汽車水泵噪聲振動測試方案例子

合肥XX汽車水泵噪聲測試系統(tǒng)

技術(shù)方案（刪減后公開稿）N0.TYH170405D-02用戶方：合肥XX汽車部件有限公司設(shè)計方：蘇州太陽花感知技術(shù)有限公司二o一七年四月六日合肥XX汽車水泵噪聲振動測試系統(tǒng)技術(shù)方案N0.TYH170405D-021、測試系統(tǒng)名稱：汽車水泵噪聲振動測試系統(tǒng)測試目的：半消聲室需要有足夠大的空間尺寸和足夠低的噪聲底限，汽車水泵測試臺架測試頭布置在半消聲室內(nèi)，依據(jù)GB/T17483、GB/T6882、GB/T6882、ISO3744等標準，測試水泵在指定的穩(wěn)定速度下的聲壓級、聲功率級和噪聲功率譜。振動測試在監(jiān)視水泵泵體振動、水泵和測試臺架部件的固有頻率試驗、尋找噪聲源位置或其他與振動有關(guān)試驗時使用。內(nèi)容：噪聲振動測試系統(tǒng)主要包含傳感器、動態(tài)信號采集器、噪聲振動分析軟件等組件。根據(jù)適用測試標準（主要是ISO3744），對半消聲室和水泵測試臺架的制造提出要求，提供噪聲振動測試的具體方案。在用戶指定的試驗間內(nèi)安裝、調(diào)試噪聲振動測試系統(tǒng)，合格后交付客戶使用。提供的服務包括：設(shè)計、制造、運輸、調(diào)整、安裝、發(fā)貨、試驗驗收、試運轉(zhuǎn)調(diào)整、交付和培訓。GB/TGB/TGB/TGB/T3947:199617483GB/TGB/TGB/TGB/T3947:199617483:19986881.1:20026881.3:2002用混響測試室法GB/T6882:2008GB/T3767:1996GB/T3768:1996GB/T8098:1999IEC61672-1:2002聲學名詞術(shù)語液壓泵空氣傳聲噪聲測定規(guī)范聲學聲壓法測定噪聲源聲功率級混響室精密法聲學聲壓法測定噪聲源聲功率級混響場中小型可移動聲源工程法第2部分：專聲學聲壓法測定噪聲源聲功率級消聲室和半消聲精密法聲學聲壓法測定噪聲源聲功率級反射面上方近似自由場的工程法聲學反射面上方采用包絡測量表面的簡易法泵的噪聲測量與評價方法電聲、聲級計、第1部分：技術(shù)要求水泵振動、噪聲測量規(guī)范Q/JQXXXX-2013江淮汽車股份有限公司乘用車普通動力轉(zhuǎn)向油泵試驗規(guī)范Q/SQR.04.272-2006奇瑞汽車有限公司企業(yè)標準ISO3740：2000Acoustics-Determinationofsoundpowerlevelsofnoisesources-GuidelinesfortheuseofbasicstandardsISO3744:2010Acoustics-Determinationofsoundpowerlevelsandsoundenergylevelsofnoisesourcesusingsoundpressure-EngineeringmethodsforanessentiallyfreefieldoverareflectingplaneISO3745:2003Acoustics-Determinationofsoundpowerlevelsofnoisesourcesusingsoundpressure-Precisionmethodsforanechoicandhemi-anechoicroomISO3747:2011Acoustics-Determinationofsoundpowerlevelsandsoundenergylevelsofnoisesourcesusingsoundpressure-Engineering/surveymethodsforuseinsituinareverberantenvironment其中，ISO3740是聲功率測試測試方法的綜述和總則，它把噪聲聲功率測量方法分為精密級、工程級和簡易級，并對測試場地提出具體分類和要求，不同的測試方法和測試環(huán)境對應ISO3744、ISO3745、ISO3747等國際標準?？