（高清版）GBT 41161-2022 往復(fù)式內(nèi)燃機(jī) 燃燒噪聲測量方法

往復(fù)式內(nèi)燃機(jī)燃燒噪聲測量方法Reciprocatinginternalcombustionengines—Measurementmethodfor2022-03-09發(fā)布2022-10-01實(shí)施國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會GB/T41161—2022 I 12規(guī)范性引用文件 3術(shù)語和定義 4測量環(huán)境 44.1聲學(xué)環(huán)境 44.2氣象狀況 45測量儀器 45.1通則 45.2檢定 45.3使用 46工作條件 46.1總則 46.2安裝條件 46.3運(yùn)轉(zhuǎn)工況 57測量 57.1總則 57.2缸壓傳感器布置 57.3曲軸轉(zhuǎn)角零位確定 57.4缸壓測試 58計(jì)算 58.1總則 58.2燃燒噪聲計(jì)算 69記錄內(nèi)容 810報(bào)告 8附錄A(規(guī)范性)從頻帶燃燒噪聲級計(jì)算A計(jì)權(quán)和Z計(jì)權(quán)燃燒噪聲級 9表A.11/3倍頻帶中心頻率處j和A;值 9表A.2倍頻帶中心頻率處j和A;值 I本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。本文件由中國機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會提出。本文件由全國內(nèi)燃機(jī)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(SAC/TC177)歸口。請注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)不承擔(dān)識別專利的責(zé)任。本文件起草單位：上海內(nèi)燃機(jī)研究所有限責(zé)任公司、上汽大通汽車有限公司、上海汽車集團(tuán)股份有限公司商用車技術(shù)中心、上海機(jī)動(dòng)車檢測認(rèn)證技術(shù)研究中心有限公司、天津內(nèi)燃機(jī)研究所(天津摩托車技術(shù)中心)、上海汽車集團(tuán)股份有限公司、泛亞汽車技術(shù)中心有限公司、同濟(jì)大學(xué)、上海柴油機(jī)股份有限公司。1GB/T41161—2022往復(fù)式內(nèi)燃機(jī)燃燒噪聲測量方法1范圍本文件規(guī)定了測量往復(fù)式內(nèi)燃機(jī)氣缸壓力以計(jì)算燃燒噪聲的方法。本文件適用于GB/T21404定義的往復(fù)式內(nèi)燃機(jī)(以下除特別說明外，簡稱“發(fā)動(dòng)機(jī)”)。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。GB/T1859.1往復(fù)式內(nèi)燃機(jī)聲壓法聲功率級的測定第1部分：工程法GB/T1859.3往復(fù)式內(nèi)燃機(jī)聲壓法聲功率級的測定第3部分：半消聲室精密法GB/T1883.1往復(fù)式內(nèi)燃機(jī)詞匯第1部分：發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)和運(yùn)行術(shù)語GB/T3241—2010電聲學(xué)倍頻程和分?jǐn)?shù)倍頻程濾波器GB/T3785.1—2010電聲學(xué)聲級計(jì)第1部分：規(guī)范GB/T3785.3—2018電聲學(xué)聲級計(jì)第3部分：周期試驗(yàn)GB/T6072.1往復(fù)式內(nèi)燃機(jī)性能第1部分：功率、燃料消耗和機(jī)油消耗的標(biāo)定及試驗(yàn)方法通用發(fā)動(dòng)機(jī)的附加要求GB/T6072.3往復(fù)式內(nèi)燃機(jī)性能第3部分：試驗(yàn)測量GB/T21404內(nèi)燃機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)功率的確定和測量方法一般要求3術(shù)語和定義GB/T1883.1、GB/T3785.1—2010、GB/T21404界定的以及下列術(shù)語和定義適用于本文件。氣缸壓力cylinderpressurepc發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸內(nèi)工質(zhì)的壓力。