CN101762319A - 配重式轮胎/路面噪音检测拖车 - Google Patents
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Abstract
一种配重式轮胎/路面噪音检测拖车，包括：行走支撑拖车系统，该系统包括一车架及安装在车架下部的引导轮及支撑轮；标准测试轮及荷载系统，其安装于上述车架的引导轮与支撑轮之间，并与行走支撑拖车系统的车架相连，该标准测试轮及荷载系统包括配重支架及安装于配重支架下部的标准测试轮，上述标准测试轮设于一轮轴上，上述轮轴与轮轴拖架一端相连，轮轴拖架另一端与上述配重支架的一端相连；噪声测量与分析系统，其包括多个输入通道、多个输出通道和设置于上述标准测试轮及荷载系统中的多个传感器以及车载电源；噪声屏蔽与隔音系统，其包括隔声罩及荷载系统减震装置，上述隔声罩固定于上述车架上。
Description
技术领域
本发明涉及一种测试试验设备，适用于测试轮胎和路面作用的噪音，具体涉及一种配重式轮胎/路面噪音检测拖车。
背景技术
伴随着公路交通事业的快速发展，交通噪音环境污染日渐严重。汽车在行驶过程中产生的噪音主要来自于三个方面：轮胎与路面的摩擦噪音、汽车的机械噪音以及车辆外型的声障噪音。一般来讲，当汽车以超过50km/h的速度行驶时，轮胎/路面噪声将成为主要噪声源。目前国内路面噪音监测的方法主要采用ISO的路测法，也就是将声级计置于距测点7.5m远，1.5m高的位置，采用标准车按固定车速通过测点，从而测量出行车噪音。这种测量方法具有操作简便的特点，但同时也具有明显的不足：一是周围环境的背景噪音对检测结果影响较大，影响数据的准确性和可靠性；二是对于已通车路段的噪音检测难度较大。
目前国际上被广泛认可的轮胎/路面噪声测量方法有如下三种：转鼓法(LaboratoryDrum)、滑行法(Coast-By)和拖车法(Trailer)。轮胎/路面噪声是轮胎与路面相互作用产生的，与两者的性质都有密切的关系。转鼓法测试中，转鼓表面是弯曲的，在模拟道路性质方面存在困难；滑行法测量时受其他噪声的干扰较大，且只能在封闭的道路上进行测量，可主要用来测量摩擦噪声；拖车法与上述两种方法相比，能够有效克服以上不利因素，更为精确地反映轮胎-路面噪声的真实情况。我国现有的“路面与轮胎噪声测试仪”测试方法没有设置隔音和消音措施，因此受外界环境的影响较大，不适用于在不断交通的情况下对城市交通的噪音进行测试。
由于配置的设计增加了拖车的设计难度，国外现有的噪音检测拖车，主要是模拟轿车在高速行使下的轮胎/路面噪音，当前国外的拖车都没有设置配重调节系统。而汽车轮胎的载重直接影响到轮胎的接触面积，影响轮胎和路面的噪音，同时我国当前高速公路和城市道路上都有相当数量的载重汽车，载重汽车的行使噪音对城市交通的噪音影响显著，因此新开发的轮胎/路面噪音检测拖车专门设计了配重加载系统。
发明内容
本发明提供一种配重式轮胎/路面噪音检测拖车，其可以在不中断交通的情况，进行城市道路或公路的轮胎/路面噪音检测，同时可以通过配重调节，模拟在不同荷载作用下的轮胎/路面的噪音检测，操作安全、简便，而且检测数据稳定、可靠。
