CN103698004A

CN103698004A - 一种近场轮胎/路面噪音测试装置

Info

Publication number: CN103698004A
Application number: CN201310737728.8A
Authority: CN
Inventors: 陈德; 韩森; 关甫洋; 牛冬瑜; 胡魁; 徐鸥明; 刘亚敏; 高魏; 黄啟波; 毕研秋; 李俊; 孙妮; 薛雪; 韩娆娆
Original assignee: Changan University
Current assignee: Changan University
Priority date: 2013-12-25
Filing date: 2013-12-25
Publication date: 2014-04-02

Abstract

本发明涉及轮胎与路面间噪音的测试设备，公开了一种近场轮胎/路面噪音测试装置，用于低噪声路面和低噪声轮胎的研发测试。该装置与牵引车连接，包括罩壳，以及安装在罩壳内部的支架主体；罩壳上部封口，下部开口；支架主体下部设置有测试轮轴，测试轮轴上安装有测试轮，支架主体的上部伸出罩壳并设置有配重块，支架主体的前部伸出罩壳设置有与牵引车连接的连接杆，支架主体上安装有多个噪声传感器；罩壳内侧面设置有吸声板。此装置受环境噪音的影响小，测试精度高，测试结果稳定，能适应多场合轮胎/路面噪音的测试，只要初期仪器设备到位之后，使用过程中投资较小。

Description

一种近场轮胎/路面噪音测试装置

技术领域

本发明涉及轮胎与路面间噪音的测试设备，特别涉及一种近场轮胎/路面噪音测试装置，用于低噪声路面和低噪声轮胎的研发测试。

背景技术

18世纪，英国进入工业革命之后，环境噪音对人类的影响日益凸现。进入20世纪之后，噪音已经成为一项很严重的环境污染，影响着人们的生活及身体健康。调查数据显示，噪音污染已经成为影响人类生活的主要环境污染之一。例如，1996年欧盟的一项研究调查发现，欧盟20%的人生活在噪音水平为难以忍受（L_Aeq＞65dB（A））的环境中，60%的人口生活在噪音水平为极不希望（L_Aeq＞55dB（A））的环境中。

噪声污染源有很多，但是在1996年欧盟的一项研究调查中发现，交通噪音占据90%左右。传统的交通噪音主要来自于汽车发动机及其排气系统，但是，20世纪后期以来，随着汽车工业的发展，来自汽车自身的噪音得到了明显的降低。然而，随着汽车速度的不断提升，轮胎/路面噪音日益凸出，并已成为交通噪音污染的主要污染源。

许多国际组织（如欧盟1996发行了《未来噪音保护政策》绿皮书）已将轮胎/路面噪音作为交通噪音的主要来源，并申明应急需采取相应的措施降低轮胎/路面噪音；并且欧盟已经制定了相关法律文件来限制轮胎/路面噪音。汽车制造业，也已经认识到，要占据未来的汽车市场，就必须采取相应措施降低轮胎/路面噪音；同时，道路工作者也采取了很多措施，降低轮胎/路面噪音，但是效果不是非常令人满意。

要研发新型低噪音轮胎及低噪音路面，首先必须明确轮胎/路面噪音的发声机理，并建立一套完整的轮胎/路面噪音测试体系和评价标准。现存的轮胎/路面噪音测试方法主要有：

（1）、滑行通过法（Coast-By Method），采用安装有测试轮胎的测试车(要求测试车自身振动噪音要小)，以既定的速度直线滑行通过(要求关闭发动机及其它传动装置)指定的测试区，在规定位置放置噪音测试仪，测定其最大的A计权声压级。测试区长50m，噪音监测点设在测试区的垂直平分面上，在地面上方1.2m处，距离汽车行驶中心线7.5m远处。

此方法为传统方法，优点是：1)操作简单，不需要外加其它专用设备，初期投入资金少；2)所有测试轮胎平均分担干扰条件的影响,使测试结果变得更加均衡；3)考虑了噪音传播的影响。但是此方法存在以下缺点：l)受测试车种类及其外部条件的影响较大，所以此方法测试精度较低，测定的结果中含有轮胎/路面噪声以外的其它噪声；2）试验前需将测试车的轮胎拆换成试验所需的标准轮胎，劳动量较大；3）噪声传播时，道路边缘与传声器之间的地面对测试结果影响大，因此测试车与传声器之间的路表和地表覆盖需要满足要求。

（2）、统计通过法（Statistical Pass-By Method），这种方法的测试对象为自由混合交通流，测试速度恒定，限速在50km/h以上，评价混合交通流对路面交通噪声的影响。测试方法类似于滑行通过法（Coast-By Method），分别测试最大的A计权声压级与车辆行驶速度。此方法将车辆分为三类，使用统计回归的方法得到单种车型在有效行驶速度下的轮胎/路面噪音。依据车流中不同车型的分配比例，对各个车型进行计权相加，得到统计通过指标SPBI。

