CN105181113A - 一种便携式车载路面轮胎噪音现场测试设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种便携式车载路面轮胎噪音现场测试设备，用于测量行驶车辆的轮胎与路面之间的噪音，其包括接收噪音的声音传感器，还包括测量支架和车身连接装置，二者连接成整体，所述声音传感器安装在所述测量支架上，所述车身连接装置与所述车辆的车身可拆卸连接，以使进行噪音测量时所述声音传感器相对所述车辆的预定位置固定。测量支架结构简单，例如为具有简单辅助结构的单独的立杆，或者稍微复杂的如桁架形式等，但是其本质上是一种组成简单的结构，并且可以根据需要而尽可能地减小其体积，最终实现将其附接在车辆上，与车辆一同行驶，在车辆正常行驶的过程中完成测量，不受到路面状况、操作范围大小等外界因素的干扰，实现便携式测量。

Description

一种便携式车载路面轮胎噪音现场测试设备

技术领域

本发明涉及轮胎噪音测试技术领域，尤其涉及一种便携式车载路面轮胎噪音现场测试设备，其可用于现场测试近路面和轮胎处的噪音。

背景技术

近年来，随着公共交通事业的快速发展，交通噪音环境污染日渐严重，特别是当汽车超过50km/h的速度行驶时，轮胎与轮胎的噪声成为主要的噪声源，严重危害驾乘人员和道路周边居民的健康生活。现阶段，本领域的技术人员正在研究如何科学测量并评价路面-轮胎噪音，以期最终达到有效控制该噪音的目的。现有的一种常用的测量方法称为“现场近距离测试法”。

所谓现场近距离测试法，就是在靠近地面的地方安装麦克风，通过麦克风测量路面与轮胎之间的噪音。而对于如何安装麦克风，目前采用拖车辅助，即将一系列的噪音测试设备安装在拖车上，不仅包括麦克风，还包括用于减少风噪声、交通噪声和其它噪声影响的保护装置和各种操纵装置等，同时将拖车挂在待测车辆上，二者共同行驶，从而达到实时监测待测车辆的轮胎与路面之间的噪音的目的。

虽然这种方法能够精准地反应路面与轮胎件的噪音的真实情况，但是，这种采用拖车辅助的方法具有以下缺点：第一，对拖车与待测车辆的连接以及拖车自身的布置的操作使得整个过程变得繁琐；第二上述操作也需要花费大量的人力，增加了噪音测试的成本；第三，在上述操作过程中，尤其是对拖车上的各个装置的布置较易受到人为因素的影响，而对测量结果产生不可估计的影响。

因而，如何提供一种路面轮胎噪音现场测试设备，使其能够便捷、准确地测量路面与轮胎之间的噪音，是本领域技术人员需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种便携式车载路面轮胎噪音现场测试设备，用于测量行驶车辆的轮胎与路面之间的噪音，其包括接收噪音的声音传感器，还包括测量支架和车身连接装置，二者连接成整体，所述声音传感器通过传感器座安装在所述测量支架上，所述车身连接装置与所述车辆的车身可拆卸连接，以使进行噪音测量时所述声音传感器相对所述车辆的预定位置固定。

优选地，还包括用于与所述车辆的车轮连接的车轮连接装置，所述车轮连接装置包括滚动轴承组件；所述滚动轴承组件具有能够相对彼此同轴旋转的外圈和内圈，所述外圈用于与所述车轮中央固定连接，所述内圈固定至所述测量支架。

优选地，所述车身连接装置包括定位件和调整件，所述定位件安装至所述测量支架，所述调整件用于与所述车身连接，所述定位件和所述调整件在车辆行驶方向上铰链连接。

优选地，还包括阻尼弹簧，所述阻尼弹簧竖直设置在所述测量支架和所述车身连接装置之间。

优选地，所述车身连接装置还包括磁铁，所述磁铁安装在所述调整件靠近所述车身的一侧，所述调整件通过所述磁铁与所述车身的吸引而与所述车身连接。

优选地，还包括接近开关和与所述接近开关配合使用的感应件，所述感应件相对所述车轮固定，所述接近开关相对所述测量支架固定，所述感应件随所述外圈旋转时，所述接近开关能够感测到所述感应件。