本发明解决上述技术问题的技术方案要点为：一种配重式轮胎/路面噪音检测拖车，包括：行走支撑拖车系统，该系统包括一车架及安装在车架下部的引导轮及支撑轮；标准测试轮及荷载系统，其安装于上述车架的引导轮与支撑轮之间，并与行走支撑拖车系统的车架相连，该标准测试轮及荷载系统包括配重支架及安装于配重支架下部的标准测试轮，上述标准测试轮设于一轮轴上，上述轮轴与轮轴拖架一端相连，轮轴拖架另一端与上述配重支架的一端相连；噪声测量与分析系统，其包括多个输入通道、多个输出通道和设置于上述标准测试轮及荷载系统中的多个传感器以及车载电源；噪声屏蔽与隔音系统，其包括隔声罩及荷载系统减震装置，上述隔声罩固定于上述车架上。
进一步地，上述配重支架连接有减震弹簧和固定阻尼系统，上述减震弹簧和固定阻尼系统分别与邻近轮轴两侧的轮轴拖架相连。
上述噪声测量与分析系统的传感器为多个声压传感器及转速传感器，上述多个声压传感器分别安装于上述测试轮的不同位置，上述各传感器分别与上述多个输入通道相连，多个通道中还有若干个通道为可扩展USB供电，可与电脑相连。
上述隔声罩外表面为钢板，内表面为尖劈，上述尖劈内侧设有穿孔板，上述穿孔板与钢板间设有玻璃纤维棉。上述隔声罩钢板厚度为0.5mm-1.5mm，上述玻璃纤维棉厚度为5cm-15cm，上述穿孔板的穿孔面积为20％-30％，厚度为1mm-2mm；上述隔声罩为一体化设计，接缝密封；拖车的金属部位涂刷有阻尼漆；该拖车所有的非测试轮胎为低噪音轮胎。
上述轮轴拖架通过一铰轴与配重支架相连，上述铰轴铰接于行走支撑拖车系统的车架上。优选地，上述轮轴为三段式，中间段设置标准测试轮，中间段轮轴通过测试轮安装法兰与其它两段轮轴相连，以便于更换测试轮。
另外，上述引导轮通过一可升降系统连接于上述车架的前部，上述升降系统为螺杆螺母机构，螺杆螺母机构上部设有可调节手柄。
进一步地，该拖车下部设有底盘，上述底盘为前低后高的弧线形。
本发明的有益效果为：
在非测量状态下，测试轮处于悬空状态不着地面，方便用于长距离运输。测量状态时测试轮着地面且有额定负荷压在测试轮上，可模拟正常行驶的车辆轮荷。同时本发明可根据测试的需要，可对荷载系统的载荷进行调节，从而可模拟不同载重情况下轮胎/路面作用噪声的检测。
通过测试轮安装法兰的设计可方便实现不同测试轮胎的更换。轮胎的尺寸可以有轿车轮胎和大型公交车轮胎。
配重系统通过减振弹簧与轮轴拖架相连，其他所有接触部位都通过增加弹性阻尼进行减噪处理，从而在运行中配重系统不会产生多余噪声，轮胎负荷组件也不会产生大的噪声。
通过噪声屏蔽与隔音系统的设计，通过安装隔声罩和对整个拖车的减噪处理，实现了两个目的：一是吸收测试轮与路面产生的噪声，不让此噪声在消声室产生混响，对测量造成误差；二是隔离其它一切噪声，不让其它声音进入室内，其它声音统称为误差噪声，它主要包括：牵引车的噪声；拖车的两个支撑轮的噪声；路上行驶的其它车辆产生的噪声；高速行驶中由于风(空气流动)产生的噪声。
附图说明
图1是本发明的整体示意图；
图2是本发明标准测试轮及荷载系统示意图；
图3是本发明隔声罩示意图。
具体实施方式
参照图1和图2，一种配重式轮胎/路面噪音检测拖车，包括：行走支撑拖车系统1、标准测试轮及荷载系统2、噪声屏蔽与隔音系统、噪声测量与分析系统。另外该拖车下部设有底盘，该底盘为前低后高的弧线形。
行走支撑拖车系统1包括一车架11及安装在车架下部的一个引导轮12及两个支撑轮13，上述引导轮12通过一可升降系统14连接于上述车架11的前部，上述升降系统14为螺杆螺母机构，螺杆螺母机构上部设有可调节手柄141。