注：單位為帕(Pa)。氣缸壓力級cylinderpressurelevel氣缸壓力p。的平方與基準(zhǔn)氣缸壓力p。的平方之比的以10為底的對數(shù)乘以10。式中：p?！?dú)飧讐毫?，單位為?Pa);……………2GB/T41161—2022p?——基準(zhǔn)氣缸壓力，為2×10-?帕(Pa)。注2:單位為分貝(dB)。氣缸壓力升高率cylinderpressurechangeratep.(q)單位曲軸轉(zhuǎn)角下的氣缸壓力變化量。注1:氣缸壓力升高率p.(φ)可由公式(2)計(jì)算：式中：pe(q)——曲軸轉(zhuǎn)角φ時(shí)的氣缸壓力，單位為帕(Pa)。注2:單位為帕每度[Pa/(°)]。氣缸壓力升高率級cylinderpressurechangeratelevel氣缸壓力升高率p。的平方與基準(zhǔn)氣缸壓力升高率p。平方比的以10為底的對數(shù)乘以10。注1:氣缸壓力升高率級L;可由公式(3)計(jì)算：式中：pe——?dú)飧讐毫ι呗?，單位為帕每度[Pa/(°)];p?——基準(zhǔn)氣缸壓力升高率，為10-?帕每度[Pa/(°)]。注2:單位為分貝(dB)。氣缸力cylinderforceF。氣缸內(nèi)壁受到工質(zhì)的作用力。氣缸力級cylinderforcelevelLr.…………氣缸力F。的平方與基準(zhǔn)氣缸力F。的平方之比的以10為底的對數(shù)乘以10。注1:氣缸力級L,可由公式(4)計(jì)算：…………(4)F?——基準(zhǔn)氣缸力，為10-7牛(N)。注2:單位為分貝(dB)。氣缸力升高率cylinderforcechangerate單位曲軸轉(zhuǎn)角的氣缸力變化量。3GB/T41161—2022式中：F(φ)——曲軸轉(zhuǎn)角φ時(shí)的氣缸力，單位為牛(N)。氣缸力升高率級cylinderforcechangeratelevelLi。氣缸力升高率F。的平方與基準(zhǔn)氣缸力升高率F。的平方之比的以10為底的對數(shù)乘以10。注2:單位為分貝(dB)。燃燒噪聲參數(shù)combustionnoiseparameterX3.10燃燒噪聲級combustionnoiselevelLx3.11測量時(shí)間間隔measurementtimeintervalT用于確定時(shí)間平均燃燒噪聲級，被測對象一個(gè)或多個(gè)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)期或運(yùn)轉(zhuǎn)周期。注：單位為秒(s)。Lx,r燃燒噪聲參數(shù)X的平方，在測量的時(shí)間間隔T內(nèi)(從t?到t?)積分值平均后與各參數(shù)的基準(zhǔn)值X。的平方之比的以10為底的對數(shù)乘以10。注1:時(shí)間平均燃燒噪聲級Lx.可由公式(7)計(jì)算：X——燃燒噪聲參數(shù)；4注2:因?yàn)闀r(shí)間平均燃燒噪聲級必然在某一測量時(shí)間間隔內(nèi)測定，所以通常省略下標(biāo)“T”,簡稱燃燒噪聲級。注3:時(shí)間平均燃燒噪聲級經(jīng)常是A計(jì)權(quán)，在這種情況下由Lxa.r表示，縮寫為Lxa。4測量環(huán)境如需測量空氣噪聲，聲學(xué)環(huán)境應(yīng)滿足GB/T1859.1或GB/T1859.3的要求。4.2氣象狀況如需測量空氣噪聲，氣象狀況應(yīng)滿足以下要求：大氣壓：(1±10%)×101.325kPa;相對濕度：(60±20)%。5測量儀器包括缸壓傳感器、編碼器、電纜在內(nèi)的測量系統(tǒng)應(yīng)滿足GB/T3785.1—2010規(guī)定的1級儀器的要求，頻譜分析用濾波器應(yīng)至少滿足GB/T3241—2010規(guī)定的1級儀器的要求。如果測量系統(tǒng)不能完全滿足GB/T3785.1—2010的要求，那么該測量系統(tǒng)測得的量應(yīng)滿足GB/T3785.3—2018規(guī)定的1級要求，即該測量系統(tǒng)應(yīng)是滿足GB/T3785.1—2010規(guī)定的1級儀器要求的等效測量系統(tǒng)。應(yīng)定期對缸壓傳感器進(jìn)行檢定，其中缸壓傳感器靈敏度系數(shù)最大偏差應(yīng)小于或等于5%,線性度系數(shù)的最大偏差應(yīng)小于或等于0.3%FS(FS為滿量程)。除非國家法規(guī)另有規(guī)定，測量系統(tǒng)、濾波器和缸壓傳感器的檢定周期為1年。