优选地，所述测量支架和所述连接组件均由吸声材料制成。

优选地，所述声音传感器为两个，两个所述声音传感器在同一水平面内，并在所述车辆行驶方向上对称地设置在所述滚动轴承组件的两侧。

优选地，两个所述声音传感器在其所在的水平面内到所述车轮的竖直中剖面的外侧的连线互相垂直。

优选地，所述声音传感器到所述车轮的竖直中剖面的距离与到地面的距离之间的比例为2:1。

根据本申请，声音传感器集成在测量支架上，还可以根据需要对测量支架的结构进行相应改进以进一步地安装测试工作所需的其它的部件，例如保护装置、操作装置等等，而实现对轮胎与路面之间的噪音的测量。可拆卸地连接关系可以在需要时将测试设备装在车辆上，而在测量完毕即从车辆卸下，不影响车辆正常运作。

测量支架结构简单，例如为具有简单辅助结构的单独的立杆，或者稍微复杂的如桁架形式等，但是其本质上是一种组成简单的结构，并且可以根据需要而尽可能地减小其体积，最终实现将其附接在车辆上，与车辆一同行驶，在车辆正常行驶的过程中完成测量，不受到路面状况、操作范围大小等外界因素的干扰，实现便携式测量。

另外，各个部件一经安装完毕，便可以随测量支架一同收纳，而不必重复拆装，减少每次测量过程中人为因素的影响；测量完毕时，还可以将测量支架收进后备箱，实现随车转运，减少测量过程中和整理过程中的繁琐和成本。

此外，与拖车测量法不同，这种便携式测量由于不受到车辆周围操作范围大小的限制，可以灵活地驶进不同路面，从而对不同路面与轮胎之间的噪音进行测量，而及时地将测量数据进行比较而得出路面对噪音的影响规律。

附图说明

图1为本发明提供的便携式车载路面轮胎噪音现场测试设备的主视图；

图2为图1中的便携式车载路面轮胎噪音现场测试设备的侧剖面图；

图3为图2中的定位件和调整件连接的俯视剖面图；

图4是显示本发明的测量系统的车轮与测试设备的声音传感器的位置关系的俯视图。

图1-图4中：

测试设备200、测量支架210、声音传感器211、传感器座212、车身连接装置220、定位件221、调整件222、磁铁223、车轮连接装置230、阻尼弹簧240、车轮250。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明要求保护的便携式车载路面轮胎噪音现场测试设备进行详细的介绍。显然，下述的实施方案仅为本发明的一部分实施方案，而并非全部的实施方案。基于以下实施方案，本领域技术人员在没有付出创造性劳动的基础上所做的改进、改变均落入本发明的保护范围。

请参考图1和图2，图1为本发明提供的便携式车载路面轮胎噪音现场测试设备200的主视图，图2为图1中的便携式车载路面轮胎噪音现场测试设备200的侧剖面图。

应当说明的是，本文的描述中涉及的多个部件之间的相对位置关系和单个部件的设置方向均以所述便携式车载路面轮胎噪音现场测试设备200设备正常运作时为参考，即均以所述测试设备200安装在车辆上时为参考。

如图1和图2所示，本发明提供一种便携式车载路面轮胎噪音现场测试设备200(以下简称测试设备200)，其用于测量轮胎和路面之间的噪音，包括接收所述噪音的声音传感器211，该声音传感器211用于感测噪音并转换为电信号，最终传递给控制器。该测试设备200还具有测量支架210和车身连接装置220，二者通过常规的连接手段连接成整体，声音传感器211通过传感器座212以常规方式连接在测量支架210，该测量支架210能够通过所述车身连接装置220与所述车辆的车身可拆卸连接，以车身为连接基础，使所述测试设备200安装于所述车辆时所述声音传感器211相对所述车辆的预定位置固定。