此方法测试结果能够很好地代表实际交通的噪音排放，车辆的组成具有代表性。但是此方法只是对单点轮胎/路面噪音特性的测试，测试的限制条件较严格，测试的限制条件：交通密度不能太大，车流稳定，在传声器周围没有反射物。

（3）、控制通过法（Controlled Pass-By Method），共采用两种车辆和四种轮胎。对于每一组车辆与轮胎组合，需要进行八次测试。测试速度分布在70-110km/h，并以参考速度90km/h，进行线性回归，得到该速度下该组汽车/轮胎组合的噪声水平。

前两种轮胎用在小客车上，后两种用于中等/大型测试车上。另外，测试轮胎需是市场上有代表性的，至少能行驶100km以上的，花纹深度至少为轮胎出厂时花纹深度的2/3。最终结果由测试的每一测试车与轮胎配置噪声组合平均得到，其中每一测试车与轮胎组合噪声是噪声/速度回归曲线中90km/h对应的噪声水平。

此方法采用相同的轮胎和测试车，可重复性和可再现性良好，此方法对测试车和轮胎要求较为宽松。但是，测试车速度的分布对最终统计回归得到的噪声水平影响很大。

（4）、室内转鼓法（Laboratory Drum），该方法是一种单胎的台架试验。轮胎紧靠在转鼓上，转鼓的直径为3.7m，转鼓保持不动，轮胎可以在转鼓的外表面或者内表面滚动，轮胎在径向悬臂的带动下以既定的速度转动；测试共使用五个传声器，其中三个传声器按照拖车法测试的角度摆放，距离轮胎边缘10cm，距离上台面20cm；其余两个传声器位于轮胎中心线上，距离轮胎边缘5cm。

此方法可以进行任何路面纹理的模拟，可以很好的反映路面纹理参数对于轮胎/路面噪声特性的影响；不用铺筑试验路，室内成型准确。测试必须在半无声室中进行，应充分关注声场的产生,干扰噪声源来自以下三个方面：转鼓的动力装置，转鼓和轮胎的轴承振动，轮胎与路面接触面的噪声反射；轮胎与路面接触面上的纹理，产生间隙，会吸收一部分噪声，从半回声中引起偏差。此方法初期投入费用高。

（5）、近声场测试法（Close-Proximity Method），此方法受环境噪音的影响较小，测试结果稳定，能适应大多数路况下轮胎/路面噪音的测量，可以用于科研和轮胎/路面噪音的检测等方面；并且只要初期仪器设备到位之后，使用过程中测量投资较小，所以近声场测试法是一种极具发展潜力的轮胎/路面噪音测试方法。

如果将路面/轮胎间噪音作为研究对象，那么这个噪音是多个噪音源的综合产物，包括路面/轮胎之间的碰撞发声、路面/轮胎之间的摩擦发声、“号筒原理”以及空气扰动发声等一系列噪音源。所以如何准确测得每种噪音源产生的噪音对路面/轮胎间综合噪音的贡献大小及其产生的位置，对于降低路面/轮胎间综合噪音的研究将是关键。但是传统的路面/轮胎间噪音测试装置只能测试综合噪音水平的高低，不能够测得噪音在空间位置的分布。

发明内容

本发明的目的在于提供一种近场轮胎/路面噪音测试装置，此装置受环境噪音的影响小，测试精度高，测试结果稳定，能适应多场合轮胎/路面噪音的测试，只要初期仪器设备到位之后，使用过程中投资较小，并且能够测试并绘制轮胎/路面噪音的声强分布全景图。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现。

一种近场轮胎/路面噪音测试装置，与牵引车连接，其特征在于，包括罩壳，以及安装在罩壳内部的支架主体；所述罩壳上部封口，下部开口；所述支架主体下部设置有测试轮轴，测试轮轴上安装有测试轮，所述支架主体的上部伸出所述罩壳并设置有配重块，所述支架主体的前部伸出罩壳设置有与牵引车连接的连接杆，所述支架主体上安装有多个噪声传感器；所述罩壳内侧面设置有吸声板。

本发明的特点和改进在于：

所述支架主体下部设置有走行轮轴，走行轮轴的两端分别伸出到所述罩壳外面，所述走行轮轴的两个伸出端分别设置有走行轮，所述走行轮轴与测试轮轴错置。

所述多个噪声传感器均匀布置在所述罩壳内，并与所述测试轮的外轮廓等距。

所述罩壳采用吸声材料制成。

本发明的近场轮胎/路面噪音测试装置，采用吸声材料制作的罩壳，消除了反射噪音对测试结果的影响；多个噪声传感器均匀布置在所述罩壳内，并与所述测试轮的外轮廓等距，消除了由于噪声传感器与噪音源距离不同导致的测试误差，实现了轮胎/路面噪音分布全景图的测量和绘制；本装置受环境噪音的影响较小，测试精度高，测试结果稳定，为路面/轮胎间噪音的研究提供了有力的技术保障。此外，本装置测试轮、配重块可以更换，能适应多场合轮胎/路面噪音的测试，只要初期仪器设备到位之后，使用过程中投资较小。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