應(yīng)使用滿足要求的測量系統(tǒng)測量時(shí)間平均燃燒噪聲級。時(shí)間平均燃燒噪聲級的測量時(shí)間間隔應(yīng)至少4s,最好8s或更長。測量儀器的采樣率應(yīng)大于或等于25600Hz。測量儀器的角度采樣周期應(yīng)小于或等于0.25°。6工作條件發(fā)動(dòng)機(jī)的安裝和工作條件對被測對象的工作狀態(tài)產(chǎn)生影響，本文件給出了臺架試驗(yàn)時(shí)最大限度地減小引起發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒變化的安裝條件和運(yùn)轉(zhuǎn)工況。6.2安裝條件臺架試驗(yàn)時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)安裝在彈性基座上并與測功設(shè)備彈性聯(lián)接。56.3運(yùn)轉(zhuǎn)工況臺架試驗(yàn)時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)按GB/T6072.1規(guī)定的ISO標(biāo)準(zhǔn)功率及相應(yīng)轉(zhuǎn)速穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，并要求發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)油溫度、冷卻物質(zhì)溫度穩(wěn)定。如需要，也可在怠速工況、升/降速工況或其他工況下進(jìn)行燃燒噪聲測量，并在報(bào)告中說明。發(fā)動(dòng)機(jī)功率及相應(yīng)轉(zhuǎn)速的測量應(yīng)按GB/T6072.3規(guī)定進(jìn)行。7測量7.1總則燃燒噪聲級(Z計(jì)權(quán)、A計(jì)權(quán)或頻帶)的表征參數(shù)有：氣缸壓力級、氣缸壓力升高率級、氣缸力級和氣缸力升高率級等，能提供發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒噪聲較全面的評價(jià)，可用于驗(yàn)收試驗(yàn)，還可用于制定工程措施。測得的量為被測發(fā)動(dòng)機(jī)任一氣缸工作時(shí)刻的氣缸壓力及其曲軸轉(zhuǎn)角。測試頻率包括中心頻率為31.5Hz～8000Hz的倍頻程(25Hz～10000Hz的1/3倍頻程)所覆蓋的頻率范圍。7.2缸壓傳感器布置將缸壓傳感器布置在燃燒室頂面，盡量使傳感器頭部端面與燃燒室壁面齊平。7.3曲軸轉(zhuǎn)角零位確定7.3.1直接測量法可以在氣缸布置紅外位移傳感器，直接測量活塞上表面和傳感器位置的相對位移來得到上止點(diǎn)的位置；也可以從曲軸轉(zhuǎn)速傳感器信號直接獲取。7.3.2倒拖法利用電機(jī)倒拖發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸旋轉(zhuǎn)工作，氣缸不點(diǎn)火工作。此時(shí)缸壓的最大時(shí)刻可以近似認(rèn)為是上止點(diǎn)的位置，同時(shí)考慮熱力學(xué)因素，實(shí)際的上止點(diǎn)位置的偏移量△φ一般在最大缸壓之前的0.7°。也就是說，基準(zhǔn)信號與上止點(diǎn)位置的角度9,等于基準(zhǔn)信號與倒拖最大缸壓位置的角度9,和偏移量△φ的通常情況下，偏移量△φ對燃燒噪聲的影響小于0.5dB,可以忽略不計(jì)。7.4缸壓測試使用缸壓傳感器，測量發(fā)動(dòng)機(jī)每一時(shí)刻的氣缸壓力(時(shí)域測量法)或每一角度的氣缸壓力(角度域測量法),得到缸壓的時(shí)域信號p。(t)或角度域信號p.(φ)。推薦采用角度域測量法。在測量缸壓的同時(shí)，用編碼器測得發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸的轉(zhuǎn)速脈沖信號，其中包含用作計(jì)算零位的基準(zhǔn)脈沖信號和計(jì)算曲軸轉(zhuǎn)角與時(shí)間對應(yīng)關(guān)系的多脈沖信號。8計(jì)算8.1總則本章給出了氣缸壓力級L,、氣缸壓力升高率級L;。、氣缸力級Lr、氣缸力升高率級L;、平均燃6GB/T41161—20228.2燃燒噪聲計(jì)算8.2.1曲軸轉(zhuǎn)角φ和時(shí)刻t的關(guān)系曲軸轉(zhuǎn)角φ和時(shí)刻t的關(guān)系用以時(shí)間域和角度域的參數(shù)相互轉(zhuǎn)換。