蛻粢笤诎胂暿抑袦y試，客戶選用工程級方法，應用的主要就是止。3744標準，這個標準是我們最主要的依據(jù)。另外，測點高規(guī)定應用參考了GB/T8098:泵的軸線距反射面（地面）的高度為泵的中心高，當泵的中心高小于或等于1m時，測點高規(guī)定山。當泵的中心高大于1m時，測點高與中心高相同。試驗環(huán)境部分傳感器的布置參考ISO3745。IEC61672取消和替代IEC60651和IEC60804,我們對于噪聲聲級計和倍頻程第1頁共7頁

的分析參照這個標準。本文所用國標和ISO標準的對應關(guān)系：國標GB/T3767和國際標準ISO3744內(nèi)容和幾乎要求是一樣的,國標等價采用了ISO標準；國標GB/T6882和國際標準ISO3745內(nèi)容和要求是幾乎一樣，國標等價采用了ISO標準。半消聲室地面控制閥，流量計、壓力等測量，水箱進出水管半消聲室電機噪聲屏蔽罩匚P匚Y半消聲室地面控制閥，流量計、壓力等測量，水箱進出水管半消聲室電機噪聲屏蔽罩匚P匚Y圖1水泵測試系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu).基本技術(shù)方案試驗總體結(jié)構(gòu)根據(jù)《水泵振動、噪聲測量規(guī)范Q/JQXXXX-2013江淮汽車股份有限公司》，選用工程級（根據(jù)第2頁共7頁

止03740：2000標準規(guī)定產(chǎn)品噪聲聲功率測量分為精密級、工程級和簡易級）半消聲室試驗室。溫度要求：測試時的空氣溫度范圍是15℃-30c（因為具有不同噪聲產(chǎn)生機理的噪聲源，是為了保證偏差小于0.2dB）。濕度要求：在空氣溫度15℃-30℃,濕度的最大修正量近似為0.04dB,可以忽略不計。半消音室內(nèi)布置水泵運轉(zhuǎn)臺架、轉(zhuǎn)動裝置和進出水管路，室外有水泵的運轉(zhuǎn)控制設(shè)備、水箱等。水泵工作噪聲測試需要在一定的進出口壓力、流量、溫度、轉(zhuǎn)速下進行。測試時，水泵的安裝條件應與發(fā)動機應用環(huán)境保持一致。半消聲室具有一定高度的底架支座，距地面約50-100cm,傳動軸從半消聲地板面下穿過，通過皮帶輪驅(qū)動水泵，轉(zhuǎn)速可以通過控制臺設(shè)定。進出水管從地板穿出和測試臺架的測試管路相連，控制臺可以通過控制閥控制和測量壓力、流量等試驗參數(shù)。動力線和信號線均從半消聲室地板穿入，兩線從不同的地板孔穿出，要有隔離和接地措施。如果電機的噪聲較大，可以用消聲材料為電機做一下包覆，以免電機噪聲從板消聲室地板傳入。噪聲試驗臺架應包括水泵及其安裝夾具、滿足轉(zhuǎn)速需要的電機驅(qū)動系統(tǒng)及其安裝夾具、電機水泵連接機構(gòu)，以及能改變內(nèi)部壓力值以模擬不同系統(tǒng)壓力和水泵進出口壓力的冷卻液儲液箱、冷卻液加熱/制冷裝置、帶流量計和可變流量控制閥的管路系統(tǒng)等。設(shè)計隔聲罩以屏蔽電機、皮帶輪、聯(lián)軸器等傳動結(jié)構(gòu)噪聲；對電機夾具系統(tǒng)和水泵夾具系統(tǒng)分別進行減振、隔聲處理。傳感器位置根據(jù)《水泵振動、噪聲測量規(guī)范Q/JQXXXX-2013江淮汽車股份有限公司》，測試點高規(guī)定如下：泵的軸線距反射面（地面）的高度為泵的中心高，當泵的中心高小于或等于1m時，測點高規(guī)定山。