汽車噪聲檢測

1、第八節(jié)汽車噪聲的檢測噪聲作為一種嚴(yán)重的公害已日益引起人們的關(guān)注，目前世界各國已紛紛制定出控制噪聲的標(biāo)準(zhǔn)。噪聲的一般定義是：頻率和聲強(qiáng)雜亂無章的聲音組合，造成對(duì)人和環(huán)境的影響。更人性化的描述是，人們不喜歡的聲音就是噪聲。隨著汽車向快速和大功率方面的發(fā)展，汽車噪聲已成為一些大城市的主要噪聲源。汽車噪聲主要包括：發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)械噪聲、燃燒噪聲、進(jìn)排氣噪聲和風(fēng)扇噪聲；底盤的機(jī)械噪聲、制動(dòng)噪聲和輪胎噪聲，車廂振動(dòng)噪聲，貨物撞擊噪聲，喇叭噪聲和轉(zhuǎn)向、倒車時(shí)的蜂鳴聲等噪聲。由丁車輛噪聲具有游走性，影響范圍大，干擾時(shí)間長，因而危害比較大。一、噪聲的評(píng)價(jià)指標(biāo)1. 噪聲的聲壓和聲壓級(jí)噪聲的主要物理參數(shù)有聲壓與聲壓級(jí)、

2、聲強(qiáng)與聲強(qiáng)級(jí)和聲功率與聲功率級(jí)。其中聲壓與聲壓級(jí)是表示聲音強(qiáng)弱的最基本的參數(shù)。聲壓是指由丁聲波的存在引起在彈性介質(zhì)中壓力的變化值。聲音的強(qiáng)弱取決丁聲壓，聲壓越大聽到的聲音越強(qiáng)。人耳可以聽到的聲壓范圍是2X10-5（聽閾聲壓）20Pa（癰閾聲壓），相差100萬倍，因此用聲壓的絕對(duì)值表示聲音的強(qiáng)弱會(huì)感到很不方便，所以人們常用聲壓級(jí)來表示聲音的強(qiáng)弱。聲壓級(jí)是指某點(diǎn)的聲壓P與基準(zhǔn)聲壓（聽閾聲壓）P0的比值取常用對(duì)數(shù)再乘（以，頃號(hào)）以20的值口，單位為分貝（dB）。可聞聲聲壓級(jí)范圍為0120dB。2. 噪聲的頻譜人耳對(duì)聲音的感覺不僅與聲壓有關(guān)，而且還與聲音的頻率有關(guān)。人耳可聞聲音的頻率范圍為202000

3、0H乙一般的聲源，并不是僅發(fā)出單一頻率的聲音，而是發(fā)出具有很多頻率成分的復(fù)雜聲音。聲音聽起來之所以會(huì)有很大的差別，就是因?yàn)樗鼈兊慕M成成分不同造成的。因此，為全面了解一個(gè)聲源的特性，僅知道它在某一頻率下的聲壓級(jí)和聲功率級(jí)是不夠的，還必須知道它的各種頻率成分和相應(yīng)的聲音強(qiáng)度，這就是頻譜分析。噪聲的頻譜也是噪聲的評(píng)價(jià)指標(biāo)之一。以聲音頻率（Hz）為橫坐標(biāo)、以聲音強(qiáng)度（如聲壓級(jí)dB）為縱坐標(biāo)繪制的噪聲測量圖形，稱為頻譜圖。人耳可聞聲音的頻率有1000多倍的變化范圍，在實(shí)際頻譜分析中不可能逐個(gè)頻率分析噪聲。在聲音測量中，讓噪聲通過濾波器把可聞聲音的頻率范圍分割成若干個(gè)小的頻段，稱為頻程或頻帶。頻帶的上限頻

4、率打（或稱上截止頻率）與下限頻率（或稱下截止頻率）具有X/A三r的關(guān)系，頻帶的中心頻率/m-T/T7T，當(dāng)招三1時(shí)稱為倍頻程或倍頻帶。可聞聲音頻率范圍用10段倍頻程表示，如表4-10所示。表4-10倍頻程中心頻率及頻率范圍（Hz）中心頻率63125250500頻率范圍2245459090180180355355710中心頻率100020004000800016000頻率范圍710140014002800280056005600112001120022400如果需要更詳細(xì)地分析噪聲，可采用1/3倍頻程，即可以把每個(gè)倍頻程分成3份（川=1/3）。3. 噪聲級(jí)聲壓級(jí)相同的聲音，但由丁頻率不同，聽起來

