CN111220266B - 一种基于网络诊断算法的整车传递路径分析测试方法 - Google Patents
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Abstract
本案为一种基于网络诊断算法的整车传递路径分析测试方法，包括基于功率替代法的噪声源功率测试与计算；噪声直接传递函数测试；噪声复合传递函数测试；车内混响时间测量；基于所述的测试结果，进行网路诊断算法的整车传递路径数据分析。本发明可以科学有效的分析整车各种噪声源的贡献水平，并对贡献量进行排序，针对性的优化噪声源，如发动机，变速器，进排气，轮胎等噪声源。本发明可以精确分析整车声学包传递路径，并对传递路径进行排序，针对性的优化弱点传递路径，节省研发成本，提高研发效率。本发明可以准确分离车辆的空气声和结构声，为整车声学性能的开发指明了方向。本发明可以精确分析车辆的噪声特性，为车辆平台化开发提供了指导意义。
Description
技术领域
本发明涉及一种汽车噪音分析领域，特别是一种基于网络诊断算法的整车传递路径分析测试方法。
背景技术
车内声压级是整车各个噪声源声压级的总和。汽车的噪声源主要有发动机、变速器、胎噪、尾气排放管、进气口等，这些噪声通过不同的传递路径最终传入乘员舱。车内振动噪声可以看成是由多个激励经过多条传递路径到达目标点叠加而成的，如果能准确地判断出各主要激励源和传递路径的贡献量，并针对贡献量大的激励源和传递路径作相应的优化改进，则NVH（即Noise（噪声）、Vibration（振动）和Harshness（声振粗糙度，也可以通俗地理解为不平顺性））改进工作效率能得到大大的提高。为此，在汽车的NVH性能分析中，常常将汽车简化为由激励源（振动源、噪声源）、传递路径和响应点组成的动态系统。能同时考虑激励源和传递路径的传递路径分析法在汽车NVH 性能开发中得到了广泛关注,传递路径分析方法可以用于结构传播噪声和空气噪声问题的诊断、分析和优化。针对空气噪声，传统的TPA分析方法无法对整车的噪声源和传递路径进行净化，不能有针对性的提出优化方案。传统TPA分析方法，存在如下问题：不能精确的对噪声源进行净化和贡献量分析。不能精确的对声学传递路径进行净化和弱点分析。不能有效的进行空气声和结构声的分离。无法识别整车声学特性，不能指导平台化开发。不能进行整车子系统级传递损失计算。不能为SEA开发提供数据支持。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种科学有效的分析整车各种噪声源的贡献水平，节省研发成本，提高研发效率的基于网络诊断算法的整车传递路径分析测试方法。
为了实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：
一种基于网络诊断算法的整车传递路径分析测试方法，包括：
S1:基于功率替代法的噪声源功率测试与计算；
S2:噪声直接传递函数测试；
S3:噪声复合传递函数测试；
S4:车内混响时间测量；
S5:基于所述S1至S4的测试结果，进行网路诊断算法的整车传递路径数据分析。
优选的是，所述的基于网络诊断算法的整车传递路径分析测试方法，其中，所述S1中的基于功率替代法的噪声源功率测试与计算具体包括：在每个潜在的噪声源位置处布置麦克风，所述潜在的噪声源位置包括发动机舱麦克风布置位置、轮胎麦克风布置位置、底盘处麦克风布置位置、尾管处麦克风布置位置、车内接收点麦克风布置位置，依次将已校准过的点声源放置在所述潜在的噪声源位置处，每个麦克风会测量该点声源处的声压级；在路试工况采集每个潜在的噪声源位置的噪声源的声压级；结合路试工况及点声源激励下的声压级测试结果，对每个潜在的噪声源进行解耦。
优选的是，所述的基于网络诊断算法的整车传递路径分析测试方法，其中，所述S2中的噪声直接传递函数测试噪声具体包括：采用体积声源依次放置在噪声产生位置处，利用麦克风采集到各接收点处的声压级，并结合噪声源声功率计算出噪声直接传递函数，然后根据从噪声产生位置到各接收点的直接传递函数测试噪声。
优选的是，所述的基于网络诊断算法的整车传递路径分析测试方法，其中，所述S3中的噪声复合传递函数测试具体包括：将整个车身外表面分割成了多个不同的区域；用体积声源逐步扫描多个不同的区域，在相应的各接收点处由麦克风采集声压级；由已知的声压级以及噪声源声功率，计算从激励面至车内接收端的第一传递函数，以及从激励面至车外接收端的第二传递函数；将所述第一传递函数、第二传递函数复合得到噪声复合传递函数。
优选的是，所述的基于网络诊断算法的整车传递路径分析测试方法，其中，所述S4中的车内混响时间测量具体包括：利用12面体球形声源测试乘员舱不同空间的混响时间，计算车内声腔常数。
优选的是，所述的基于网络诊断算法的整车传递路径分析测试方法，其中，所述S5中的进行网路诊断算法的整车传递路径数据分析具体包括：噪声贡献量排序、传递路径的识别与排序、子系统的传递损失计算、子系统噪声弱点分析、声学包自动优化。
优选的是，所述的基于网络诊断算法的整车传递路径分析测试方法，其中，所述噪声贡献量排序具体包括：声源的净化；基于直接传递函数的贡献量分析；空气及结构噪声的分析。
优选的是，所述的基于网络诊断算法的整车传递路径分析测试方法，其中，所述子系统的传递损失计算具体包括：利用在特定区域布置的麦克风，分析从特定区域传入车内的噪声，并结合所述噪声贡献量排序、传递路径的识别与排序过程中分析出的特定区域的临近区域对于车内噪声的影响，所述特定区域包括防火墙，车身地板。
优选的是，所述的基于网络诊断算法的整车传递路径分析测试方法，其中，所述子系统的传递损失计算具体包括：利用体积声源逐点对内饰表面进行噪声激励，同时测量所有麦克风的声压级，建立传递矩阵；利用传递举证创建全息彩图；通过全息彩图，判断传递弱点区域；通过安装样件与不安装样件两次的全息彩图对比，分析样件的局部影响；利用互拟的全息技术，分析样件厚度、材料影响。
本发明的优势为：本发明可以科学有效的分析整车各种噪声源的贡献水平，并对贡献量进行排序，针对性的优化噪声源，如发动机，变速器，进排气，轮胎等噪声源。本发明可以精确分析整车声学包传递路径，并对传递路径进行排序，针对性的优化弱点传递路径，节省研发成本，提高研发效率。本发明可以准确分离车辆的空气声和结构声，为整车声学性能的开发指明了方向。本发明可以精确分析车辆的噪声特性，为车辆平台化开发提供了指导意义。本发明可以快速准确的计算车辆子系统的传递损失，节省了传统部件级测试的开发成本。本发明的输出结果可以帮助对车辆的声学特性进行自定义分析。本发明的相关测试数据可以有效指导统计能量分析开发。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
一种基于网络诊断算法的整车传递路径分析测试方法，包括：
S1:基于功率替代法的噪声源功率测试与计算；
S2:噪声直接传递函数测试；
S3:噪声复合传递函数测试；
S4:内混响时间测量；
S5:基于所述S1至S4的测试结果，进行网路诊断算法的整车传递路径数据分析。
本发明可以科学有效的分析整车各种噪声源的贡献水平，并对贡献量进行排序，针对性的优化噪声源，如发动机，变速器，进排气，轮胎等噪声源。本发明可以精确分析整车声学包传递路径，并对传递路径进行排序，针对性的优化弱点传递路径，节省研发成本，提高研发效率。本发明可以准确分离车辆的空气声和结构声，为整车声学性能的开发指明了方向。本发明可以精确分析车辆的噪声特性，为车辆平台化开发提供了指导意义。本发明可以快速准确的计算车辆子系统的传递损失，节省了传统部件级测试的开发成本。本发明的输出结果可以帮助对车辆的声学特性进行自定义分析。本发明的相关测试数据可以有效指导统计能量分析开发。本发明最重要的一项内容是用声功率的指标定量地对发动机、变速器、胎噪、尾气排放管、进气口等声源进行排序并找出主要的噪声源，用传递函数定量地对传递路径进行排序并找出主要的传递路径。本发明的第二项内容是获得待测车辆的所有声学特性，将传递函数和运行工况下的声功率通过一定的数值运算，从而获得相应的声学特性。其次，也可以进行互易法声全息测试，能对声学包方案提供更为细致的信息。了解了所有影响车内噪声的参数就像了解了生物的DNA一样，基于这些参数，就可以对标每辆车的NVH性能。基于网络诊断算法的整车传递路径分析测试方法可以完美的解决传统TPA分析方法存在的缺陷，通过科学的测试方法，精确的数值运算，可以给出成本和重量均经过优化的声学包解决方案。
所述S1中的基于功率替代法的噪声源功率测试与计算具体包括：在每个潜在的噪声源位置处布置麦克风，所述潜在的噪声源位置包括发动机舱麦克风布置位置、轮胎麦克风布置位置、底盘处麦克风布置位置、尾管处麦克风布置位置、车内接收点麦克风布置位置，依次将已校准过的点声源放置在所述潜在的噪声源位置处，每个麦克风会测量该点处的声压级；在路试工况采集每个潜在的噪声源位置的噪声源的声压级；结合路试工况及点声源激励下的声压级测试结果，对每个潜在的噪声源进行解耦。利用声源替代法对不同声源进行解耦时，为了消除临近噪声源的影响，可以结合一种基于交叉矩阵法的算法；该矩阵是单个激励下各个麦克风之间的传递函数组成。
所述S2中的噪声直接传递函数测试噪声具体包括：采用体积声源依次放置在噪声产生位置处，利用麦克风采集到各接收点处的声压级，并结合噪声源声功率计算出噪声直接传递函数，然后根据从噪声产生位置到各接收点（车内或后备箱）的直接传递函数测试噪声。噪声产生位置包括轮胎与地面接触位置、排气口、差速器。
所述S3中的噪声复合传递函数测试具体包括：将整个车身外表面分割成了多个不同的区域；用体积声源逐步扫描多个不同的区域，在相应的各接收点处由麦克风采集声压级；由已知的声压级以及噪声源声功率，计算从激励面至车内接收端的第一传递函数，以及从激励面至车外接收端的第二传递函数；将所述第一传递函数、第二传递函数复合得到噪声复合传递函数。
所述S4中的内混响时间测量具体包括：利用12面体球形声源测试乘员舱不同空间的混响时间，计算车内声腔常数。
所述S5中的进行网路诊断算法的整车传递路径数据分析具体包括：噪声贡献量排序、传递路径的识别与排序、子系统的传递损失计算、子系统噪声弱点分析、声学包自动优化。子系统噪声弱点分析即为声源及车身替代后车内噪声的预测具有以下功能： DNA(Diagnostic Network Algorithms)是基于网络诊断算法的整车传递路径分析测试方法简称，DNA分析可以识别车辆的所有差异，进而分析不同车辆所有的不同。DNA可以对不同动力系统、轮胎等声源进行替代，计算替代后的车内噪声。由于DNA已经净化了部件的传递损失，所以可以直接用不同的传递损失进行计算。同时DNA软件也可以对车身变化引起的车内噪声进行预测（传递函数需要其它的输入）。客户可以通过声学包自动优化（GBO）结果对车辆的声学特性进行自定义分析，为新车型的开发提供了如下指导意义：保持整车的声学性能不变，GBO结果可以显示哪些位置的声学包有优化的空间。基于客户输入的条件，GBO结果可以显示整车声学水平是否能够满足要求。
所述噪声贡献量排序具体包括：声源的净化（消除各声源之间的相互干扰）；基于直接传递函数的贡献量分析；空气及结构噪声的分析。通过对所有噪声源解耦，结合贡献量分析，排列出对整车影响最大的前五项噪声源，以彩图的形式直观的反映出来，给客户指明了优化的方向，避免盲目的进行验证。通过对噪声传递路径进行解耦，结合材料数据库，可以有针对性的对弱点路径进行声学包优化。避免客户使用传统方法无法定位弱点路径而盲目的进行声学包开发，该方法节省了开发成本，提高了开发效率。
所述子系统的传递损失计算具体包括：利用在特定区域布置的麦克风，分析从特定区域传入车内的噪声，并结合所述噪声贡献量排序、传递路径的识别与排序过程中分析出的特定区域的临近区域对于车内噪声的影响，所述特定区域包括防火墙，车身地板。除了在不同的噪声源处布置麦克风，同时在重要的区域额外布置麦克风。该方法能在不切割零件的前提下计算部件的传递损失。
所述子系统的传递损失计算具体包括：利用体积声源逐点对内饰表面进行噪声激励，同时测量所有麦克风的声压级，建立传递矩阵；利用传递举证创建全息彩图；通过全息彩图，判断传递弱点区域；通过安装与不安装样件两次测量彩图对比，可以分析样件的局部影响；利用互拟的全息技术，可以分析样件厚度、材料等的影响。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的实施例。
Claims (5)
1.一种基于网络诊断算法的整车传递路径分析测试方法，其特征在于，包括：
S1:基于功率替代法的噪声源功率测试与计算；
S2:噪声直接传递函数测试；
S3:噪声复合传递函数测试；
S4:车内混响时间测量；
S5:基于所述S1至S4的测试结果，进行网络 诊断算法的整车传递路径数据分析；
所述S1中的基于功率替代法的噪声源功率测试与计算具体包括：在每个潜在的噪声源位置处布置麦克风，所述潜在的噪声源位置包括发动机舱麦克风布置位置、轮胎麦克风布置位置、进气口与排气管处麦克风布置位置，依次将已校准过的点声源放置在所述潜在的噪声源位置处，每个麦克风会测量该点声源处的声压级；在路试工况采集每个潜在的噪声源位置的噪声源的声压级；结合路试工况及点声源激励下的声压级测试结果，对每个潜在的噪声源进行解耦；
所述S2中的噪声直接传递函数测试噪声具体包括：采用体积声源依次放置在噪声产生位置处，利用麦克风采集到各接收点处的声压级，并结合噪声源声功率计算出噪声直接传递函数，然后根据从噪声产生位置到各接收点的直接传递函数测试噪声；
所述S3中的噪声复合传递函数测试具体包括：将整个车身外表面分割成了多个不同的区域；用体积声源逐步扫描多个不同的区域，在相应的各接收点处由麦克风采集声压级；由已知的声压级以及噪声源声功率，计算从激励面至车内接收端的第一传递函数，以及从激励面至车外接收端的第二传递函数；将所述第一传递函数、第二传递函数复合得到噪声复合传递函数；
所述S4中的车内混响时间测量具体包括：利用12面体球形声源测试乘员舱不同空间的混响时间，计算车内声腔常数。
2.如权利要求1所述的基于网络诊断算法的整车传递路径分析测试方法，其特征在于，所述S5中的进行网路诊断算法的整车传递路径数据分析具体包括：噪声贡献量排序、传递路径的识别与排序、子系统的传递损失计算、子系统噪声弱点分析、声学包自动优化。
3.如权利要求2所述的基于网络诊断算法的整车传递路径分析测试方法，其特征在于，所述噪声贡献量排序具体包括：声源的净化；基于直接传递函数的贡献量分析；空气及结构噪声的分析。
4.如权利要求3所述的基于网络诊断算法的整车传递路径分析测试方法，其特征在于，所述子系统的传递损失计算具体包括：利用在特定区域布置的麦克风，分析从特定区域传入车内的噪声，并结合所述噪声贡献量排序、传递路径的识别与排序过程中分析出的特定区域的临近区域对于车内噪声的影响，所述特定区域包括防火墙，车身地板。
5.如权利要求4所述的基于网络诊断算法的整车传递路径分析测试方法，其特征在于，所述子系统的传递损失计算具体包括：利用体积声源逐点对内饰表面进行噪声激励，同时测量所有麦克风的声压级，建立传递矩阵；利用传递矩阵 创建全息彩图；通过全息彩图，判断传递弱点区域；通过安装样件与不安装样件两次的全息彩图对比，分析样件的局部影响；利用互拟的全息技术，分析样件厚度、材料影响。
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