當泵的中心高大于1m時，測點高與中心高相同（參考GB/T8098-1999）水泵噪聲測試傳聲器位置按GB3767（止03744）標準布置，采用標準的平行六面體測量表面。根據(jù)水泵噪聲試驗臺實際狀態(tài)，測量表面?zhèn)髀暺魑恢冒碐B3767（止03744）標準附錄中C7的所示布置?！端谜駝?、噪聲測量規(guī)范Q/JQXXXX-2013江淮汽車股份有限公司》認為在恒定轉(zhuǎn)速時，水泵的聲源為穩(wěn)定噪聲聲源，且輻射成對稱性，可以將C7測量表面?zhèn)髀暺鞑贾脺p少為4個，4個測點（P1、P2、P3、P4）布置如圖3.頂視圖側(cè)視圖頂視圖圖2水泵測試臺架噪聲測試點布置第3頁共7頁水泵噪聲的測定測試時，4個測點距水泵50cm,水泵到半消聲室墻壁的距離大于1.5m,水泵的安裝條件必須與應用于發(fā)動機時的狀態(tài)保持一致，皮帶張緊力和水管的連接保持與發(fā)動機上的狀態(tài)一致，皮帶張緊力和水管的連接保持與發(fā)動機上一致，水泵性能參數(shù)與設(shè)計點性能參數(shù)保持一致，其中流量偏差允許在設(shè)計點流量偏差士10%條件下確定，驅(qū)動電機轉(zhuǎn)速取發(fā)動機轉(zhuǎn)速。將穩(wěn)態(tài)下各位置測點的聲壓數(shù)據(jù)按照ISO3744標準進行數(shù)據(jù)處理，獲得水泵在各測試條件下的總聲壓級、測試表面的總功率級和聲功率譜。在試驗之前，先使泵充分運行，以便排除系統(tǒng)中的空氣。然后調(diào)至需要測試的工況，并使運行參數(shù)穩(wěn)定在士2%范圍內(nèi)(參考GB/T17483-1998).測試工況測試過程，以發(fā)動機的穩(wěn)定轉(zhuǎn)速分成不同工況。測定泵各轉(zhuǎn)速的噪聲值(采用TYH801軟件Overall總級值分析)，測量時間＞10S(參考GB/T17483-1998),讀取各轉(zhuǎn)速噪聲平均值(一般取5點求平均值)。選取轉(zhuǎn)速根據(jù)所匹配發(fā)動機轉(zhuǎn)速范圍及水泵與曲軸轉(zhuǎn)速比確定，一般選取的發(fā)動機轉(zhuǎn)速為 750RPM、1000RPM、2000RPM、3000、4000、5000、6000時對應的水泵轉(zhuǎn)速，出口壓力設(shè)定，發(fā)動機在相應轉(zhuǎn)速時，水泵的流量可控。在測試前，針對要測試的水泵，根據(jù)所匹配的發(fā)動機潤滑系統(tǒng)實驗值，或者設(shè)計值完成工況測試表。測試結(jié)果及處理噪聲測試采用4點法，測試系統(tǒng)接收的信頻范圍20-20kHz。信號分析參數(shù)為：采樣率大于等于44100Hz,FFT長度為大于等于16384,采用hanning窗，線性平均方式。數(shù)據(jù)處理時對信號做人計權(quán)及1/3倍頻程處理。試驗分析的背景噪聲和工作噪聲總聲壓級及聲功率根據(jù)ISO3744標準計算。發(fā)動機轉(zhuǎn)速(RPM)水泵與曲軸的傳動比水泵轉(zhuǎn)速(RPM)背景噪聲(dBA)泵工作噪聲(dBA)總聲功率級(dBA)正前方左側(cè)右側(cè)正上方實測值標準值75066100070200080300085400090500095額定轉(zhuǎn)速98表1水泵噪聲測試結(jié)果表測試評價方法：一臺合格水泵再各個工況運轉(zhuǎn)首先主觀上評價不可有異響，另外，需限制其在不同工作轉(zhuǎn)速下的最大可以接受噪聲。