5、并不一樣響，相反，不同頻率的聲音，雖然聲壓級(jí)也不同，但有時(shí)聽起來卻一樣響，因此，用聲壓級(jí)測定的聲音強(qiáng)弱與人們的生理感覺往往不一樣。因而，對(duì)噪聲的評(píng)價(jià)常采用與人耳生理感覺相適應(yīng)的指標(biāo)。為了模擬人耳在不同頻率有不同的靈敏性，在聲級(jí)計(jì)內(nèi)設(shè)有一種能夠模擬人耳的聽覺特性，把電信號(hào)修正為與聽覺近似值的網(wǎng)絡(luò)，這種網(wǎng)絡(luò)稱作計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)。通過計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)測得的聲壓級(jí)，已不再是客觀物理量的聲壓級(jí)，而是經(jīng)過聽感修正的聲壓級(jí)，稱作計(jì)權(quán)聲級(jí)或噪聲級(jí)。國際電工委員會(huì)（IEC）對(duì)聲學(xué)儀器規(guī)定了A、B、C等幾種國際標(biāo)準(zhǔn)頻率計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)，它們是參考國際標(biāo)準(zhǔn)等響曲線而設(shè)計(jì)的。由丁A計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)的特性曲線接近人耳的聽感特性，故目前普遍采用A計(jì)權(quán)網(wǎng)

6、絡(luò)對(duì)噪聲進(jìn)行測量和評(píng)價(jià)，記作dB（A）0二、汽車噪聲的標(biāo)準(zhǔn)及檢測（一）汽車噪聲檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)GB7258-1997機(jī)動(dòng)車運(yùn)行安全技術(shù)條件對(duì)客車車內(nèi)噪聲級(jí)、汽車駕駛員耳旁噪聲級(jí)和機(jī)動(dòng)車?yán)嚷暭?jí)作了規(guī)定，GB149O79機(jī)動(dòng)車輛允許噪聲和GB1496-79機(jī)動(dòng)車噪聲測量方法對(duì)車外最大噪聲級(jí)及其測量方法作了規(guī)定。車外最大允許噪聲級(jí)汽車加速行駛時(shí)，車外最大允許噪聲級(jí)應(yīng)符合表4-11的規(guī)定。表中所歹0各類機(jī)動(dòng)車輛的變型車或改裝車(消防車除外)的加速行駛車外最大允許噪聲級(jí)，應(yīng)符合其基本型車輛的噪聲規(guī)定。(1) 車內(nèi)最大允許噪聲級(jí)客車車內(nèi)最大允許噪聲級(jí)不大丁82dB。(2) 汽車駕駛員耳旁噪聲級(jí)耳旁噪聲級(jí)應(yīng)不大丁

7、90dB。(3) 機(jī)動(dòng)車?yán)嚷暭?jí)喇叭聲級(jí)在距車前2m離地高1.2m處測量時(shí)，其值應(yīng)為90115dB(二) 聲級(jí)計(jì)的結(jié)構(gòu)與工作原理在汽車噪聲的測量方法中，國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定使用的儀器是聲級(jí)計(jì)。聲級(jí)計(jì)是一種能把噪聲以近似丁人耳聽覺特性測定其噪聲級(jí)的儀器。可以用來檢測機(jī)動(dòng)車的行駛噪聲、排氣噪聲和喇叭聲音響度級(jí)。根據(jù)測量精度不同聲級(jí)計(jì)可分為精密聲級(jí)計(jì)和普通聲級(jí)計(jì)兩類，根據(jù)所用電源不同可分為交流式聲級(jí)計(jì)和直流式聲級(jí)計(jì)兩類。后者也可以稱為便攜式聲級(jí)計(jì)，具有體積小、重量輕和現(xiàn)場使用方便等特點(diǎn)。表4-11車外最大允許噪聲級(jí)車輛類型車外最大允許噪聲級(jí)dB(A)1985年1月1日以前生產(chǎn)的汽車1985年1月1日起生產(chǎn)的