应当理解，所述预定位置是指，当声音传感器211位于该位置时，能够按照预期地感测到轮胎与地面之间的噪音的位置，一般是指靠近车轮250与地面的位置。与测试设备200连接的所述车身是指车辆车身外侧面上能够用于连接的位置。

根据本申请，声音传感器211集成在测量支架210上，还可以根据需要对测量支架210的结构进行相应改进以进一步地安装测试工作所需的其它的部件，例如保护装置、操作装置等等，而实现对轮胎与路面之间的噪音的测量。可拆卸地连接关系可以在需要时将测试设备200装在车辆上，而在测量完毕即从车辆卸下，不影响车辆正常运作。

测量支架210的本质是一种架子，其结构简单，例如为具有简单辅助结构的单独的立杆，或者稍微复杂的如桁架形式等，但是其本质上是一种组成简单的结构，并且可以根据需要而尽可能地减小其体积，最终实现将其附接在车辆上，与车辆一同行驶，在车辆正常行驶的过程中完成测量，不受到路面状况、操作范围大小等外界因素的干扰，实现便携式测量。

另外，各个部件一经安装完毕，便可以随测量支架210一同收纳，而不必重复拆装，减少每次测量过程中人为因素的影响；测量完毕时，还可以将测量支架210收进后备箱，实现随车转运，减少测量过程中和整理过程中的繁琐和成本。

此外，与拖车测量法不同，这种便携式测量由于不受到车辆周围操作范围大小的限制，可以灵活地驶进不同路面，从而对不同路面与轮胎之间的噪音进行测量，而及时地将测量数据进行比较而得出路面对噪音的影响规律。

进一步地，连接组件还包括用于与车辆的车轮250连接的车轮连接装置230，车轮连接装置230与车身连接装置220独立设置，包括滚动轴承组件，该滚动轴承组件包括可以相对彼此同轴旋转的外圈和内圈，所述外圈用于与车轮250中央的旋转部分固定连接，比如固定在轮辋上，所述内圈固定在所述测量支架210上。

也就是说，发明人经过对车辆构造的整体考量，不仅以车身为连接基础来安装测试设备200，还另外选择车轮250辅助连接，使得测试设备200通过滚动轴承连接的形式与车辆的车轮250连接。

这样的话，一方面确实保证了测试设备200能够与车轮250直接连接，在测量轮胎噪音时尽可能地实现所期望的与车轮250的连接关系甚至是相对位移，比如能够方便地调节与轮胎的关系，另一方面，通过车轮250和车身两个连接点，提高测试设备200的连接稳定性。

请参考图3，图3为图2中的定位件221和调整件222连接的俯视剖面图。

如在图2和图3中所示的，在一种改进的实施方案中，该车身连接装置220包括定位件221和调整件222，定位件221安装在测量支架210上，调整件222用于与车身连接，定位件221和调整件222在车辆的行驶方向上铰接。

应当说明的是，在车辆的行驶方向上铰接指的是，定位件221和调整件222的铰接轴沿车辆的行驶方向设置。

在将测试设备200安装在待测车辆上之后，在测试过程中，由于路面状况以及驾驶状况的影响，随着车辆的行驶可能发生不同程度的颠簸或者横向晃动，导致车辆伴随测试设备200一同在竖直方向上震荡或者在水平面内发生极其微小的位移，有时候这种震荡或者晃动设置不易被车内人员感知，或者是不会显著影响乘坐人员的感受，但是，对于测试设备200来说，即使是受到及其微小的外力影响也可能导致测量结果的偏差或者是损坏设备本身的机械构造，导致在多次使用后寿命缩短。

因而，本发明的进一步的实施方式致力于缓解这种不规则、不可预期的外力作用对测试设备200的影响，以期在测量过程中尽可能地减少外界因素对测量产生的各个方面的影响。

当调整件222与车身连接之后，二者相对固定，在一些情况下，例如测量支架210等部件受力变形时，通过调整件222和定位件221之间的相对转动可以缓解对定位件221的影响，从而尽量不影响与车身的连接稳定性，因此，增加的转动自由度，提高了测试设备200对外力的适应性。