《水泵振動、噪聲測量規(guī)范Q/JQXXXX-2013江淮汽車股份有限公司》規(guī)定須低于汽車發(fā)動機在對應工況下要求噪聲等級或?qū)崪y噪聲等級3分貝以上，對于4點測試法，水泵噪聲技術(shù)要求包括對水泵在各測試條件下的1/3倍頻程聲功率要求、穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速下的總聲功率要求，其總聲功率不能超過每種穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速下要求的參考等級，穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速下的聲功率譜不能超過其對應狀態(tài)的聲功率譜參考等級。參考等級為所匹配發(fā)動機在穩(wěn)態(tài)過程中所要求的聲功率等級基礎(chǔ)上降低3dB.背景噪聲問題背景噪聲要求：在測量表面上所有側(cè)傳聲器位置和測試頻率范圍內(nèi)的每個頻帶，背景噪聲級應比被測聲源工作時的聲壓級至少低10dB。如果假定從這些頻帶相加得到的A計權(quán)背景噪聲級比從所有頻帶相加得到的A計權(quán)聲壓級低10dB或10dB以上，則A計權(quán)聲功率測定時，不需要所有頻率都滿足上述要求。第4頁共7頁背景噪聲的測定：根據(jù)《水泵振動、噪聲測量規(guī)范Q/JQXXXX-2013江淮汽車股份有限公司》，采用TYH801分析儀測定背景噪聲，定轉(zhuǎn)速：電機在給定轉(zhuǎn)速開啟時測試環(huán)境噪聲（不連接水泵），變轉(zhuǎn)速：電機從怠速至給定轉(zhuǎn)速時測試環(huán)境噪聲（不連接水泵），測出背景噪聲后，應進行修正，如果發(fā)現(xiàn)背景噪聲級太高，應該進一步檢查泵座，驅(qū)動裝置或液壓回路的噪聲開工之是否符合測試環(huán)境要求。各轉(zhuǎn)速下的背景噪聲應比水泵相應轉(zhuǎn)速下工作噪聲聲壓級至少低10dB（A計權(quán)），如果背景噪聲與被測聲源的聲壓級小于10dB而大于6dB,則可以通過修正系數(shù)來獲得可以接受的測試結(jié)果，修正值參考表1.測量方法被試泵運行時測得的聲壓級與背景噪聲聲壓級之差<6678910>10半消聲室測定法K11.31.31.00.80.60.40表2水泵背景噪聲修正值表振動噪聲分析儀聲壓信號的測量：根據(jù)《水泵振動、噪聲測量規(guī)范Q/JQXXXX-2013江淮汽車股份有限公司》布置麥克風位置，在泵的前、后、左、上各50cm處。采樣頻率64000Hz。每個泵測量時間16S。振動信號的測量：測量泵體振動的可以間接估計噪聲；測量振動的方法不容易受環(huán)境影響，比對試驗更加穩(wěn)定；另外測試振動的方法，容易區(qū)分問題發(fā)生的部位；如果僅僅是檢測泵是不是有噪聲問題，而不是實測其噪聲的功率級，測量泵體振動的是很好的思路。在測量噪聲的同時，我們將同時測量泵體和試驗臺的振動，最后有可能主要以振動信號的處理為主。泵體上工作齒輪區(qū)或出水口固定1個微型加速度傳感器，測量泵本身的振動；測試臺架上固迫個加速度傳感器，在傳動齒輪（或鏈條或皮帶）附近，監(jiān)視臺架的振動。錘擊試驗測試固有頻率：用于測試試驗臺部件和泵體的諧振頻率必須區(qū)別與泵噪聲的來源。水泵測試的中測試臺架往往產(chǎn)生振動，輻射出噪聲。設(shè)計測試臺架時，其主要部件的諧振頻率要求放置在水泵固有頻率和機油工作范圍的各個階次之外，通常向低頻段靠攏，低于200Hz，因此需要配備錘擊法諧振頻率測試儀器。如果利用現(xiàn)有測試臺架，需要避開臺架的固有頻率，需要對測量得到信號進行分析，需要進行信號處理。