CN105300511A - 一种汽车天窗风振噪声的测试结构及方法 - Google Patents

Abstract

一种汽车天窗风振噪声的道路测试结构及方法，包括有风速信号及车速信号采集单元，技术要点是：风速信号采集单元和车速信号采集单元输出端分别与实速产生单元输入端相连接；实速产生单元输出端分为两路径，其中的一路径通过实速采集单元与信号处理单元的输入端相连接，而另一路径依次通过车内腔体，噪声产生单元，噪声采集单元再与信号处理单元的输入端相连接。该结构是最直接的在实际道路上能获得汽车天窗风振噪声客观数据的方式，测试数据可通过声学软件进行分析，计算出随着速度变化产生最大风振噪声的频率特性，再将匀速工况的风速仪读数确定风振噪声产生的真实速度大小作为客观评价。该方法操作具有简单，成本低廉，适用性强等优点。

Description

一种汽车天窗风振噪声的测试结构及方法

技术领域

本发明涉及汽车在天窗开启状态下产生风振噪声的测试技术领域，尤其是一种对道路上行驶的汽车天窗全开启状态下的汽车天窗风振噪声的测试结构及方法。

背景技术

近年来，消费者对汽车乘坐安全性、舒适性要求的日益提高，而车内空气污染，会严重影响驾乘者的健康，特别是汽车在经历了一段时间的密闭后，车厢内充斥着有害物质的气体。汽车天窗利用它优越的负压换气原理，汽车行驶时能够将车内空气过滤，保护驾乘者的身体健康的同时使得乘员享受驾驶乐趣，汽车天窗还有快速降温，除霜除雾的作用，因此它成为汽车高档配置的主要部件之一。但是，天窗的开启可能会导致另一个问题的产生，即风振噪声，它是汽车风噪声研究的重要部分之一，风振噪声水平的高低将直接影响消费者的购车倾向。因此,避免产生汽车风振噪声的问题已经引起声学工程师的注意。在汽车开发前期，工程师可以通过数值仿真的方式预判某车型是否产生风振噪声、噪声频率等，而在实车验证阶段，只有少数汽车企业会关注到天窗的风振噪声，而且也只是在风洞实验室内进行测试，缺少规范化的实车道路试验验证天窗的风振噪声，这些是汽车在开发验证过程中不可缺少的内容。天窗的风振噪声不仅影响着消费者的心理甚至生理健康，也影响着顾客对汽车的评价和认可，因此研究汽车天窗的风振噪声是很有意义的。

发明内容

本发明的目的是提供一种对道路上行驶的汽车天窗全开启状态下的汽车天窗风振噪声的测试结构及方法。该发明是一种节省成本且快速有效的测试方法。

本发明技术方案是通过如下技术方案来实现的：一种汽车天窗风振噪声的道路测试结构及方法，它包括有风速信号采集单元，车速信号采集单元，其特征在于：风速信号采集单元和车速信号采集单元输出端分别与实速产生单元输入端相连接；实速产生单元输出端分为两路径，其中的一路径通过实速采集单元与信号处理单元的输入端相连接，而另一路径依次通过车内腔体，噪声产生单元，噪声采集单元再与信号处理单元的输入端相连接。

本发明的风速信号采集单元是记录当地环境空气速度过程,车速信号采集单元是汽车行驶速度采集过程，实际速度采集是车速和环境风速采集之和，即当地绝对速度，实速产生单元作用在汽车天窗开口处，气流脱落频率与开口腔体的固有频率共振产生风振噪声过程，噪声信号采集单元由朗德公司Head软件获得，信号处理单元由朗德公司软件ArtemiS进行处理过程。

本发明设备主要包括用于测试的试验样车，传声器和数据采集装置，风速仪。其特征在于首先用加速工况测出试验样车在天窗开启后的噪声值，选择噪声最大对应的车速，再采用匀速工况测试，此时采用风速仪采集风速和样车行驶速度之和，即绝对速度，保证实际环境风速的采集，在车内布置传声器，将传感器连接到数据采集装置上，测出天窗完全开启后驾驶室内的声音。

该方法包括以下步骤：

①在空旷的道路上，环境范围温度：0~35℃（±2℃），环境风速：0~5m/s，将天窗开启至最大位移处；

②将传声器布置在驾驶员内耳上，与数据采集装置连接，并进行初始化设置；

③先进行20~100km/h实车车速匀加速行驶工况，采用速度扫频的方式获取风振噪声最大(100dB~130dB)对应的一段速度，并且记录该速度大小。

④再将风速仪，有效采集数据范围0~45m/s，固定在天窗开启的最大位移处，要求风速仪探头完全探出车顶,且不能影响车顶来流，手持显示设备便于测试人员读数并记录；

⑤根据选定的最大风振噪声的车速匀速行驶，保证持续的风振噪声，记录此时风速仪的读数，该读数显示出汽车行驶速度和环境风速共同作用产生的风振噪声的实际速度，与此同时，通过数据采集装置对传感器记录数据，记录4组有效试验数据后完成试验；

⑥在分析软件中对匀速工况的风振噪声进行分析，得到风振噪声的声压频率特征的同时，还可以获得产生该风振噪声的实际速度，效果等同于在风洞实验室内获得的风速。

本发明还包括：将噪声采集单元中的传声器布置在驾驶员座椅头枕内侧中心位置，与信号处理单元连接，并进行初始化设置；

在先进行加速行驶工况，采用速度扫频的方式获取风振噪声最大对应的一段速度，并且记录该速度大小；再将风速仪固定在天窗开启的最大位移处，要求风速仪探头完全探出车顶，手持显示设备便于测试人员读数并记录。

本发明根据选定的最大风振噪声的车速匀速行驶，保证持续的风振噪声，记录此时风速仪的读数，该读数显示出汽车行驶速度和环境风速共同作用产生的风振噪声的实际速度，效果等同于在风洞实验室内获得的风速。

使用该方法能够直接、快捷的获得汽车天窗风振噪声的客观数据，测试结果客观、准确，能够全面分析汽车天窗风振噪声问题。该方法操作简单，成本低廉，不受环境的影响，具有广泛的适用性，它为风振噪声分析提供了一种简便、实用、经济的测试方法。

作为优选，天窗开启至最大位移处，因为此位置更容易产生风振噪声，便于捕捉风振噪声，获得有效的测试结果。

作为优选，保证风速仪读数稳定后读数,可保证试验数据准确性，避免对测试结果造成影响。

作为优选，采集分为顶风顺风两个方向，测试4组试验数据，对试验数据进行平均，获得更为准确的试验结果。

本发明专利的有益效果是，通过该方法能够得到汽车天窗风振噪声的客观数据，直接的、快捷的、有效的测试方法。该方法应用的条件简单，易于操作，具有很强的通用性，试验成本低廉。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明专利进一步说明：

图1是本发明的工作原理方框图；

图2是本发明的测试设备布置俯视示意图；

图3是本发明的测试设备布置主视示意图。

图中：1.测试样车，2.传声器，3.天窗，4.风速仪，5.数据采集设备。

下面将结合附图通过实例，对本发明作进一步详细说明，但下述实例仅仅是本发明的例子而已，并不代表本发明所限定的权利保护范围，本发明的权利保护范围以权利要求书为准。

具体实施方式

实施1

由图1所示，图中包括有风速信号采集单元，车速信号采集单元，在风速信号采集单元和车速信号采集单元输出端分别与实速产生单元输入端相连接；实速产生单元输出端分为两路径，其中的一路径通过实速采集单元与信号处理单元的输入端相连接，而另一路径依次通过车内腔体，噪声产生单元，噪声采集单元再与信号处理单元的输入端相连接。信号产生单元是汽车行驶过程中由于天窗开口处气流脱落频率与开口腔体的固有频率共振产生风振噪声过程；风速信号采集单元是记录当地环境空气速度过程,车速信号采集单元是汽车行驶速度采集过程；实际速度采集是车速和环境风速采集之和，即当地绝对速度；噪声信号采集单元由朗德公司Head软件获得，信号处理单元由朗德公司软件ArtemiS进行处理过程。

由图2所示，图中的测试设备包括：传声器2（是指图1噪声采集单元），数据采集设备5（是指图1噪声采集单元、车速采集单元和信号处理单元）和风速仪4（是指图1风速采集单元和实速采集单元）。试验前将测试样车1（图1车内腔体）的天窗开启至最大位移处，停放至空旷的道路上，将传声器布置在驾驶员座椅头枕内侧中心位置，先进行加速行驶工况，采用速度扫频的方式获取风振噪声最大对应的一段速度，并且记录该速度大小（此时的速度仅为车速），再将风速仪固定在天窗开启的最大位移处，要求风速仪探头完全探出车顶,且不能影响车顶来流，手持显示设备便于测试人员读数并记录；根据选定的最大风振噪声的车速匀速行驶，保证整个过程出现持续的风振噪声，记录此时风速仪的读数，该读数显示出汽车行驶速度和环境风速共同作用产生的风振噪声的实际速度，与此同时，通过数据采集装置对传感器记录数据，记录四组有效试验数据后完成试验；在分析软件中对匀速工况的风振噪声进行分析，得到风振噪声的声压频率特征的同时，还可以获得产生该风振噪声的实际速度，效果等同于在风洞实验室内获得的风速。

该方法包括以下步骤：

①在空旷的道路上，环境范围温度：0~35℃（±2℃），环境风速：0~5m/s，将天窗开启至最大位移处；

②将传声器布置在驾驶员内耳上，与数据采集装置连接，并进行初始化设置；

③先进行20~100km/h实车车速匀加速行驶工况，采用速度扫频的方式获取风振噪声最大(100dB~130dB)对应的一段速度，并且记录该速度大小。

④再将风速仪，有效采集数据范围0~45m/s，固定在天窗开启的最大位移处，要求风速仪探头完全探出车顶,且不能影响车顶来流，手持显示设备便于测试人员读数并记录；

⑤根据选定的最大风振噪声的车速匀速行驶，保证持续的风振噪声，记录此时风速仪的读数，该读数显示出汽车行驶速度和环境风速共同作用产生的风振噪声的实际速度，与此同时，通过数据采集装置对传感器记录数据，记录4组有效试验数据后完成试验；

⑥在分析软件中对匀速工况的风振噪声进行分析，得到风振噪声的声压频率特征的同时，还可以获得产生该风振噪声的实际速度，效果等同于在风洞实验室内获得的风速。

以上所述的仅是本发明专利的优选实施方案，对于本技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明专利的技术特征的前提下，还可以做出若干改进，这些改进也应视为本发明专利的保护范围。

Claims (4)

1.一种汽车天窗风振噪声的道路测试结构，它包括有风速信号采集单元，车速信号采集单元，其特征在于：风速信号采集单元和车速信号采集单元输出端分别与实速产生单元输入端相连接；实速产生单元输出端分为两路径，其中的一路径通过实速采集单元与信号处理单元的输入端相连接，而另一路径依次通过车内腔体，噪声产生单元，噪声采集单元再与信号处理单元的输入端相连接。

2.根据权利要求1所述的汽车天窗风振噪声的道路测试结构，其特征在于：该测试方法包含以下步骤：

①在空旷的道路上，环境范围温度：0~35℃（±2℃），环境风速：0~5m/s，将天窗开启至最大位移处；

②将传声器布置在驾驶员内耳上，与数据采集装置连接，并进行初始化设置；

③先进行20~100km/h实车车速匀加速行驶工况，采用速度扫频的方式获取风振噪声最大(100dB~130dB)对应的一段速度，并且记录该速度大小；

④再将风速仪，有效采集数据范围0~45m/s，固定在天窗开启的最大位移处，要求风速仪探头完全探出车顶,且不能影响车顶来流，手持显示设备便于测试人员读数并记录；

⑤根据选定的最大风振噪声的车速匀速行驶，保证持续的风振噪声，记录此时风速仪的读数，该读数显示出汽车行驶速度和环境风速共同作用产生的风振噪声的实际速度，与此同时，通过数据采集装置对传感器记录数据，记录4组有效试验数据后完成试验；

⑥在分析软件中对匀速工况的风振噪声进行分析，得到风振噪声的声压频率特征的同时，还可以获得产生该风振噪声的实际速度，效果等同于在风洞实验室内获得的风速。

3.根据权利要求2所述的汽车天窗风振噪声的道路测试结构，其特征是：将噪声采集单元中的传声器布置在驾驶员座椅头枕内侧中心位置，与信号处理单元连接，并进行初始化设置；

根据权利要求2所述的汽车天窗风振噪声的道路测试结构，其特征是：先进行加速行驶工况，采用速度扫频的方式获取风振噪声最大对应的一段速度，并且记录该速度大小；再将风速仪固定在天窗开启的最大位移处，要求风速仪探头完全探出车顶，手持显示设备便于测试人员读数并记录。

4.根据权利要求2所述的汽车天窗风振噪声的道路测试结构,其特征是：根据选定的最大风振噪声的车速匀速行驶，保证持续的风振噪声，记录此时风速仪的读数，该读数显示出汽车行驶速度和环境风速共同作用产生的风振噪声的实际速度，效果等同于在风洞实验室内获得的风速。