8、汽車9289載貨汽8tv載質(zhì)量v載質(zhì)量9086車8t載質(zhì)量8984輕型越野車8984公共汽4t載質(zhì)量11t載質(zhì)8986車量v4t8883轎車8482聲級(jí)計(jì)一般由傳聲器、放大器、衰減器、計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)、檢波器、指示表頭和電源等組成。其工作原理是：被測的聲波通過傳聲器被轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，根據(jù)信號(hào)大小選擇衰減器或放大,放大后的信號(hào)送入計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)作處理,最后經(jīng)過檢波并在以dB標(biāo)度的表頭上指示出噪聲數(shù)值。圖4-23為我國生產(chǎn)的ND州精密聲級(jí)計(jì)。圖4-23ND2型精密聲級(jí)計(jì)(1) 傳聲器傳聲器是將聲波的壓力轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)的裝置，也稱話筒，是聲級(jí)計(jì)的傳感器。常見的傳聲器有動(dòng)圈式和電容式等多種形式。動(dòng)圈式傳聲器由振動(dòng)膜

9、片、可動(dòng)線圈、永久磁鐵和變壓器等組成。振動(dòng)膜片受到聲波壓力作用產(chǎn)生振動(dòng)，它帶動(dòng)著和它裝在一起的可動(dòng)線圈在磁場內(nèi)振動(dòng)而產(chǎn)生感應(yīng)電流。該電流根據(jù)振動(dòng)膜片受到聲波壓力的大小而變化。聲壓越大，產(chǎn)生的電流就越大。電容式傳聲器由金屆膜片和金屆電極構(gòu)成平板電容的兩個(gè)極板，當(dāng)膜片受到聲壓作用發(fā)生變形，使兩個(gè)極板之間的距離發(fā)生變化，電容量也發(fā)生變化，從而實(shí)現(xiàn)了將聲壓轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的作用。電容式傳聲器具有動(dòng)態(tài)范圍大、頻率響應(yīng)平直、靈敏度高和穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)，因而應(yīng)用廣泛。放大器和衰減器在放大線路中都采用兩級(jí)放大器，即輸入放大器和輸出放大器,其作用是將微弱的電信號(hào)放大。輸入衰減器和輸出衰減器是用來改變輸入信號(hào)的衰減量和

10、輸出信號(hào)衰減量的，以便使表頭指針指在適當(dāng)?shù)奈恢蒙?。衰減器每一檔的衰減量為10dB。計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)一般有A、8C三種。A計(jì)權(quán)聲級(jí)模擬人耳對(duì)55dB以下低強(qiáng)度噪聲的頻率特性，B計(jì)權(quán)聲級(jí)模擬5585dB的中等強(qiáng)度噪聲的頻率特性，C計(jì)權(quán)聲級(jí)模擬高強(qiáng)度噪聲的頻率特性。三者的主要差別是對(duì)噪聲低頻成分的衰減程度不同，A衰減最多，B次之，C衰減量最少。A計(jì)權(quán)聲級(jí)由于其特性曲線接近于人耳的聽感特性，因此目前應(yīng)用最廣泛，B、C計(jì)權(quán)聲級(jí)已逐漸不被采用。檢波器和指示表頭為了使經(jīng)過放大的信號(hào)通過表頭顯示出來，聲級(jí)計(jì)還需要有檢波器,以便把迅速變化的電壓信號(hào)轉(zhuǎn)變成變化較慢的直流電壓信號(hào)。這個(gè)直流電壓的大小要正比于輸入信號(hào)

11、的大小。根據(jù)測量的需要,檢波器有峰值檢波器、平均值檢波器和均方根值檢波器之分。峰值檢波器能給出一定時(shí)間間隔中的最大值,平均值檢波器能在一定時(shí)間間隔中測量其絕對(duì)平均值。多數(shù)的噪聲測量中均采用均方根值檢波器。均方根值檢波器能對(duì)交流信號(hào)進(jìn)行平方、平均和開方，得出電壓的均方根值，最后將均方根電壓信號(hào)輸送到指示表頭。指示表頭是一只電表，只要對(duì)其刻度進(jìn)行標(biāo)定，就可從表頭上直接讀出噪聲級(jí)的dB值。聲級(jí)計(jì)表頭阻尼一般都有“快”和“慢”兩個(gè)檔。“快”檔的平均時(shí)間為，很接近于人耳聽覺器官的生理平均時(shí)間?！奥睓n的平均時(shí)間為。當(dāng)對(duì)穩(wěn)態(tài)噪聲進(jìn)行測量或需要記錄聲級(jí)變化過程時(shí)，使用“快”檔比較合適；在被測噪聲的波動(dòng)比較大