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)：采用太陽花感知技術(shù)有限公司的TYH801噪聲信號采集器，數(shù)字轉(zhuǎn)換精度（A/D）24-bit,數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換分辨度1/2八24,動態(tài)范圍100dB，最高采樣率128kHz。由于實行無二次儀表測量模式，最大程度提高了傳感器測量的準確性和實時性，數(shù)據(jù)通過USB接口傳送至工控機，可將程序安裝于測試臺工控機進行數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)管理和數(shù)據(jù)分析，同步顯示測量數(shù)據(jù)。4.振動噪聲分析儀詳細配置清單序號具體配置名稱規(guī)格/型號數(shù)量制造商名稱/國籍實現(xiàn)功能備注1噪聲信號采集卡TYH8018通道數(shù)據(jù)采集器：8通道高速模擬輸入。BNC接口。3輸入方式：AC和ICP。4采樣率：最高128kHz（每通道）。5A/D采樣位數(shù)：24位。6輸入范圍：+/-10V。7動態(tài)范圍：102dB。1蘇州太陽花感知技術(shù)有限公司噪聲信號采集第5頁共7頁

2噪聲分析軟件通用部分TYH800噪聲振動專業(yè)分析軟件1噪聲聲壓同步記錄，實時動態(tài)監(jiān)測、時域顯示2實時頻域分析和顯示、窗函數(shù)功能3實時時頻分析和顯示1/3倍頻程A、B、C、D、Z計權(quán)ISO3744聲功率級測量和計算1蘇州太陽花感知技術(shù)有限公司噪聲信號分析3固有頻率測試軟件TYH800固有頻率分析軟件1蘇州太陽花感知技術(shù)有限公司分析臺架部件和泵的固有頻率確定噪聲源，檢測臺架的動態(tài)性能是否可以。4傳聲器北京聲望電子整車測試專用傳聲器：直徑1/2’聲場類型自由場頻率響應10?20kHz靈敏度40mV/Pa(±2dB)動態(tài)范圍18~136dBA使用溫度范圍-40?100℃輸出接口BNC.4BSWAMPA231噪聲傳感器5麥克風電纜TYH-BNC-BNC-94太陽花感知技術(shù)有限公司6麥克風固定支架4聲功率測試7微型加速度傳感器PCB353B16一般用途微型加速度傳感器ICP供電；靈敏度：10mV/g頻率范圍0.7to20,000Hz重量：1.5克使用溫度：-54to+121°C同軸電纜接頭：5-44安裝：5-40螺栓2美國PCB353B16泵體振動測量8加速度傳感器專用線纜PCB003P10低噪聲同軸電纜10英尺長10-44接頭至UBNC接頭2美國PCB003P10表3振動噪聲測試儀配置表5.設(shè)備驗收(僅包含振動噪聲分析儀部分)整套設(shè)備在乙方現(xiàn)場調(diào)試后，由乙方人員演示技術(shù)協(xié)議書中規(guī)定的各項功能，然后進行的一組試驗項目?？己苏麄€系統(tǒng)工作的可靠性，及測量結(jié)果的重復性。要求考核期間無故障。如驗收不能通過，乙方必需在一周完成不符合性的整改。驗收標準：按雙方簽訂的合同及技術(shù)協(xié)議。第6頁共7頁驗收內(nèi)容（僅包含振動噪聲分析儀部分）設(shè)備的測量范圍和精度：設(shè)備分析最大分析頻率范圍2-50kHz,100dB動態(tài)范圍；測量聲壓級范圍20-136dB,精度±5%（20-20kHz）。振動測試范圍不小于±500m/s2精度±5%（5-10kHz）。聲壓級測試精度士1dB，聲功率測試精度±3dB。精度檢驗可以聯(lián)系第三方計量測試認證機構(gòu)現(xiàn)