任一氣缸零位確定后，該氣缸曲軸轉(zhuǎn)角φ和時(shí)刻t的關(guān)系可以確定，φ的單位為度(°),t的單位為秒(s),曲軸轉(zhuǎn)角φ和時(shí)刻t的關(guān)系見公式(8):o=6nt……(8)8.2.2任一工作周期的燃燒噪聲的計(jì)算………………(9)pe(q)——曲軸轉(zhuǎn)角為φ時(shí)的氣缸壓力，單位為帕(Pa);p?——基準(zhǔn)氣缸壓力，為2×10-?帕(Pa)。8.2.2.2氣缸壓力升高率級L;(φ)氣缸壓力升高率級L;(q),單位為分貝(dB),按公式(10)計(jì)算：pi——基準(zhǔn)氣缸壓力升高率，為10-5帕每度[Pa/()]。氣缸力級包括端面氣缸力級LFiop(φ)和側(cè)面氣缸力級LFs(φ)。端面氣缸力F(φ),單位為牛(N),按公式(11)計(jì)算：Fp(φ)=p.(φ)×2Stop氣缸端面面積S,按公式(12)計(jì)算：端面氣缸力級LF(φ),單位為分貝(dB),按公式(13)計(jì)算：7GB/T41161—2022側(cè)面氣缸力Fd(φ),單位為牛(N),按公Ssae=πD(cr+l+r-rcosq-√l2-r2sin2φ)×10- (15)氣缸力級升高率級包括端面氣缸力升高率級L;p(φ)和側(cè)面氣缸力升高率級Lisid(q)?！?17)………(18)………………8.2.3多個(gè)工作周期的平均燃燒噪聲 (21)式中：8GB/T41161—20228.2.4合成燃燒噪聲如需要，可計(jì)算所有氣缸的合成燃燒噪聲級，即發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒噪聲級Lxz(φ),單位為分貝(dB)。應(yīng)先將各個(gè)氣缸的曲軸零位按發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際發(fā)火順序作相位調(diào)整，再按公式(22)計(jì)算：…………Lx(φ)—-曲軸轉(zhuǎn)角為φ;時(shí)第k個(gè)氣缸的燃燒噪聲級，單位為分貝(dB);Z——?dú)飧卓倲?shù)目。8.2.5時(shí)域和頻域燃燒噪聲8.2.5.1時(shí)域燃燒噪聲將計(jì)算得到的角度域燃燒噪聲級Lx(φ)通過公式(8)轉(zhuǎn)化成時(shí)域燃燒噪聲級Lx(t)。8.2.5.2頻域燃燒噪聲將燃燒噪聲進(jìn)行時(shí)頻變換，得到頻帶燃燒噪聲級Lx;(A計(jì)權(quán)和Z計(jì)權(quán))及燃燒噪聲級Lx(A計(jì)權(quán)和Z計(jì)權(quán))。A計(jì)權(quán)和Z計(jì)權(quán)的計(jì)算按附錄A進(jìn)行。9記錄內(nèi)容下列內(nèi)容如適用，應(yīng)收集并記錄以按本文件要求進(jìn)行測量。a)發(fā)動(dòng)機(jī)：2)所用燃油類型及其辛烷值或十六烷值；3)柴油機(jī)噴油定時(shí)(靜態(tài)和動(dòng)態(tài))或汽油機(jī)點(diǎn)火定時(shí)(靜態(tài)和動(dòng)態(tài));4)基座特性及發(fā)動(dòng)機(jī)與其聯(lián)接方式(彈性或剛性);5)發(fā)動(dòng)機(jī)與測功設(shè)備的聯(lián)接方式(彈性或剛性);6)測試時(shí)的發(fā)動(dòng)機(jī)功率及相應(yīng)轉(zhuǎn)速。b)測量儀器的描述，包括名稱、型號、出廠編號和制造商等。c)缸壓數(shù)據(jù)。d)測量日期、測量地點(diǎn)和測量人員。10報(bào)告報(bào)告按第8章記錄測量所需的數(shù)據(jù)，僅提供燃燒噪聲級(A計(jì)權(quán)和Z計(jì)權(quán)或頻帶)測定結(jié)果。報(bào)告應(yīng)聲明測量完全符合本文件的規(guī)定。報(bào)告還應(yīng)涵蓋本文件中要求的報(bào)告說明。報(bào)告中的燃燒噪聲級(A計(jì)權(quán)和Z計(jì)權(quán)或頻帶)測定結(jié)果精確到0.1dB。9GB/T41161—2022(規(guī)范性)從頻帶燃燒噪聲級計(jì)算A計(jì)權(quán)和Z計(jì)權(quán)燃燒噪聲級A.1A計(jì)權(quán)燃燒噪聲級A計(jì)權(quán)燃燒噪聲級LxA,單位為分貝(dB),按公式(A.1)計(jì)算：…………(A.1)式中：Lx,