12、時(shí)，使用“慢”檔比較合適。聲級(jí)計(jì)面板上一般還備有一些插孔，這些插孔如果與便攜式倍頻帶濾波器相連，可組成小型現(xiàn)場使用的簡易頻譜分析系統(tǒng)；如果與錄音機(jī)組合，則可把現(xiàn)場噪聲錄制在磁帶上儲(chǔ)存下來，待以后再進(jìn)行更詳細(xì)的研究；如果與示波器組合，則可觀察到聲壓變化的波形，并可存儲(chǔ)波形或用照相機(jī)把波形攝制下來；還可以把分析儀、記錄儀等儀器與聲級(jí)計(jì)組合、配套使用,這要根據(jù)測試條件和測試要求而定。(三) 汽車噪聲的測量方法國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定汽車噪聲使用的測量儀器有精密聲級(jí)計(jì)或普通聲級(jí)計(jì)和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速表，聲級(jí)計(jì)誤差不超過土2dB,并要求在測量前后，按規(guī)定進(jìn)行校準(zhǔn)。1. 聲級(jí)計(jì)的檢查與校準(zhǔn)在未接通電源時(shí)，先檢查并調(diào)整儀表指針

13、的機(jī)械零點(diǎn)?？捎昧泓c(diǎn)調(diào)整螺釘使指針與零點(diǎn)重合。(1) 檢查電池容量。把聲級(jí)計(jì)功能開關(guān)對(duì)準(zhǔn)“電池”，此時(shí)電表指針應(yīng)達(dá)到額定紅線，否則讀數(shù)不準(zhǔn)，應(yīng)更換電池。(2) 打開電源開關(guān)，預(yù)熱儀器10min。(3) 校準(zhǔn)儀器。每次測量前或使用一段時(shí)間后，應(yīng)對(duì)儀器的電路和傳聲器進(jìn)行校準(zhǔn)。根據(jù)聲級(jí)計(jì)上配有的電路校準(zhǔn)“參考”位置，校驗(yàn)放大器的工作是否正常。如不正常，應(yīng)用微調(diào)電位計(jì)進(jìn)行調(diào)節(jié)。電路校準(zhǔn)后，再用已知靈敏度的標(biāo)準(zhǔn)傳聲器對(duì)聲級(jí)計(jì)上的傳聲器進(jìn)行對(duì)比校準(zhǔn)。常用的標(biāo)準(zhǔn)傳聲器有聲級(jí)校準(zhǔn)器和活塞式發(fā)聲器，它們的內(nèi)部都有一個(gè)可發(fā)出恒定頻率、恒定聲級(jí)的機(jī)械裝置，因而很容易對(duì)比出被檢傳聲器的靈敏度。聲級(jí)校準(zhǔn)器產(chǎn)生的聲壓級(jí)為

14、94dB,頻率為1000H乙活塞式發(fā)聲器產(chǎn)生的聲壓級(jí)為124dB,頻率為250H乙(4) 將聲級(jí)計(jì)的功能開關(guān)對(duì)準(zhǔn)“線性”、“快”檔。由于室內(nèi)的環(huán)境噪聲一股為4060dB,聲級(jí)計(jì)上應(yīng)有相應(yīng)的示值。當(dāng)變換衰減器刻度盤的檔位時(shí)，表頭示值應(yīng)相應(yīng)變化10dB左右。檢查計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)。按上述步驟，將“線性”位置依次轉(zhuǎn)換為“C'、“B”、“A”。由于室內(nèi)環(huán)境噪聲多為低頻成分，故經(jīng)三檔計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)后的噪聲級(jí)示值將低于線性值，而且應(yīng)依次遞減。檢查“快”、“慢”檔。將衰減器刻度盤調(diào)到高分貝值處(例如90dB),通過操作人員發(fā)聲，來觀察“快”檔時(shí)的指針能否跟上發(fā)音速度，“慢”檔時(shí)的指針擺動(dòng)是否明顯遲緩。(5) 在投入

15、使用時(shí)，若不知道被測噪聲級(jí)多大，必須把衰減器刻度盤預(yù)先放在最大衰減位置(即120dB),然后在實(shí)測中再逐步旋至被測聲級(jí)所需要的衰減檔。2. 車外噪聲測量方法(1) 測量條件 測量場地應(yīng)平坦而空曠，在測試中心以25m為半徑的范圍內(nèi)，不應(yīng)有大的反射物，如建筑物、圍墻等。 測試場地跑道應(yīng)有20m以上平直、干燥的瀝宵路面或混凝土路面。路面坡度不超過 本底噪聲(包括風(fēng)噪聲)應(yīng)比所測車輛噪聲至少低10dB。并保證測量不被偶然的其他聲源所干擾。本底噪聲是指測量對(duì)象噪聲不存在時(shí)，周圍環(huán)境的噪聲。 為避免風(fēng)噪聲干擾，可采用防風(fēng)罩，但應(yīng)注意防風(fēng)罩對(duì)聲級(jí)計(jì)靈敏度的影響。 聲級(jí)計(jì)附近除測量者外，不應(yīng)有其他人員，如不可

