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、制動噪聲和輪胎噪聲，車廂振動噪聲，貨物撞擊噪聲，喇叭噪聲和轉(zhuǎn)向、倒車時的蜂鳴聲等噪聲。 由于車輛噪聲具有游走性， 影響范圍大，干擾時間長，因而危害比較大。一、噪聲的評價指標(biāo)1噪聲的聲壓和聲壓級噪聲的主要物理參數(shù)有聲壓與聲

2、壓級、聲強(qiáng)與聲強(qiáng)級和聲功率與聲功率級。其中聲壓與聲壓級是表示聲音強(qiáng)弱的最基本的參數(shù)。聲壓是指由于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)弱取決于聲壓，聲壓越大聽到的聲音越強(qiáng)。人耳可以聽到的聲壓范圍是 210-5( 聽閾聲壓 ) 20Pa(痛閾聲壓 ) ，相差 100 萬倍，因此用聲壓的絕對值表示聲音的強(qiáng)弱會感到很不方便，所以人們常用聲壓級來表示聲音的強(qiáng)弱。聲壓級是指某點(diǎn)的聲壓P 與基準(zhǔn)聲壓 ( 聽閾聲壓 )P0 的比值取常用對數(shù)再乘以 20 的值，單位為分貝 (dB) 。可聞聲聲壓級范圍為0120dB。2噪聲的頻譜人耳對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

3、的頻率范圍為 2020000Hz。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，為全面了解一個聲源的特性， 僅知道它在某一頻率下的聲壓級和聲功率級是不夠的， 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價指標(biāo)之一。 以聲音頻率 (Hz) 為橫坐標(biāo)、以聲音強(qiáng)度 ( 如聲壓級 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

4、率范圍分割成若干個小的頻段，稱為頻程或頻帶。頻帶的上限頻率( 或稱上截止頻率 ) 與下限頻率( 或稱下截止頻率 ) 具有的關(guān)系，頻帶的中心頻率，當(dāng)時稱為倍頻程或倍頻帶?？陕劼曇纛l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31.563125250500頻率范圍2245459090180180 355 355 710中心頻率100020004000800016000頻率范圍710 1400 14002800 2800 56005600112001120022400如果需要更詳細(xì)地分析噪聲， 可采用 1/3 倍頻程，即可以把每個倍頻程分成

5、3 份 (1/3) 。3噪聲級聲壓級相同的聲音，但由于頻率不同，聽起來并不一樣響，相反，不同頻率的聲音，雖然聲壓級也不同，但有時聽起來卻一樣響，因此，用聲壓級測定的聲音強(qiáng)弱與人們的生理感覺往往不一樣。 因而，對噪聲的評價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， 在聲級計內(nèi)設(shè)有一種能夠模擬人耳的聽覺特性，把電信號修正為與聽覺近似值的網(wǎng)絡(luò)，這種網(wǎng)絡(luò)稱作計權(quán)網(wǎng)絡(luò)。通過計權(quán)網(wǎng)絡(luò)測得的聲壓級， 已不再是客觀物理量的聲壓級， 而是經(jīng)過聽感修正的聲壓級，稱作計權(quán)聲級或噪聲級。國際電工委員會 (IEC) 對聲學(xué)儀器規(guī)定了 A、B、C等幾種國際標(biāo)準(zhǔn)頻率計權(quán)網(wǎng)絡(luò)，它們是參考國際標(biāo)準(zhǔn)

6、等響曲線而設(shè)計的。 由于 A 計權(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 計權(quán)網(wǎng)絡(luò)對噪聲進(jìn)行測量和評價，記作 dB(A) 。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)動車運(yùn)行安全技術(shù)條件對客車車內(nèi)噪聲級、汽車駕駛員耳旁噪聲級和機(jī)動車?yán)嚷暭壸髁艘?guī)定，GB149579機(jī)動車輛允許噪聲和GB1496-79機(jī)動車噪聲測量方法對車外最大噪聲級及其測量方法作了規(guī)定。(1) 車外最大允許噪聲級汽車加速行駛時，車外最大允許噪聲級應(yīng)符合表4-11 的規(guī)定。表中所列各類機(jī)動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，應(yīng)符合其基本型車輛的噪

7、聲規(guī)定。(2) 車內(nèi)最大允許噪聲級客車車內(nèi)最大允許噪聲級不大于82dB。(3) 汽車駕駛員耳旁噪聲級耳旁噪聲級應(yīng)不大于90dB。(4) 機(jī)動車?yán)嚷暭壚嚷暭壴诰嘬嚽?2m、離地高 1.2m 處測量時，其值應(yīng)為 90 115dB。( 二) 聲級計的結(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計。聲級計是一種能把噪聲以近似于人耳聽覺特性測定其噪聲級的儀器。 可以用來檢測機(jī)動車的行駛噪聲、排氣噪聲和喇叭聲音響度級。根據(jù)測量精度不同聲級計可分為精密聲級計和普通聲級計兩類， 根據(jù)所用電源不同可分為交流式聲級計和直流式聲級計兩類。后者也可以稱為便攜式聲級計，具有體積小、重量輕和現(xiàn)場

8、使用方便等特點(diǎn)。表 4-11 車外最大允許噪聲級車外最大允許噪聲級 dB(A)車輛類型1985年 1月11985 年 1 月 1 日起生產(chǎn)的日以前生產(chǎn)的汽車汽車載貨汽8t 載質(zhì)量 15t3.5t9289載質(zhì)量 8t 載質(zhì)量9086車3.5t8984輕型越野車8984公共汽4t 載質(zhì)量 11t 載質(zhì)8986車量 4t8883轎車8482.聲級計一般由傳聲器、放大器、衰減器、計權(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，根據(jù)信號大小選擇衰減器或放大， 放大后的信號送入計權(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

9、我國生產(chǎn)的 ND2型精密聲級計。圖 4-23ND2型精密聲級計(1) 傳聲器傳聲器是將聲波的壓力轉(zhuǎn)換成電壓信號的裝置，也稱話筒，是聲級計的傳感器。常見的傳聲器有動圈式和電容式等多種形式。動圈式傳聲器由振動膜片、 可動線圈、 永久磁鐵和變壓器等組成。 振動膜片受到聲波壓力作用產(chǎn)生振動， 它帶動著和它裝在一起的可動線圈在磁場內(nèi)振動而產(chǎn)生感應(yīng)電流。 該電流根據(jù)振動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。電容式傳聲器由金屬膜片和金屬電極構(gòu)成平板電容的兩個極板， 當(dāng)膜片受到聲壓作用發(fā)生變形， 使兩個極板之間的距離發(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)換為電信號的作用。電容

10、式傳聲器具有動態(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。(2) 放大器和衰減器在放大線路中都采用兩級放大器，即輸入放大器和輸出放大器，其作用是將微弱的電信號放大。 輸入衰減器和輸出衰減器是用來改變輸.入信號的衰減量和輸出信號衰減量的，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。(3) 計權(quán)網(wǎng)絡(luò)計權(quán)網(wǎng)絡(luò)一般有 A、B、C 三種。 A 計權(quán)聲級模擬人耳對 55dB 以下低強(qiáng)度噪聲的頻率特性， B 計權(quán)聲級模擬 5585dB的中等強(qiáng)度噪聲的頻率特性，C 計權(quán)聲級模擬高強(qiáng)度噪聲的頻率特性。三者的主要差別是對噪聲低頻成分的衰減程度不同， A 衰減最多， B 次之

11、， C 衰減量最少。 A 計權(quán)聲級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計權(quán)聲級已逐漸不被采用。(4) 檢波器和指示表頭為了使經(jīng)過放大的信號通過表頭顯示出來，聲級計還需要有檢波器， 以便把迅速變化的電壓信號轉(zhuǎn)變成變化較慢的直流電壓信號。這個直流電壓的大小要正比于輸入信號的大小。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間間隔中的最大值，平均值檢波器能在一定時間間隔中測量其絕對平均值。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交流信號進(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輸送

12、到指示表頭。指示表頭是一只電表， 只要對其刻度進(jìn)行標(biāo)定， 就可從表頭上直接讀出噪聲級的 dB 值。聲級計表頭阻尼一般都有“快”和“慢”兩個檔。“快”檔的平均時間為0.27s ，很接近于人耳聽覺器官的生理平均時間?！奥睓n的平均時間為1.05s 。當(dāng)對穩(wěn)態(tài)噪聲進(jìn)行測量或需要記錄聲級變化過程時，使用“快”檔比較合適；在被測噪聲的波動比較大時，使用“慢”檔比較合適。聲級計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，

13、 并可存儲波形或用照相機(jī)把波形攝制下來； 還可以把分析儀、記錄儀等儀器與聲級計組合、 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計或普通聲級計和發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速表，聲級計誤差不超過2dB，并要求在測量前后，按規(guī)定進(jìn)行校準(zhǔn)。.1聲級計的檢查與校準(zhǔn)(1) 在未接通電源時，先檢查并調(diào)整儀表指針的機(jī)械零點(diǎn)?？捎昧泓c(diǎn)調(diào)整螺釘使指針與零點(diǎn)重合。(2) 檢查電池容量。把聲級計功能開關(guān)對準(zhǔn)“電池”，此時電表指針應(yīng)達(dá)到額定紅線，否則讀數(shù)不準(zhǔn)，應(yīng)更換電池。(3) 打開電源開關(guān)，預(yù)熱儀器 10min。(4) 校準(zhǔn)儀器。每次測量前或使用一段時間后，應(yīng)對

14、儀器的電路和傳聲器進(jìn)行校準(zhǔn)。根據(jù)聲級計上配有的電路校準(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)傳聲器對聲級計上的傳聲器進(jìn)行對比校準(zhǔn)。常用的標(biāo)準(zhǔn)傳聲器有聲級校準(zhǔn)器和活塞式發(fā)聲器， 它們的內(nèi)部都有一個可發(fā)出恒定頻率、恒定聲級的機(jī)械裝置， 因而很容易對比出被檢傳聲器的靈敏度。 聲級校準(zhǔn)器產(chǎn)生的聲壓級為 94dB，頻率為 1000Hz；活塞式發(fā)聲器產(chǎn)生的聲壓級為 124dB，頻率為 250Hz。(5) 將聲級計的功能開關(guān)對準(zhǔn)“線性”、“快”檔。由于室內(nèi)的環(huán)境噪聲一般為 4060dB，聲級計上應(yīng)有相應(yīng)的示值。當(dāng)變換衰減器刻度盤的檔位時，表

15、頭示值應(yīng)相應(yīng)變化10dB 左右。(6) 檢查計權(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)三檔計權(quán)網(wǎng)絡(luò)后的噪聲級示值將低于線性值，而且應(yīng)依次遞減。(7) 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”檔時的指針能否跟上發(fā)音速度，“慢”檔時的指針擺動是否明顯遲緩。(8) 在投入使用時，若不知道被測噪聲級多大，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

16、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、干燥的瀝青路面或混凝土路面。 路面坡度不超過 0.5%。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象噪聲不存在時， 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)罩對聲級計靈敏度的影響。聲級計附近除測量者外， 不應(yīng)有其他人員， 如不可缺少時， 則必須在測量者背后。被測車輛不載重， 測量時發(fā)動機(jī)應(yīng)處于正常使用溫度， 車輛帶有其他輔助設(shè)備亦是噪聲源，測量時是否開動，應(yīng)按正常使用情況而定。(2) 測量場

17、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，測試傳聲器位于20m跑道中心點(diǎn) O兩側(cè)，各距中線 7.5m，距地面高度 1.2m，用三角架固定，傳聲器平行于路面，其軸線垂直于車輛行駛方向。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)動機(jī)轉(zhuǎn)速為其標(biāo)定轉(zhuǎn)速的3/4 。如果此時車速超過了50kmh，那么車輛應(yīng)以 50km h 的車速穩(wěn)定地到達(dá)始端線。對于自動變速器的車輛， 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，

18、 可以控制車速進(jìn)入測量區(qū)， 即以所定檔位相當(dāng)于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， 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)動機(jī)達(dá)到標(biāo)定轉(zhuǎn)速，如果車速達(dá)不到這個要求，可延長 OC距離為 15m，如仍達(dá)不到這個要求，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。聲級計用“ A”計權(quán)網(wǎng)絡(luò)、“快”檔進(jìn)行測量，讀取車輛駛過時的聲級計表頭最大讀數(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

19、，并把測量結(jié)果記入規(guī)定的表格中。 取每側(cè) 2 次聲級平均值中最大值作為檢測車的最大噪聲級。若只用 1 只聲級計測量，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 50km h 的車速勻速通過測量區(qū)域。聲級計用“ A”計權(quán)網(wǎng)絡(luò)、“快”檔進(jìn)行測量，讀取車輛駛過時聲級計表頭的最大讀數(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 個聲級計測量，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)是平直