略强；,若,L,C,L,B,L,A,，则表明噪声呈低频特性。,5.6,汽车噪声的检测,3.,频率分析仪,汽车噪声是由大量的不同频率的声音复合而成的，为了分析产生噪声的原因，需对噪声进行频谱分析。,所谓频谱分析就是应用数学原理（傅立叶变换），将原来由时间域表征的动态参数转换为由频率域表征。实现这一转换的最基本装置是滤波器，利用滤波器将待分析的噪声信号所包含的不同频率的分量分离出来，由记录器记录测量结果。,图,10-8,HM5510,频率分析仪,5.6,汽车噪声的检测,（二）汽车噪声的检测方法,根据营运车辆的实际情况，主要检验和控制汽车定置噪声、客车车内噪声、驾驶员耳旁噪声及喇叭声级。,5.6,汽车噪声的检测,1.,车外噪声检测方法,1,）汽车定置噪声的测量,汽车定置噪声是指车辆不行驶，发动机处于空载运行状态时的噪声。汽车定置噪声测量按,GB,T14365,1993,声学机动车辆定置噪声测量方法,的规定进行。,（,1,）测量的基本条件。,测量仪器应采用精密声级计。,测量场地应为开阔的、由混凝土、沥青等坚硬材料构筑的平坦地面，其边缘距车辆外廓至少,3m,。除测量人员和驾驶员外，测量现场不得有影响测量的其他人员。,背景噪声应比所测车辆噪声至少低,10dB,（,A,）。背景噪声是指测量对象噪声不存在时，周围环境的噪声。,测量时，变速器应挂空挡，拉紧驻车制动器，离合器接合。,5.6,汽车噪声的检测,图,10-11,汽车定置,排气噪声测量,场地及传声器位置,5.6,汽车噪声的检测,图,10-12,排气噪声测量（传声器朝向排气口）,5.6,汽车噪声的检测,图,10-13,汽车,定置发动机噪声,测量场地和传声器位量,1-,前置发动机；,2-,中置发动机；,3-,后置发动机；,-,传声器位置,5.6,汽车噪声的检测,2,）汽车加速行驶噪声的测量,汽车加速行驶噪声的测量按,GB 1496,2002,汽车加速行驶车外噪声限值及测量方法,的规定进行。,图,10-14,车外加速行驶噪声测量场地示意图,5.6,汽车噪声的检测,2.,车内噪声检测方法,车内噪声的测量可按,GB,T18697,2002,声学,汽车车内噪声的测量方法,的规定执行。,乘客处与驾驶员处噪声检测,。,图,10-15,车内噪声测点位置,5.6,汽车噪声的检测,为了使汽车喇叭起到警示功能，喇叭声不能过低；但为了减少喇叭噪声对城市环境的影响，喇叭声级又不能过高。因此应适当控制汽车喇叭声级。,测量汽车喇叭声级时，应将声级计置于距汽车前,2m,、离地高,1.2m,处，其话筒朝向汽车，轴线与汽车纵轴线平行。在这种情况下测得的喇叭声级应在,90dB(A),115dB(A),的范围内。,3.,汽车喇叭声级检测方法,5.6,汽车噪声的检测,四、汽车噪声检测标准,（,1,）汽车加速行驶噪声标准,汽车加速行驶时，车外最大噪声应根据,GB 1496,2002,汽车加速行驶车外噪声限值及测量方法,的规定，不超过表,5-15,所示的限值。,5.6,汽车噪声的检测,汽车定置噪声检测标准限值见表,车辆类型,汽车出厂日期,燃料种类,1998,年,1,月,1,日以前,1998,年,1,月,1,日以后,轿车,汽油,87,85,微型客车、货车,汽油,90,88,轻型客车、货车,越野车,汽油,94,92,97,95,柴油,100,98,汽油,97,95,中型客车、货车,大型客车,柴油,103,101,N,147 kW,101,99,重型货车,N147 kW,105,103,注：,N,一汽车发动机额定功率,n,r,发动机额定转速,（,2,）汽车定置噪声标准,我国在用车辆处于定置工况下的噪声应根据,GB 16170,1996,汽车定置噪声限值,的规定，不超过表所示的限值。,5.6,汽车噪声的检测,（,3,）客车车内噪声标准,GB 7258,2004,机动车运行安全技术条件,规定，客车以,50 km,h,的速度匀速行驶时，客车车内噪声声级应不大于,79dB,（,A,）。,（,4,）驾驶员耳旁噪声标准,GB 7258,2004,机动车运行安全技术条件,规定，汽车驾驶员耳旁噪声声级应不大于,90 dB,（,A,）。,5.6,汽车噪声的检测,（,5,）汽车喇叭检测标准,从防止噪声对环境污染的角度出发，汽车喇叭噪声越低越好。然而从保证行车安全的角度出发，汽车的喇叭必须有一定的响度。为此，,GB 7258,2004,机动车运行安全技术条件,对汽车喇叭作出如下要求。,（,1,）具有连续发声功能，其工作应可靠。,（,2,）在距车前,2m,，离地高,1.2m,处测量时，喇叭声级的数值应为,90,115dB,（,A,）。,5.6,汽车噪声的检测,(1)燃烧噪声控制汽油机可以采取消除爆燃和表面点火的方法降低燃烧噪声。,(2)发动机机械噪声控制可采用活塞销孔偏置和采取减小活塞冷态配缸间隙的方法降低活塞敲击噪声；提高齿轮的加工、安装精度，改变齿轮的技术参数和采用良好的机油以及采用传动带替代齿啮合都可良好地降低齿啮合噪声。,(3)风扇噪声控制可采用叶片的不等间隔布置，缩小风扇叶尖和风罩之间的间隙，风扇面积和散热器面积应相互协调，采用弯曲叶尖叶片，用塑料风扇代替钢板风扇，并应使用风扇自动离合器等方式降低噪声。,五、汽车噪声控制措施,5.6,汽车噪声的检测,(4)进气噪声控制采用光滑的进气管道，提高加工制造工艺，缩短管道长度，避免管长等于1/4波长奇数倍的频率。,(5)排气噪声控制安装排气消声器。,(6)发动机液体动力噪声控制将汽油机的电动燃油泵安装在油箱内；对于柴油机高压油管，要防共振和驻波两种现象。,(7)齿轮噪声控制设计中增加齿轮重合度、增加齿宽、增加模数，提高齿轮的加工、安装精度，加强润滑。,(8)轴承噪声控制提高轴承的精度，合理设计安装预紧力，良好的润滑，维护防止灰尘、杂质等进入轴承。,5.6,汽车噪声的检测,(9)传动轴噪声控制采用无缝钢管材料、提高轴管加工质量、进行动平衡检查、用等速万向节代替不等速万向节，保持各润滑点的润滑。,(10)轮胎噪声控制在同种花纹条件下，采用窄轮胎结构，合适的花纹高度；采用子午线轮胎，降低汽车总质量，磨损的轮胎要及时翻新和更换。,(11)车身噪声控制可使用加强肋提高板件强度，也可加装阻尼带或粘贴减振材料。,5.6,汽车噪声的检测,本次课程结束,谢谢大家！,5.6,汽车噪声的检测,