16、缺少時(shí)，則必須在測量有目后。 被測車輛不載重，測量時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)處丁正常使用溫度，車輛帶有其他輔助設(shè)備亦是噪聲源，測量時(shí)是否開動(dòng)，應(yīng)按正常使用情況而定。(2) 測量場地及測點(diǎn)位置如圖4-24所示為汽車噪聲的測量場地及測量位置，測試傳聲器位丁20m跑道中心點(diǎn)。兩側(cè)，各距中線7.5m，距地面高度1.2m,用三角架固定，傳聲器平行丁路面，其軸線垂直丁車輛行駛方向。向XC10-CA_g_J1IDrnA*圖4-24車外噪聲測量場地及測量位置(3) 加速行駛車外噪聲測量方法車輛須按規(guī)定條件穩(wěn)定地到達(dá)始端線，前進(jìn)檔位為4檔以上的車輛用第3檔，前進(jìn)檔位為4檔或4檔以下的用第2檔，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為其標(biāo)定轉(zhuǎn)速的3/4。如

17、果此時(shí)車速超過了50kEh,那么車輛應(yīng)以50knZh的車速穩(wěn)定地到達(dá)始端線。對(duì)丁自動(dòng)變速器的車輛，使用在試驗(yàn)區(qū)間加速最快的檔位。輔助變速裝置不應(yīng)使用。在無轉(zhuǎn)速表時(shí)，可以控制車速進(jìn)入測量區(qū)，即以所定檔位相當(dāng)丁3/4標(biāo)定轉(zhuǎn)速的車速穩(wěn)定的到達(dá)始端線。 從車輛前端到達(dá)始端線開始，立即將加速踏板踏到底或節(jié)氣門全開，直線加速行駛，當(dāng)車輛后端到達(dá)終端線時(shí)，立即停止加速。車輛后端不包括拖車以及和拖車連接的部分。本測量要求被測車在后半?yún)^(qū)域發(fā)動(dòng)機(jī)達(dá)到標(biāo)定轉(zhuǎn)速，如果車速達(dá)不到這個(gè)要求，可延長ocse離為15m如仍達(dá)不到這個(gè)要求，車輛使用檔位要降低一檔。如果車輛在后半?yún)^(qū)域超過標(biāo)定轉(zhuǎn)速，可適當(dāng)降低到達(dá)始端線的轉(zhuǎn)速。 聲

18、級(jí)計(jì)用“A”計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)、“快”檔進(jìn)行測量，讀取車輛駛過時(shí)的聲級(jí)計(jì)表頭最大讀數(shù)。 同樣的測量往返進(jìn)行1次。車輛同側(cè)兩次測量結(jié)果之差，應(yīng)不大于2dB,并把測量結(jié)果記入規(guī)定的表格中。取每側(cè)2次聲級(jí)平均值中最大值作為檢測車的最大噪聲級(jí)。若只用1只聲級(jí)計(jì)測量，同樣的測量應(yīng)進(jìn)行4次，即每側(cè)測量2次。(4) 勻速行駛車外噪聲測量方法 車輛用常用檔位，加速踏板保持穩(wěn)定，以50knyh的車速勻速通過測量區(qū)域。 聲級(jí)計(jì)用“A”計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)、“快”檔進(jìn)行測量，讀取車輛駛過時(shí)聲級(jí)計(jì)表頭的最大讀數(shù)。 同樣的測量往返進(jìn)行1次，車輛同側(cè)兩次測量結(jié)果之差不應(yīng)大于2dB,并把測量結(jié)果記入規(guī)定的表格中。若只用1個(gè)聲級(jí)計(jì)測量，同樣的測量應(yīng)進(jìn)行4次，即每側(cè)測量2次。3. 車內(nèi)噪聲測量方法(1)測量條件。 測量跑道應(yīng)有足夠試驗(yàn)需要的長度，應(yīng)