CN109211588B - 一种前围隔声套组弱点分析的试验方法 - Google Patents

一种前围隔声套组弱点分析的试验方法 Download PDF

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Abstract

一种前围隔声套组弱点分析的试验方法，包括在固定挡位下，记录实际车速并测试多组数据，不同转速下各测点的噪声数据,通过功率放大器将采集的噪声数据放大并在混响试验室播放，并对输出的噪声进行扫描采集并处理；利用声压声强法，计算出传递损失,其采集对前围隔声套组贡献较大系统的噪声源特性，通过计算方法可获取更为准确的输出噪声的贡献量，从而验证该隔声套组的隔声性能并改进。

Description

一种前围隔声套组弱点分析的试验方法
技术领域
本发明关于汽车领域中的一种前围隔声套组弱点分析的试验方法。
背景技术
汽车发动机噪声是汽车NVH的最主要的噪声源之一，其对车内噪声、舒适性和语言交流清晰度的影响极大；长时间的噪声、细小琐碎的高频噪声都会使司机情绪变得急躁，乘客容易感到疲劳。司机长时间驾驶车内噪声和振动较大的车辆会造成司机对各种信号识别能力的变低甚者导致车祸。因此与汽车发动机噪声紧密相关的前围吸隔声性能及过孔密封性能的研究越来越被汽车NVH领域所重视。
汽车前围隔声套组主要是指包括发动机舱前围钣金、前围吸隔音垫及与其搭接的前围过孔(如转向过孔、线束过孔、离合器拉锁过孔、制动过孔、空调过孔等)的密封件组合安装后的部件的总称。进行汽车前围隔声套组弱点分析的试验，可以找到发动机噪声在传递路径上吸隔音性能的弱点，并在前围隔声套组专用工装上有针对性的反复开展前围隔声套组弱点的整改提升验证，以不断优化驾驶员及乘客使用车辆时在噪声方面的舒适性能。
现有前围隔声套组弱点分析的试验方法，技术方案主要如下：
(1)在混响室环境布置中高频体积声源，通过功率放大器将中高频体积声源发出的噪声在混响室内进行噪声的混响后输入；
(2)一部分噪声经过前围隔声套组的隔音材料被阻隔反射，一部分噪声经由前围隔声套组的吸声材料吸收，剩余噪声经由前围隔声套组透射输出到全消声试验室；
(3)由全消声试验室内的试验人员手持PU探头对输出的噪声进行扫描，PU探头扫描的数据由试验室外数据人员采集并处理；
(4)对采集的白噪声进行1/3倍频程分析，得出基于中高频体积声源白噪声的前围隔声套组弱点；
(5)针对分析的结果优化前围隔声套组具体材料性能的不足、过孔位置泄漏的不足，完成前围隔声套组的弱点提升。
但现有技术的技术缺点
(1)无法精准匹配与该车型隔声套组匹配的发动机噪声的频率特性：前围隔声套组弱点分析的改进措施，是基于白噪声的频率特性开展的，而不是发动机噪声源的频率特性(例：混响后的白噪声均匀稳定的输入到前围隔声套组中，经前围隔声套组的吸隔声材料、过孔阻隔后，试验结果可显示前围隔声套组性能良好，而与该前围隔声套组应用匹配的发动机，存在某500-600Hz左右无法消除的频率带噪声，那么原基于白噪声的前围隔声套组弱点试验方法，就无法对应此频带的问题进行前围吸隔声材料性能的有效改进；或者该发动机2000Hz以后高频噪声偏低，那么前围隔声套组在2000Hz以后的材料性能可相应弱化，以节省材料成本)；
(2)无法通过测试找到与人体听阈感受相同的噪声源问题：人的听觉系统的灵敏度会随着频率的不同发生变化，而白噪声的所有频率具有相同的能量密度，发动机噪声是工作时各系统的工作的噪声，这就意味着人对白噪声的感受并不能完全反应人对发动机噪声源的感受，因此，通过播放白噪声采集的隔声套组信号，与人在实际乘坐车辆时对发动机的听阈感受问题不尽相同，并不能反映人体感受的噪声源峰值问题。