本发明中，支撑轮13主要用于支撑整个测量装置在运输及测量过程中能平稳行驶。引导轮12可以在测试轮21不工作的情况下，与支撑轮13一起支撑整个拖车系统，在测试轮21工作时，引导轮12可以提起，由测试轮21和支撑轮13支撑整个拖车系统。支撑轮13选用噪音小的轮胎。在设计许可的情况下，测试轮21和支撑轮13的距离应尽量远，本设计中支撑轮13和测试轮21的距离为1.8m。
标准测试轮及荷载系统2安装于上述车架11的引导轮12与支撑轮13之间，包括配重支架22及安装于配重支架22下部的标准测试轮21，标准测试轮21安装于拖车的中心位置。标准测试轮21设于一轮轴24上，轮轴24与轮轴拖架27一端相连，轮轴拖架27另一端通过一铰轴28与配重支架22的一端相连，配重支架22的另一端设有配重块26，铰轴28铰接于行走支撑拖车系统1的车架11上。通过调节配重支架22端部配重块26的配重，实现测试轮21载重的调节，从而实现不同载重情况下轮胎/路面作用噪声的检测。轮轴24为三段式，中间段设置标准测试轮21，中间段轮轴通过测试轮安装法兰29与其它两段轮轴相连，以便于更换测试轮21。测试轮21的轮胎可以是轿车轮胎或大型公交车轮胎。
配重支架22连接有减震弹簧25和固定阻尼系统，该处固定阻尼系统为阻尼弹簧23。减震弹簧25和阻尼弹簧23分别与邻近轮轴24两侧的轮轴拖架27相连，其他所有接触部位都应通过增加弹性阻尼进行减噪处理。在运行中配重系统不会产生多余噪声，轮胎负荷组件也不会产生噪声。
噪声屏蔽与隔音系统包括隔声罩31及荷载系统减震装置，上述隔声罩31固定于上述车架11上。噪声屏蔽与隔音系统的设计有两个目的：一是吸收测试轮与路面产生的噪声，不能让此噪声在消声室产生混响，对测量造成误差；二是隔离其它一切噪声，不能让其它声音进入室内，其它声音统称为误差噪声，它主要包括：牵引车的噪声；拖车的两个支撑轮的噪声；路上行驶的其它车辆产生的噪声；高速行驶中由于风(空气流动)产生的噪声。该系统的设计主要通过安装隔声罩和对整个拖车的减噪处理实现。
整个拖车的减噪处理措施有：设计足够的拖车和牵引车距离，减少牵引车的噪音；对所有的非测试轮胎采用低噪音轮胎，减少行进过程中的噪声；整个隔声罩31采用一体化设计，对所有的接缝采取封闭处理，减少风噪产生。对配重系统增加固定阻尼设计，减少行进过程中的配重系统的可能噪声；对所有金属部位都刷上阻尼漆。
参照图3，隔声罩31固定安装在拖车架11上，隔声罩31上盖可掀开，用于安装测声系统及更换测试轮胎，安装隔声罩31的主要目的是将测试轮21罩住进行声的隔离。上述隔声罩31外表面为钢板311，内表面为尖劈312，上述尖劈312内侧设有穿孔板313，上述穿孔板313与钢板311间设有玻璃纤维棉314。隔声罩钢板311厚度为0.5mm-1.5mm，优选1mm；玻璃纤维棉314厚度为5cm-15cm，优选10cm；穿孔板313的穿孔面积为20％-30％，厚度为1mm-2mm，优选1.5mm。穿孔板313外面贴上尖劈312，尖劈312的贴法为拖车的后壁贴上小尖劈，拖车的其它部位贴上大尖劈，减少行进过程中，风在后壁产生的涡流，同时增强隔声系统的消声效果。隔声罩31为一体化设计，接缝密封；拖车的金属部位涂刷有阻尼漆；该拖车所有的非测试轮胎为低噪音轮胎。在为了进一步减少气流在拖车内部产生涡流，将拖车加上底盘，底盘设计的原则是按照风的流线型方向设计为前低后高的弧线形，减少车辆在行进过程中风流进入车的内壁，产生风噪声。