更进一步地，还可以在测量支架210和车身连接装置220之间设置阻尼弹簧240，且阻尼弹簧240的轴线竖直设置。在一些情况下，例如车辆的轮胎与地面作用后反弹而震荡时，弹簧通过弹性变形吸收部分振动能量，减弱振动对测试设备200的整体影响，防止了由于震荡而导致的测试设备200的松动或者试验误差。

基于以上，阻尼弹簧240不宜过硬或者过软，阻尼弹簧240太软，则测试设备200上下跳跃严重，阻尼弹簧240过硬则会带来太大的阻力，妨碍测试设备200工作。本发明采用碳钢压缩弹簧，其可以在剧烈振动环境下解决阻尼减震、过滤、吸音降噪等问题，其具有以下优点：第一，可满足阻尼、减振、密封、过滤、节流及吸声降噪等需求；第二，耐高低温、大温差及腐蚀环境；第三，承载能力高，耐疲劳，无老化现象，使用寿命时间长。

当然，也可以选用一些普通材质的弹簧。

在更进一步的实施方案中，车身连接装置220还可以包括磁铁223，该磁铁223安装在调整件222靠近车身的一侧，所述调整件222通过所述磁铁223与所述车身的吸引而与所述车身连接。

在这种实施方案中具体限定了测试设备200与车身的连接形式，即通过磁铁223与车身吸引的方式，这样，不损坏车身自身结构，不对车身进行穿孔、切割等破坏性较大的操作，保全车身完整性。

当然，也可以采用螺栓连接、卡接等可拆卸连接方式，甚至是铆接等等，只是这些连接方式对车身的破坏性较大。

更进一步地，还包括接近开关和与所述接近开关配合使用的感应件，该感应件相对滚动轴承组件的外圈,固定，即相对车轮250固定，而接近开关相对内圈固定，即相对测量支架210固定，这样，感应件随车轮250一同旋转，同时接近开关感应到感应件的脉冲，通过接收到的两个脉冲的时间间隔和发出脉冲的感应件之间的距离来确定车速，从而实现对轮胎的转动速度的采集。

感应件可以为相同间隔的若干个，可以安装在车辆的车轴上，也可以安装在车轮250的其它旋转部分上；同时，接近开关设置在相对内圈固定的测量支架210的任何位置或者内圈自身上，能够感测到感应件的脉冲即可。

接近开关和感应件还可以互换位置，只要能够互相配合而接收到车轮250的旋转信号即可。

上述感应件可以为衡铁，与接近开关通过磁作用而互相配合工作。

测量支架210和连接组件均由吸声材料制成，从而避免轮胎-地面噪音之外的其它声源对测量结果造成影响。

为了更准确、更容易捕捉到声音，所述声音传感器211为两个，两个所述声音传感器211在同一水平面内，并且在所述车辆行驶方向上对称地设置在滚动轴承组件的两侧。在其他的实施方案中也可以采用其它形式的声音传感器211的配置。

250进一步地，两个声音传感器211在二者所在的水平面内到车轮250的竖直中剖面的外侧的连线互相垂直。

请参考图4，图4是显示本发明的车轮250250与测试设备200的声音传感器211的位置关系的俯视图。

所述车轮250的竖直中剖面的外侧是指：在垂直车辆行驶方向上竖直通过车轮250中心的平面F2与车轮250自身朝向车辆外侧的平面F1(真实存在的平面)的交线；同时，声音传感器211在其所在的水平面内到该交线的连线是指：上述交线与该水平面的交点到两个声音传感器211的连线，即如图4中的点S1(代表一个声音传感器211)和点S2(代表另一个声音传感器211)到点C的连线L1和连线L2。

由于两个声音传感器211关于滚动轴承组件对称设置，因而最终形成：两个连线L1和L2之间的角度为90度，而两个连线L1和L2分别与轮胎的外侧面形成45度夹角。

应用上述的配置形式，能够使声音传感器211通过在完全相同配置下的徘徊模式检测更容易地捕捉噪音。

在更进一步的实施方案中，还可以进一步限定声音传感器211的配置形式，即声音传感器211到车轮250的竖直中剖面F2的距离与声音传感器211到地面的距离之间的比例(即附图中的L与H的比例)为3:1至1:1，优选为为2:1。更具体地可以为，声音传感器211到车轮250的竖直中剖面F2的距离为200mm，声音传感器211到地面的距离为100mm。

这样，配合上述角度方面的限定，将能够获得最佳的测试效果。

需要说明的是，本发明的测试设备200的相关的部件尽可能地采用流线型设计，从而减小风阻。

以上对本发明提供的一种便携式车载路面轮胎噪音现场测试设备进行了详细介绍，对于本领域技术人员来说，根据本发明的思想，在具体实施方式和应用范围之处均可以做出改变，综上所述，本说明书内容不应该被理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种便携式车载路面轮胎噪音现场测试设备，用于测量行驶车辆的轮胎与路面之间的噪音，其包括接收噪音的声音传感器(211)，其特征在于，还包括测量支架(210)和车身连接装置(220)，二者连接成整体，所述声音传感器(211)通过传感器座(212)安装在所述测量支架(210)上，所述车身连接装置(220)与所述车辆的车身可拆卸地连接，以使进行噪音测量时所述声音传感器(211)相对于所述车辆的预定位置固定。

2.如权利要求1所述的便携式车载路面轮胎噪音现场测试设备，其特征在于，还包括用于与所述车辆的车轮(250)连接的车轮连接装置(230)，所述车轮连接装置(230)包括滚动轴承组件；所述滚动轴承组件具有能够相对彼此同轴旋转的外圈和内圈，所述外圈用于与所述车轮(250)中央固定连接，所述内圈固定至所述测量支架(210)。

3.如权利要求2所述的便携式车载路面轮胎噪音现场测试设备，其特征在于，所述车身连接装置(220)包括定位件(221)和调整件(222)，所述定位件(221)安装至所述测量支架(210)，所述调整件(222)用于与所述车身连接，所述定位件(221)和所述调整件(222)在车辆行驶方向上铰链连接。

4.如权利要求3所述的便携式车载路面轮胎噪音现场测试设备，其特征在于，还包括阻尼弹簧(240)，所述阻尼弹簧(240)竖直设置在所述测量支架(210)和所述车身连接装置(220)之间。

5.如权利要求4所述的便携式车载路面轮胎噪音现场测试设备，其特征在于，所述车身连接装置(220)还包括磁铁(223)，所述磁铁(223)安装在所述调整件(222)靠近所述车身的一侧，所述调整件(222)通过所述磁铁(223)与所述车身的吸引而与所述车身连接。

6.如权利要求2-5任一项所述的便携式车载路面轮胎噪音现场测试设备，其特征在于，还包括接近开关和与所述接近开关配合使用的感应件，所述感应件相对所述车轮(250)固定，所述接近开关相对所述测量支架(210)固定，所述感应件随所述外圈旋转时，所述接近开关能够感测到所述感应件。

7.如权利要求2-5任一项所述的便携式车载路面轮胎噪音现场测试设备，其特征在于，所述测量支架(210)和所述连接组件均由吸声材料制成。

8.如权利要求2-5任一项所述的便携式车载路面轮胎噪音现场测试设备，其特征在于，所述声音传感器(211)为两个，两个所述声音传感器(211)在同一水平面内，并在所述车辆行驶方向上对称地设置在所述滚动轴承组件的两侧。

9.如权利要求8所述的便携式车载路面轮胎噪音现场测试设备，其特征在于，两个所述声音传感器(211)在其所在的水平面内到所述车轮(250)的竖直中剖面的外侧的连线互相垂直。

10.如权利要求9所述的便携式车载路面轮胎噪音现场测试设备，其特征在于，所述声音传感器(211)到所述车轮(250)的竖直中剖面的距离与到地面的距离之间的比例为2:1。