发明内容
本发明的目的是：改善现有技术中的测量方案，提供一种前围隔声套组弱点分析的试验方法，以获得更加精确、真实和符合人体感受的噪声源特性。
为实现上述技术目的，本发明提供一种前围隔声套组弱点分析的试验方法，其包括：发动机噪声数据采集步骤,隔声套组匹配试验步骤和试验数据分析处理步骤，其中：所述发动机噪声数据采集步骤包括：在固定挡位下，记录发动机在1000rpm与5000rpm时对应的实际车速；以车带毂的方式完成动态工况测试，采集过程中应以转速进行触发并测试多组有效数据，并确保每组所述有效数据变化范围在0.5dB(A)之内；截取2000rpm、3000rpm、4000rpm转速下各测点的噪声数据作为后续隔声套组测试时的声源噪声；所述隔声套组匹配试验步骤包括：调取采集的发动机系统工作的噪声数据，通过功率放大器将信号放大，再经由多面体声源在混响试验室播放；由全消声试验室内的试验人员手持PU探头对输出的噪声进行扫描，PU探头扫描的数据由试验室外数据人员采集并处理；且所述试验数据分析处理步骤包括：利用声压声强法，计算出传递损失，且公式如下：TL＝SPLsource+Lreceiver-6，其中TL是传递损失，SPLsource是混响室输出的声压级，Lreceiver是消声室测得的声强级。
本发明采集对前围隔声套组贡献较大系统的噪声源特性，获得与人体听阈感受更接近的噪声源贡献量，通过该计算方法可获取更为准确的输出噪声的贡献量，从而验证该隔声套组的隔声性能并改进。
作为进一步的改进，所述发动机噪声数据采集步骤在整车半消声室中进行，试验时至少布置4个麦克风测点，布置麦克风时需采集到进气口、电机、发动机表面发动机工作时的主要噪声源特性。
作为进一步的改进，所述发动机噪声数据采集步骤中的所述固定挡位的选择为：对于挡位数≥5的手动变速箱车型，选取3挡；对于自动变速箱车型，应改为手动模式，选取3挡为测试挡位，如不能锁挡，则选取D挡。
作为进一步的改进，所述发动机噪声数据采集步骤之前还包括拆除车辆引擎盖。
作为进一步的改进，所述发动机噪声数据采集步骤中的所述多组有效数据至少为3组。
作为进一步的改进，在所述隔声套组匹配试验步骤之前，在前围隔声套组的发动机舱侧处布置多面体声源。
作为进一步的改进，所述多面体声源距离所述前围隔声套组为1.5m。
作为进一步的改进，所述试验数据分析处理步骤还包括：对每一个所述麦克风测点的所述传递损失进行加权计算处理以获得每一个所述麦克风测点传递损失拟合数值(TLi)；获得最终传递损失的拟合数值(TLfinal)。
作为进一步的改进，每一个所述麦克风测点传递损失拟合数值(TLi)的技术公式如下：TL1＝(SPL1source+L1receiver-6)·A1·A2，其中TL1为第一个所述麦克风测点的传递损失拟合数值，A1为第一个麦克风测点的频带敏感性加权值，A2为第一个所述麦克风测点的噪声重要度加权值，SPL1source是第一个所述麦克风测点的混响室输出的声压级，L1source是第一个所述麦克风测点的消声室测得的声强级。
作为进一步的改进，所述最终传递损失的拟合数值(TLfinal)的计算公式如下：
本发明精准匹配前围隔声套组的弱点部位，及其需要优化的频率带，全面优化隔声套组部件或全部频率带的材料成本；制定出更符合人体听阈特性的噪声贡献量获取方法。
具体实施方式