噪声测量与分析系统具有8个输入、输出通道，设置于上述标准测试轮及荷载系统2中的多个传感器为4个声压传感器和1个转速传感器，上述4个声压传感器分别安装于上述测试轮21的不同位置。声学参数的测试是通过安装在测试轮的四个位置的声压传感器进行测量。噪声分析通过的测试软件分析实现。上述8个通道4个接声压传感器，1个接转速传感器，2个通道可扩展USB供电，连接笔记本电脑，并配有车载电源。
拖车的工作原理是在非测量状态下，测试轮21处于悬空状态不着地面，此状态主要用于长距离运输。另外配有一简易吊车可以使测试轮处于悬空位置。测量状态时，测试轮21着地面且有额定负荷压在测试轮21上，此负荷主要是模拟正常行驶的车辆轮荷，同时根据测试的需要，可以对荷载进行调节，以模拟不同载重的车辆的行使。
下面是不同隔声罩处理措施的情况下，对拖车行使噪音的测试，对比的情况有：①有无尖劈；②玻璃纤维棉为5cm和10cm；③设底盘与不设底盘；④测试车的底盘为前低后高的流线型和平直的底盘设计；④测试轮安装落地和测试轮悬空。所测得的试验数据如下。
一、将测试轮卸下来，只评价隔声罩效果的前提下，对拖车及隔声罩进行不同处理措施的试验结果。
其中：LA--A计权噪声声压级，LP--噪声的声压级。
1、在隔声罩没有尖劈时的测试结果(玻璃纤维棉为5cm)。
| Lp/dB | LA/dBA | 测量状态 |
| 101.0 | 83.8 | 行驶速度80km/h |
| 100.3 | 83.5 | 行驶速度100km/h |
| 104.7 | 88.5 | 行驶速度110km/h |
2、在增加尖劈后的测试结果(玻璃纤维棉为5cm)。
| Lp/dB | LA/dBA | 测量状态 |
| 98.3 | 82.4 | 行驶速度80km/h |
| 98.3 | 82.8 | 行驶速度80km/h |
| 98.6 | 82.1 | 行驶速度80km/h |
| Lp/dB | LA/dBA | 测量状态 |
| 99.8 | 81.0 | 测试车前板降低，行驶速度80km/h |
| 99.4 | 80.9 | 测试车前板降低，行驶速度80km/h |
结果证明，增加尖劈约能降低背景噪音1.4dB，将测试车的前板降低，使车底更适合流线形后，可以降低1.4dB的背景噪音。
3、在隔声罩有尖劈，增加底盘(只保留必要的测试论开口)后的测试结果(玻璃纤维棉为5cm)。
| 数据编号 | Lp/dB | LA/dBA | 测量状态 |
| 80k03022 | 103.8 | 78.5 | 行驶速度80km/h |
| 80k03011 | 104.0 | 78.8 | 行驶速度80km/h |
| 80k0033 | 102.7 | 80.1 | 测试车前板降低，行驶速度80km/h |
| 80k0304 | 102.3 | 79.7 | 测试车前板降低，行驶速度80km/h |
| 80k03045 | 101.7 | 78.8 | 测试车前板降低，行驶速度80km/h |
试验结果证明：增加底盘后约能降低3.7dBA的噪音，由于底盘作用，降低测试车的前板效果就不再明显。
4、在隔声罩有尖劈，增加底盘(只保留必要的测试论开口)，测试车前低后高呈流线性，后的测试结果(玻璃纤维棉10cm厚)。
| Lp/dB | LA/dBA | 测量状态 |
| 110.6 | 77.6 | 行驶速度80km/h |
| 109.5 | 76.8 | 行驶速度80km/h |
| 108.7 | 77.1 | 行驶速度100km/h |
| 107.7 | 76.3 | 测试车前下方加挡板，行驶速度80km/h |