图1为本发明的一种近场轮胎/路面噪音测试装置的结构示意图；

图2为按照图1中的A-A剖切的剖视示意图；

图3为按照图1中的B-B剖切的剖视示意图；

图中：1、罩壳；2、支架主体；3、测试轮；4、噪声传感器；5、走行轮；6、配重块；7、吸声板；8、警示灯；9、数据传输线。

具体实施方式

参照图1，本发明的一种近场轮胎/路面噪音测试装置的结构示意图。该装置与牵引车连接，包括流线型外形的罩壳1，罩壳1上部封口，下部开口，罩壳1设置为卵状流线型外形，有利于减小测试过程中测试轮高速运行时产生的空气扰动，进而减小空气涡流噪声对轮胎/路面噪音测试带来的负面影响；在罩壳1内部安装有支架主体2，支架主体2下部设置有测试轮轴，用于安装测试轮3，测试轮3可以根据测试需要更换。

结合图2，支架主体2上部伸出到罩壳1上面，支架主体2上部安装有配重块6，配重块6可以根据测试需要更换；支架主体2的前部伸出罩壳1并设置有与牵引车连接的连接杆；支架主体2下部设置有走行轮轴，走行轮轴的两端分别伸出到罩壳1外面，走行轮轴的两个伸出端分别设置有一个走行轮5，走行轮轴与测试轮轴错置，使得走行轮5与测试轮3不在同一直线上，可以为该装置提供良好的平稳性，使其不依赖牵引车来保持其自身的平衡；走行轮5采用纵横比较大的轮胎，以减小走行轮5与路面产生的噪音对测试结果的影响。

罩壳1内侧面设置有吸声板7，吸声板7设置为凹凸状，罩壳1采用吸声材料制成，吸声板7和吸声材料组合起来可以很好地消除环境噪音和反射噪音对轮胎/路面噪音测试的影响。

支架主体2上安装有多个噪声传感器4，多个噪声传感器4均匀布置在罩壳1内，并与测试轮3的外轮廓等距；即多个噪声传感器4采用半空间全分布式布置，具体为：多个噪声传感器4均匀布置在两个平面和一个半圆柱面上，两个平面与测试轮3两侧面分别等距平行，一个半圆柱面为以测试轮3与路面的接触点为中心的半圆形的半圆柱面，如图3所示，噪声传感器4在测试轮3胎面方向的布置呈以测试轮3与路面的接触点为中心的半圆形布置，消除了由于噪音测试探头5与噪音源距离不同导致的测试误差。

牵引车内设置有数据处理系统，噪声传感器4与数据处理系统通过数据传输线9电连接，测得的噪声数据通过数据传输线9传送至数据处理系统，数据处理系统可以实时进行轮胎/路面噪音的分析处理，并绘制轮胎/路面噪音半空间声场分布全景图，供低噪音轮胎和低噪音路面的测试研究。

此外，罩壳1外侧面和顶部分别设置有安全警示灯8，用于提高路面测试时的安全性。

本发明近场轮胎/路面噪音测试装置，受环境噪音的影响较小，测试精度高，测试结果稳定。该装置与数据处理系统通过数据传输线电连接，可以实现对测试数据的实时记录和分析，并绘制轮胎/路面噪音半空间全声场分布图。此外，测试轮、配重装置可以更换，能适应多场合轮胎/路面噪音的测试，只要初期仪器设备到位之后，使用过程中的测试投资较小。

尽管以上结合附图对本发明的实施方案进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方案和应用领域，上述的具体实施方案仅仅是示意性的、指导性的，而不是限制性的。本领域的普通技术人员在说明书的启示下，在不脱离本发明权利要求所保护的范围的情况下，还可以做出很多种的形式，这些均属于本发明保护之列。

Claims

1.一种近场轮胎/路面噪音测试装置，与牵引车连接，其特征在于，包括罩壳，以及安装在罩壳内部的支架主体；所述罩壳上部封口，下部开口；所述支架主体下部设置有测试轮轴，测试轮轴上安装有测试轮，所述支架主体的上部伸出所述罩壳并设置有配重块，所述支架主体的前部伸出罩壳设置有与牵引车连接的连接杆，所述支架主体上安装有多个噪声传感器；所述罩壳内侧面设置有吸声板。

2.根据权利要求1所述的一种近场轮胎/路面噪音测试装置，所述支架主体下部设置有走行轮轴，走行轮轴的两端分别伸出到所述罩壳外面，所述走行轮轴的两个伸出端分别设置有走行轮，所述走行轮轴与测试轮轴错置。

3.根据权利要求1所述的一种近场轮胎/路面噪音测试装置，所述多个噪声传感器均匀布置在所述罩壳内，并与所述测试轮的外轮廓等距。

4.根据权利要求1所述的一种近场轮胎/路面噪音测试装置，所述走行轮的轮胎纵横大与所述测试轮的轮胎纵横比。

5.根据权利要求1所述的一种近场轮胎/路面噪音测试装置，所述罩壳外部设置有警示灯。

6.根据权利要求1所述的一种近场轮胎/路面噪音测试装置，所述罩壳采用吸声材料制成。