本发明提供一种前围隔声套组弱点分析的试验方法，其包括：发动机噪声数据采集步骤,隔声套组匹配试验步骤和试验数据分析处理步骤，其中：所述发动机噪声数据采集步骤包括：在固定挡位下，记录发动机在1000rpm与5000rpm时对应的实际车速；以车带毂的方式完成动态工况测试，采集过程中应以转速进行触发并测试多组有效数据，并确保每组所述有效数据变化范围在0.5dB(A)之内；截取2000rpm、3000rpm、4000rpm转速下各测点的噪声数据作为后续隔声套组测试时的声源噪声；所述隔声套组匹配试验步骤包括：调取采集的发动机系统工作的噪声数据，通过功率放大器将信号放大，再经由多面体声源在混响试验室播放；由全消声试验室内的试验人员手持PU探头对输出的噪声进行扫描，PU探头扫描的数据由试验室外数据人员采集并处理；且所述试验数据分析处理步骤包括：利用声压声强法，计算出传递损失，且公式如下：TL＝SPLsource+Lreceiver-6，其中TL是传递损失，SPLsource是混响室输出的声压级，Lreceiver是消声室测得的声强级。
本发明采集对前围隔声套组贡献较大系统的噪声源特性，获得与人体听阈感受更接近的噪声源贡献量，通过该计算方法可获取更为准确的输出噪声的贡献量，从而验证该隔声套组的隔声性能并改进。
作为进一步的改进，所述发动机噪声数据采集步骤在整车半消声室中进行，试验时至少布置4个麦克风测点，布置麦克风时需采集到进气口、电机、发动机表面发动机工作时的主要噪声源特性。
作为进一步的改进，所述发动机噪声数据采集步骤中的所述固定挡位的选择为：对于挡位数≥5的手动变速箱车型，选取3挡；对于自动变速箱车型，应改为手动模式，选取3挡为测试挡位，如不能锁挡，则选取D挡。
作为进一步的改进，所述发动机噪声数据采集步骤之前还包括拆除车辆引擎盖。
作为进一步的改进，所述发动机噪声数据采集步骤中的所述多组有效数据至少为3组。
作为进一步的改进，在所述隔声套组匹配试验步骤之前，在前围隔声套组的发动机舱侧处布置多面体声源。
作为进一步的改进，所述多面体声源距离所述前围隔声套组为1.5m。
作为进一步的改进，所述试验数据分析处理步骤还包括：对每一个所述麦克风测点的所述传递损失进行加权计算处理以获得每一个所述麦克风测点传递损失拟合数值(TLi)；获得最终传递损失的拟合数值(TLfinal)。
作为进一步的改进，每一个所述麦克风测点传递损失拟合数值(TLi)的技术公式如下：TL1＝(SPL1source+L1receiver-6)·A1·A2，其中TL1为第一个所述麦克风测点的传递损失拟合数值，A1为第一个麦克风测点的频带敏感性加权值，A2为第一个所述麦克风测点的噪声重要度加权值，SPL1source是第一个所述麦克风测点的混响室输出的声压级，L1source是第一个所述麦克风测点的消声室测得的声强级。
作为进一步的改进，所述最终传递损失的拟合数值(TLfinal)的计算公式如下：
本发明中的实施例，(1)采集对前围隔声套组贡献较大系统的噪声源特性：根据发动机工作时主要的系统噪声源布置近场麦克风，采集主要发动机工作时如进气系统、电机风扇及发动机本体等噪声源的噪声特性，以尽可能按照对前围隔声套组贡献度来搜集声源，避免某一发动机特性频带未采集分析到而导致的前围隔声套组弱点分析的不足，或全面提升各频率带带来的材料成本的浪费。
(2)可获得与人体听阈感受更接近的噪声源贡献量：将采集的发动机各系统噪声源替代白噪声作为主要声源输入，分别采集各测点通过隔声套组的输出噪声，并对PU探头扫描的各组噪声根据人体听阈特性对输出噪声制定一个输出噪声的计算方法，通过该计算方法可获取更为准确的输出噪声的贡献量，从而验证该隔声套组的隔声性能并改进。
在实施例的发动机噪声数据采集步骤中：