| 107.7 | 76.3 | 测试车前下方加挡板，行驶速度80km/h |
| Lp/dB | LA/dBA | 测量状态 |
| 110.0 | 80.8 | 测试车前下方加挡板，行驶速度100km/h |
| 110.0 | 76.0 | 测试车前下方加挡板，降低测试车前方高度，行驶速度80km/h |
| 107.1 | 80.4 | 测试车前下方加挡板，降低测试车前方高度，行驶速度100km/h |
在增加吸声棉厚度后，能够降低背景噪音约1.4dBA，在此情况下，前方加挡风板，能再降低0.9dBA，降低测试车前方高度还可降低0.3dBA。
二、在最终成车带测试轮的情况下，测试轮着地与测试轮悬挂时的路面噪音对比结果。
Claims (10)
1.一种配重式轮胎/路面噪音检测拖车，其特征在于，包括：
行走支撑拖车系统，该系统包括一车架及安装在车架下部的引导轮及支撑轮；
标准测试轮及荷载系统，其安装于所述车架的引导轮与支撑轮之间，并与行走支撑拖车系统的车架相连，其包括配重支架及安装于配重支架下部的标准测试轮，所述标准测试轮设于一轮轴上，所述轮轴与轮轴拖架一端相连，轮轴拖架另一端与所述配重支架一端相连；
噪声测量与分析系统，其包括多个输入通道、多个输出通道和设置于所述标准测试轮及荷载系统中的多个传感器以及车载电源；
噪声屏蔽与隔音系统，其包括隔声罩及荷载系统减震装置，所述隔声罩固定于所述车架上。
2.如权利要求1所述的配重式轮胎/路面噪音检测拖车，其特征在于，所述配重支架连接有减震弹簧和固定阻尼系统，所述减震弹簧和固定阻尼系统分别与邻近轮轴两侧的轮轴拖架相连。
3.如权利要求1或2所述的配重式轮胎/路面噪音检测拖车，其特征在于，所述噪声测量与分析系统的传感器为多个声压传感器及转速传感器，所述多个声压传感器分别安装于所述测试轮的不同位置，所述各传感器分别与所述多个输入通道相连，多个输入通道中还有若干个通道为可扩展USB供电，与电脑相连。
4.如权利要求3所述的配重式轮胎/路面噪音检测拖车，其特征在于，所述声压传感器为4个，所述转速传感器为1个或多个，所述若干个可扩展USB供电通道为2个。
5.如权利要求3所述的配重式轮胎/路面噪音检测拖车，其特征在于，所述隔声罩外表面为钢板，内表面为尖劈，所述尖劈内侧设有穿孔板，所述穿孔板与钢板间设有玻璃纤维棉。
6.如权利要求1或2所述的配重式轮胎/路面噪音检测拖车，其特征在于，所述轮轴拖架通过一铰轴与配重支架相连，所述铰轴铰接于行走支撑拖车系统的车架上。
7.如权利要求1所述的配重式轮胎/路面噪音检测拖车，其特征在于，所述轮轴为三段式，中间段设置标准测试轮，中间段轮轴通过法兰与其它两段轮轴相连。
8.如权利要求6所述的配重式轮胎/路面噪音检测拖车，其特征在于，所述引导轮通过一可升降系统连接于所述车架的前部，所述升降系统为螺杆螺母机构，螺杆螺母机构上部设有可调节手柄。
9.如权利要求5所述的配重式轮胎/路面噪音检测拖车，其特征在于，所述钢板厚度为0.5mm-1.5mm，所述玻璃纤维棉厚度为5cm-15cm，所述穿孔板的穿孔面积为20％-30％，厚度为1mm-2mm；所述隔声罩为一体化设计，接缝密封；拖车的金属部位涂刷有阻尼漆；该拖车所有的非测试轮胎为低噪音轮胎。
10.如权利要求5所述的配重式轮胎/路面噪音检测拖车，其特征在于，该拖车下部设有底盘，所述底盘为前低后高的弧线形。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |