CN108897905B - 发动机噪声分析方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种发动机噪声分析方法，其包括检测发动机上各点声源的第一声压级；根据各点声源的第一声压级获得各点声源的总声压级；根据第一声压级获得各点声源在测点处的第二声压级；根据第二声压级获得平均声压级；根据平均声压级获得各点声源的第一声压级的噪声贡献度；根据噪声贡献度，将总声压级进行噪声分解，以使各点声源获得标准的噪声水平。本发明提供的发动机噪声分析方法，可以实现不同转速工况的发动机总体噪声水平，并将该发动机总体噪声水平精确地分解到各个主要部件或系统等点声源上，同时可以准确地分析出各点声源的噪声水平、安装位置等对发动机整体噪声水平的影响。

Description

发动机噪声分析方法
技术领域
本发明涉及发动机技术领域，尤其涉及一种发动机噪声分析方法。
背景技术
发动机是整车的主要动力源，也是整车的主要噪声源。发动机噪声对整车通过噪声和整车舒适性影响巨大，根据调查研究显示，对于乘用车通过噪声，发动机噪声贡献度通常在35％左右；通过对发动机有效地降噪，可以将其对整车通过噪声的贡献度降低到20％左右。设定合适的发动机噪声目标，并将目标有效分解到发动机关键部件和子系统，进行有效噪声优化，将有利于提升发动机NVH水平，满足顾客对整车舒适性提升的需求。
目前业内主要通过测试发动机及其部件和子系统的噪声水平，粗略地设定发动机总体的噪声目标，并将总体噪声目标根据经验分解到各系统和部件，精度不高，无法考虑各系统和部件的安装位置、噪声线性度等对发动机总体噪声水平的影响。
发明内容
本发明的目的是提供一种发动机噪声分析方法，以提高发动机总噪声在各个部件或系统上的分配精度，提升发动机NVH水平。
本发明提供了一种发动机噪声分析方法，其中，包括：
检测发动机上各点声源的第一声压级；
根据所述各点声源的第一声压级获得各点声源的总声压级；
根据所述第一声压级获得各点声源在设定的对应测点处的第二声压级；
根据所述第二声压级获得平均声压级；
根据所述平均声压级获得各点声源的第一声压级的噪声贡献度；
根据所述噪声贡献度，将所述总声压级进行噪声分解，以得到各点声源的标准噪声值。
如上所述的发动机噪声分析方法，其中，优选的是，在消声室或半消声室中检测所述各点声源的第一声压级。
如上所述的发动机噪声分析方法，其中，优选的是，在所述检测发动机上各点声源的第一声压级之后，还包括：
建立噪声检测模型；
确定所述噪声检测模型中的检测表面的面积；
根据如下公式将所述第一声压级转换为第一声功率级：
LwA＝LPA1+10lg(S1/S0)
其中，LwA为第一声功率级，LPA1为第一声压级，S1为检测表面的面积，S0为基准值。
如上所述的发动机噪声分析方法，其中，优选的是，所述建立噪声检测模型具体包括：
建立发动机模型；
根据所述发动机模型的尺寸和预设的发动机模型与所述检测表面之间的偏移值，确定所述噪声检测模型的尺寸。
如上所述的发动机噪声分析方法，其中，优选的是，所述根据所述第一声压级获得各点声源在设定的对应测点处的第二声压级具体包括：
设定所述测点的位置，所述测点均位于所述检测表面上；
根据如下公式计算所述第二声压级：
LPA2＝LPA1-20lgr-k
其中，LPA2为第二声压级，LPA1为第一声压级，r为测点与对应的点声源之间的距离，k为修正系数。
如上所述的发动机噪声分析方法，其中，优选的是，在所述设定所述测点的位置之后还包括：
检测点声源与测点之间是否具有实体阻隔；
如果有，则降低所述修正系数。
如上所述的发动机噪声分析方法，其中，优选的是，各点声源的总声压级具体通过如下公式计算获得：
Figure BDA0001664307650000031
其中，LT为总声压级，Li表示第i个点声源的第一声压级，N为点声源的总数。
如上所述的发动机噪声分析方法，其中，优选的是，所述根据所述第二声压级获得平均声压级具体包括：
Figure BDA0001664307650000032
其中，
Figure BDA0001664307650000033
为平均声压级，LPi为第i个点声源的第二声压级，C为修正值。
本发明提供的发动机噪声分析方法，可以实现不同转速工况的发动机总体噪声水平，并将该发动机总体噪声水平精确地分解到各个主要部件或系统等点声源上，同时可以准确地分析出各点声源的噪声水平、安装位置等对发动机整体噪声水平的影响。
附图说明
图1为本发明实施例提供的发动机噪声分析方法的流程图；
图2为噪声检测模型的结构示意图。
附图标记说明：
100-发动机模型 200-噪声检测模型 300-测点
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
如图1所示，本发明实施例提供了一种发动机噪声分析方法，其包括以下步骤：
步骤S100、检测发动机上各点声源的第一声压级。
其中，各点声源表示发动机中产生噪声的各个主要部件或系统，比如发电机、冷却风扇、空调压缩机、机油泵、水泵、涡轮增压器、进气歧管、排气歧管等，而这些点声源的第一声压级表示上述各个点声源自身发出噪声时的声压级。
优选的是，各个点声源的第一声压级可以在消声室或半消声室中进行检测，从而可以屏蔽外界的干扰噪音，提高了各点声源的第一声压级的检测精准性。
步骤S200、根据各点声源的第一声压级获得各点声源的总声压级。
由于发动机整体的噪声需要在各个点声源上实现最终分配，因此，可以基于噪声的可逆性，先根据各个点声源的第一声压级来获得发动机整体的总声压级。
步骤S300、根据第一声压级获得各点声源在设定的对应测点300处的第二声压级。
需要说明的是，当声源尺寸远小于测点300到声源的距离时，该声源可以称之为点声源，此时，声波以球面波的方式较均匀地向各个方向辐射，球面波的强度与声源和测点300之间距离的平方成反比，也就是说，随着声波传播距离的增长，声波逐渐衰弱，因此，测点300处的第二声压级即为声波衰减后的声压级。
测点300的位置可以预先设定，每个点声源均有一个对应的测点。本实施例中，优选地通过设定每个测点与对应的各点声源之间具有设定的距离，来设置各个测点位置，下文将对此进行详细说明。
步骤S400、根据第二声压级获得平均声压级。
具体而言，步骤S400包括：
Figure BDA0001664307650000041
其中，
Figure BDA0001664307650000042
为平均声压级，LPi为第i个点声源的第二声压级，C为修正值。
步骤S500、根据平均声压级获得各点声源的第一声压级的噪声贡献度。
其中，可以根据各个点声源的第一声压级与平均声压级之间的量的关系，来分别确定各个点声源的噪声贡献度。其中，所述量的关系可以是第一声压级与平均声压级之间的比例关系，而贡献度则可以为根据比例值的大小所确定的噪声的大小程度。
步骤S600、根据所述噪声贡献度，将总声压级进行噪声分解，以得到各点声源的标准噪声值。
在步骤S200中已获得发动机的总声压级，由此，可以依据各个点声源的噪声贡献度，将总声压级分配到各个点声源上，其中，可以以机油泵和水泵为例进行说明，如果机油泵的的噪声贡献度大于水泵的噪声贡献度，那么，总声压级分配到机油泵上的标准噪声值大于分配到水泵上的标准噪声值，从而实现了对发动机总噪声的精确分配，在后续进行噪声优化时，可以以此标准噪声值作为基准来进行，从而有效提升了发动机NVH水平。
具体而言，各点声源的总声压级具体通过如下公式计算获得：
Figure BDA0001664307650000051
其中，LT为总声压级，Li表示第i个声源的第一声压级，N为测量位置总数。
进一步地，在步骤S100之后，还包括：
步骤S110、建立噪声检测模型200。
步骤S120、确定噪声检测模型200中的检测表面的面积。
步骤S130、根据如下公式将第一声压级转换为第一声功率级。
LwA＝LPA1+10lg(S1/S0)
其中，LwA为第一声功率级，LPA1为第一声压级，S1为检测表面的面积，S0为基准值。
其中，由于各个部件的噪声测试有不同的测点距离，也即声源与测点300之间的距离，为便于噪声数据折算转换，可以将声压级转换为声功率级，由此不必再统一测点距离，简化了检测流程，方便了对数据的分析处理。
具体地，步骤S110具体包括：
步骤S111、建立发动机模型100。
步骤S112、根据发动机模型100的尺寸和预设的发动机模型100与上述检测表面之间的偏移值，确定噪声检测模型的尺寸。