因采集的发动机噪声数据主要用于验证隔声套组的隔声特性，因此，试验安排在整车半消声室中进行，试验时至少布置4个麦克风(分别命名为测点1、测点2、测点3……)，布置麦克风时需采集到进气口、电机、发动机表面等发动机工作时的主要噪声源特性，具体试验方法如下：
(1)拆除车辆引擎盖；
(2)对于档位数≥5的手动变速箱车型，选取3档作为测试档位；对于自动变速箱车型，应改为手动模式，选取3档为测试档位，如不能锁档，则选取D档作为测试档位；
(3)记录下所选档位下，发动机在1000rpm与5000rpm时对应的实际车速；
(4)以车带毂的方式完成动态工况测试，采集过程中应以转速进行触发。至少测试3组有效数据，并确保3组数据变化范围在0.5dB(A)之内。
(5)截取2000rpm、3000rpm、4000rpm转速下各测点的噪声数据作为后续隔声套组测试时的声源噪声。
在实施例的隔声套组匹配试验步骤中：
(1)在前围隔声套组发动机舱侧以接近发动机位置布置多面体声源，也可设定具体放置位置(该处设定距离前围隔声套组1.5m)；
(2)调取采集的发动机系统工作的噪声数据，通过功率放大器将信号放大，再经由多面体声源在混响试验室播放；
(3)由全消声试验室内的试验人员手持PU探头对输出的噪声进行扫描，PU探头扫描的数据由试验室外数据人员采集并处理。
在实施例的试验数据分析处理步骤中：
(1)利用声压-声强法，计算出传递损失。公式如下：
TL＝SPLsource+Lreceiver-6
TL是传递损失，SPLsource是混响室输出的声压级，Lreceiver是消声室测得的声强级。测得TL举例如下表1：(注：测点1out代表发动机采集测点1数据经过混响室播放后，从消声室测得的传递损失)
频率Hz 测点1<sub>out</sub> 测点2<sub>out</sub> 测点3<sub>out</sub>
400 38.5 38.5 38.6
500 38.0 37.8 37.7
630 42.0 41.3 41.3
800 43.7 43.3 43.6
1000 47.4 46.7 47.0
1250 48.6 46.5 46.7
1600 50.8 49.2 49.5
2000 51.9 50.7 50.8
2500 52.1 51.2 51.3
3150 53.8 52.9 52.8
4000 54.4 53.6 53.7
5000 54.7 53.7 54.0
6300 53.3 51.2 51.5
8000 52.6 50.5 50.5
(2)根据频带敏感性对试验频率带进行数据A1的处理:针对人耳对频带的敏感特性及数据样本搜集，定义各倍频程敏感性加权数值如下表。
(3)各测点噪声大小重要度加权A2:根据道路主观评价，对各位置对车内影响因素大小打分，后将重要度加权A2应用到测点对应的输出数据。
选点权重 测点1<sub>out</sub> 测点2<sub>out</sub> 测点3<sub>out</sub>
0.25
0.5
0.75 0.75
1 1.00
1.25 1.25
1.5
1.75
2
(4)各测点数据拟合
TL1＝(SPL1source+L1receiver-6)·A1·A2
TL1为测点1out的数据拟合，以同样的方法可以获取测点2、测点3经过隔声套组输出的数据的拟合值TL2和TL3……。
(5)各近场噪声源最终数据的拟合：根据试验评价获取的多个测点的噪声源数据测点1、测点2、测点3……测点n的数据最终拟合如下方法如下：
其中n为发动机测点个数。
经过以上数据处理，既根据发动机特性进行了噪声源的输入，又通过一种新的试验数据处理方法获取了与人体听阈感受更接近的噪声源贡献量的数据计算方法。
