車輛通過噪聲法規 | 使用室內車輛通過噪聲測量進行認證


# 為避免城市環境中過多的交通噪聲,必須進行通過噪聲測量,以滿足嚴格的車輛噪聲認證規定。自2018年12月29日起,已允許使用室內車輛通過噪聲測量對汽車、公共汽車和卡車的生產進行認證,確認其符合要求。


暴露于過多的交通噪聲,已成為城市環境中市民的主要健康問題,并可能導致頭痛、睡眠障礙、壓力、高血壓和心臟病風險增加等影響。因此, 噪聲源 (車輛)和 傳輸路徑 (例如,噪聲屏障)都需要采取相應對策。

為控制車輛噪聲排放,車輛制造商必須 按照規定測量通過噪聲 ,以確保其車輛噪聲排放在規定的范圍內。 對于乘用車、卡車和公共汽車的制造商,R51(M類和N類)是制造商必須遵守的法規,而摩托車制造商必須遵守R41(車輛類別 L3 )的規定。盡管計算上存在一些差異,但這兩種規定非常相似。

車輛型式認證測試 通常在室外測試軌道上進行,這稱為 現場通過(FPB)測試 。對于這兩個法規,車輛需要沿著軌道的中心(參考)線行駛,經過距離中心線7.5m的兩側的傳聲器。報告中需要提供噪聲最大的位置。執行一系列勻速(CRS)和全開油門(WOT)加速測試,并將結果合并為一個值 Lurban ,該值必須在法規規定的限制范圍內。除了認證之外,汽車制造商還必須按照規定,在固定時間間隔內執行生產一致性CoP,以便汽車制造商繼續銷售汽車。

車輛通過噪聲法規 | 使用室內車輛通過噪聲測量進行認證的圖1


R41和R51法規還包括附加噪聲排放規定ASEP)程序。此程序使用類似的測量方法,但使用更廣泛的駕駛條件,以確保車輛的噪聲與Lurban方法不會有太大差異。某些車輛類型必須遵守這些要求,并且需要由制造商進行自我認證。

ASEP目前正在對R51和R41進行新的修訂,預計很快就會實施。


根據R51-03的室內通過測試


為確保車輛通過最終認證,摩托車和汽車在車輛開發過程中需要在半消聲室的底盤測功機上進行測試。在這種受控環境中, 測量不受不同天氣條件和背景噪聲的影響 ,并且可以全年進行。此外,靜止車輛可以更輕松地在車輛周圍添加儀器或聲音控制措施以進行根本原因調查。

在開發過程中,許多制造商將室內車輛通過噪聲測量與 源路徑貢獻(SPC) 分析相結合,以確定設計更改的區域并創建優化策略以減少噪聲源排放和路徑。一些制造商還應用 噪聲源識別技術 ,例如基于傳聲器陣列的測量解決方案,使用波束成形和全息方法來定位從車輛輻射的噪聲源。

車輛通過噪聲法規 | 使用室內車輛通過噪聲測量進行認證的圖2


自2018年12月29日起,R51-03修正案4中描述的M類和N類車輛(轎車、公共汽車和卡車)的認證和CoP引入了 室內車輛通過噪聲測量 。這些程序基于ISO362-3:2016標準,描述了如何執行室內通過測試。

雖然現在允許室內通過測試用于M類和N類車輛的認證,但型式認證機構仍可以要求進行室外測試以進行驗證。強制執行室外測試的選項適用于R51-03中指定的測試,包括CoP測試。此外,R41尚不允許對 L3 摩托車的認證和CoP進行室內通過測試。

為確保用于認證和CoP的室內通過測試與室外測量具有可比性,測試報告中必須記錄以下內容:
  1. 驗證設施 ,例如,自由場傳播、測功機和空氣處理、背景噪聲水平、測功機動態性能、軟件。
  2. 適用于室內測試的程序 ,例如測功機和軟件設置、加載和約束、空氣處理和車輛溫度管理。
  3. 用于計算測功機載荷系數的滑行和輪胎聲級數據,以及用于確定最終報告結果的 輪胎聲級數據
  4. 對制造商產品的代表性選擇的測試結果,以證明室內測試在可接受的精度內提供與室外測試 相當的結果

 


根據R51-03的測試設備

測試儀器

R51-03修正案4還要求 測試設備符合以下要求
  1. 測試儀器必須具有與戶外測量設備 相同或更好的精度
  2. 室內解決方案使用多通道數采和不同的處理技術,應該能夠提供與 1級聲級計 相當的結果。

 

測試室和傳聲器陣列

試驗室 必須滿足以下要求:
  1. ISO26101用于 自由場驗證 ,如ISO362-3標準中所述。
  2. 室內聲傳播可與室外聲傳播是 相近 的。所有測量設施,無論是室內還是室外,都有類似的偏差。可以使用長度不足以覆蓋整個測試區的測試室,包括額外的20m用于評估松開油門后的噪聲,但前提是謹慎評估最大聲壓級以避免丟失峰值(ISO362-3:2016年,附件E)。可通過圍繞車輛后部彎曲部分的傳聲器陣列來補償測試長度的不足。傳聲器的高度是變化的,以允許外推到所需的1.2m高度,直至距BB'線+20m的距離。 

傳聲器陣列:
  1. 傳聲器陣列應放置在 距中心線7.5m的位置 ,即使它可以在較短的距離下提供類似的結果,7.5m的距離也是強制性的。
  2. 可以使用 單側 和雙側傳聲器陣列 進行測試。

車輛通過噪聲法規 | 使用室內車輛通過噪聲測量進行認證的圖3

 

軟件和傳聲器陣列

室內車輛通過噪聲 測試軟件 應該能夠:
  1. 組合來自陣列中 每個傳聲器的時間數據 ,以模擬經過車輛的傳聲器的虛擬掃描。這將模擬經過單個傳聲器的車輛,并評估作為軌道位置函數的總值聲壓級。
  2. 模擬與室外通過噪聲測量 等效 的位置。

 

輪胎/路面噪聲和相關修正

由于測功機鼓發出的輪胎噪聲不是很真實,因此無法與室外測量中的輪胎/路面噪聲相提并論。所有用于認證和CoP的室內測試都需要使用稱為 輪胎/路面噪聲變量A 的輪胎/路面噪聲的特定方法。只有變量A可用于認證和CoP,并在ISO362-3:2016附錄B中進行了描述。

這種方法結合了室內測試(針對動力系統噪聲)和室外測試(針對輪胎/路面噪聲),不需要在每次測試車輛時都重復進行輪胎/路面噪聲測量。多個輪胎的數據可以存儲在數據庫中,數據庫中的匹配數據集可用于進一步測試。

為了更大限度地減少室內設施中的輪胎/轉轂噪聲,建議在轉轂上使用盡量少的從動軸,并且輪胎最好是光滑的或低噪聲的。可以在輪胎周圍設置噪聲屏障或其他掩蔽方法,以進一步減少測量過程中來自轉轂的輪胎噪聲對動力總成噪聲的噪聲污染。

如果剩余的輪胎噪聲比被測車輛產生的最大A計權聲壓級低10dB以下,則通過從室內測量中減去能量來校正結果。為了盡量減少這種影響,再次建議 使用光滑的輪胎 ,并且可以引入 輪胎的掩蔽 ,前提是它不會消除任何與動力系統相關的噪聲。根據ISO-362:2016B6,即使在轉轂上使用光面輪胎時,也必須執行并記錄此評估。

輪胎/路面噪聲的評估 包括兩個程序:
  1. 自由滾動噪聲 的評估。
  2. 評估輪胎/路面噪聲 ,包括扭矩影響,應使用簡化的扭矩影響方法從自由滾動噪聲中得出。

ISO362-3:2016附錄B中更詳細地描述了評估輪胎/路面噪聲、自由滾動噪聲和扭矩影響的所有條件。

 

車輛總體噪聲

此計算針對ISO362-3.2016第10.2.4段中所述的每個單次運行進行。 車輛必須符合室外通過噪聲法規51-03附件3中所述的相同操作條件、WOT和CRS測量,并遵守與室外通過噪聲測試相同的 Lurban 噪聲限制。

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