其中，如图2所示，发动机模型100是一种基于软件设计的三维模型，在本实施例中，该发动机模型100可以为一长方体；上述噪声检测模型200也可以为长方体，发动机模型100设置在噪声检测模型200中，噪声检测模型200包括顶面和四个侧面，顶面和四个侧面为上述检测表面。其中，检测表面即为声波传递的终点。
具体而言，步骤S300具体包括：
步骤S310、设定测点300的位置，。
其中，测点300可以设置在上述检测表面上。
步骤S320、根据如下公式计算第二声压级。
LPA2＝LPA1-20lgr-k
其中，LPA1为第一声压级，LPA2为第二声压级，r为测点与对应的点声源之间的距离，k为修正系数。
需要说明的是，如果点声源与测点300之间存在实体阻隔，声波在传递过程中会被实体阻隔削弱，如果忽略实体阻隔的影响，则难以获得较高精度的噪声分配，因此，在本实施例中，在步骤S310之前，还可以包括：
步骤S30、检测点声源与测点300之间是否具有实体阻隔；如果有，则降低上述修正系数。
其中，在一般自由空间(即无实体阻隔)中，修正系数的值为可以为11，在半自由空间(即有实体阻隔)中，修正系数的值为可以为8，修正系数可以根据实际情况在8到11的范围内进行调整。
本发明实施例提供的发动机噪声分析方法，可以实现不同转速工况的发动机总体噪声水平，并将该发动机总体噪声水平精确地分解到各个主要部件或系统等点声源上，同时可以准确地分析出各点声源的噪声水平、安装位置等对发动机整体噪声水平的影响。
以上依据图式所示的实施例详细说明了本发明的构造、特征及作用效果，以上所述仅为本发明的较佳实施例，但本发明不以图面所示限定实施范围，凡是依照本发明的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种发动机噪声分析方法，其特征在于，包括：
检测发动机上各点声源的第一声压级；
根据所述各点声源的第一声压级获得各点声源的总声压级；
根据所述第一声压级获得各点声源在设定的对应测点处的第二声压级；
所述测点的位置为预先设定，每个点声源均有一个对应的测点，测点处的第二声压级为声波衰减后的声压级；
根据所述第二声压级获得平均声压级；
根据所述平均声压级获得各点声源的第一声压级的噪声贡献度；
根据各个点声源的所述噪声贡献度，将所述总声压级进行噪声分解并分配到各个点声源上，以得到各点声源的标准噪声值；
在所述检测发动机上各点声源的第一声压级之后，还包括：
建立噪声检测模型；
确定所述噪声检测模型中的检测表面的面积；
根据如下公式将所述第一声压级转换为第一声功率级：
LwA＝LPA1+10lg(S1/S0)
其中，LwA为第一声功率级，LPA1为第一声压级，S1为检测表面的面积，S0为基准值；
所述根据所述第一声压级获得各点声源在设定的对应测点处的第二声压级具体包括：
设定所述测点的位置，所述测点均位于所述检测表面上；
根据如下公式计算所述第二声压级：
LPA2＝LPA1-20lgr-k
其中，LPA2为第二声压级，LPA1为第一声压级，r为测点与对应的点声源之间的距离，k为修正系数。
2.根据权利要求1所述的发动机噪声分析方法，其特征在于，在消声室或半消声室中检测所述各点声源的第一声压级。
3.根据权利要求1所述的发动机噪声分析方法，其特征在于，所述建立噪声检测模型具体包括：
建立发动机模型；
根据所述发动机模型的尺寸和预设的发动机模型与所述检测表面之间的偏移值，确定所述噪声检测模型的尺寸。
4.根据权利要求1所述的发动机噪声分析方法，其特征在于，在所述设定所述测点的位置之后还包括：
检测点声源与测点之间是否具有实体阻隔；
如果有，则降低所述修正系数。
5.根据权利要求1所述的发动机噪声分析方法，其特征在于，各点声源的总声压级具体通过如下公式计算获得：
Figure FDA0002683015070000021
其中，LT为总声压级，Li表示第i个点声源的第一声压级，N为点声源的总数。
6.根据权利要求1所述的发动机噪声分析方法，其特征在于，所述根据所述第二声压级获得平均声压级具体包括：
Figure FDA0002683015070000022
其中，
Figure FDA0002683015070000023
为平均声压级，LPi为第i个点声源的第二声压级，C为修正值。
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