本发明精准匹配前围隔声套组的弱点部位，及其需要优化的频率带，全面优化隔声套组部件或全部频率带的材料成本；制定出更符合人体听阈特性的噪声贡献量获取方法。
应了解本发明所要保护的范围不限于非限制性实施方案，应了解非限制性实施方案仅仅作为实例进行说明。本申请所要要求的实质的保护范围更体现于独立权利要求提供的范围，以及其从属权利要求。

Claims (7)

1.一种前围隔声套组弱点分析的试验方法，其包括：发动机噪声数据采集步骤,隔声套组匹配试验步骤和试验数据分析处理步骤，其特征在于：
所述发动机噪声数据采集步骤包括：在固定挡位下，记录发动机在1000rpm与5000rpm时对应的实际车速；以车带毂的方式完成动态工况测试，采集过程中应以转速进行触发并测试多组有效数据，并确保每组所述有效数据变化范围在0.5dB(A)之内；截取2000rpm、3000rpm、4000rpm转速下各测点的噪声数据作为后续隔声套组测试时的声源噪声；
所述隔声套组匹配试验步骤包括：调取采集的发动机系统工作的噪声数据，通过功率放大器将信号放大，再经由多面体声源在混响试验室播放；由全消声试验室内的试验人员手持PU探头对输出的噪声进行扫描，PU探头扫描的数据由试验室外数据人员采集并处理；且
所述试验数据分析处理步骤包括：利用声压声强法，计算出传递损失，且公式如下：TL＝SPLsource+Lreceiver-6，其中TL是传递损失，SPLsource是混响室输出的声压级，Lreceiver是消声室测得的声强级；
所述试验数据分析处理步骤还包括：对每一个麦克风测点的所述传递损失进行加权计算处理以获得每一个所述麦克风测点传递损失拟合数值；获得最终传递损失的拟合数值；
每一个所述麦克风测点传递损失拟合数值的技术公式如下：TL1＝(SPL1source+L1receiver-6)·A1·A2，其中TL1为第一个所述麦克风测点的传递损失拟合数值，A1为第一个麦克风测点的频带敏感性加权值，A2为第一个所述麦克风测点的噪声重要度加权值，SPL1source是第一个所述麦克风测点的混响室输出的声压级，L1source是第一个所述麦克风测点的消声室测得的声强级；
所述最终传递损失的拟合数值的计算公式如下：其中，n为发动机测点个数。
2.如权利要求1所述的一种前围隔声套组弱点分析的试验方法，其特征在于：所述发动机噪声数据采集步骤在整车半消声室中进行，试验时至少布置4个麦克风测点，布置麦克风时需采集到进气口、电机、发动机表面发动机工作时的主要噪声源特性。
3.如权利要求1所述的一种前围隔声套组弱点分析的试验方法，其特征在于：所述发动机噪声数据采集步骤中的所述固定挡位的选择为：对于挡位数≥5的手动变速箱车型，选取3挡；对于自动变速箱车型，应改为手动模式，选取3挡为测试挡位，如不能锁挡，则选取D挡。
4.如权利要求1所述的一种前围隔声套组弱点分析的试验方法，其特征在于：所述发动机噪声数据采集步骤之前还包括拆除车辆引擎盖。
5.如权利要求1所述的一种前围隔声套组弱点分析的试验方法，其特征在于：所述发动机噪声数据采集步骤中的所述多组有效数据至少为3组。
6.如权利要求1所述的一种前围隔声套组弱点分析的试验方法，其特征在于：在所述隔声套组匹配试验步骤之前，在前围隔声套组的发动机舱侧处布置多面体声源。
7.如权利要求6所述的一种前围隔声套组弱点分析的试验方法，其特征在于：所述多面体声源距离所述前围隔声套组为1.5m。
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