测试和仿真技术在摩托车噪声控制中的应用

2013-01-24 09:18:40来源: 21ic
1 前言

机动车噪声是城市噪声公害的重要来源,也是环保工作的主要控制对象之一。为了减少机动车噪声污染,各发达国都制定了严格的法规对包括摩托车在内的车辆噪声加以限制。虽然我国目前对机动车噪声的控制力度尚未达到欧美、日本的水平,但从长远来看,政府不断强化对机动车环保性的要求并最终与发达国家接轨是一个必然趋势。随着新的摩托车噪声限制法规-GB4569-2000 的正式实施,外资摩托车企业的技术优势将更加明显,而部分国内企业将由于主导车型的噪声水平不能达标而陷入非常尴尬的处境。有资料表明,截至2005 年初国内在产车型约有一半不能达到GB4560-2000 的要求,其中125 排量以上骑式车情况最为严重,这无疑将造成国内摩托车行业生产、研发能力的巨大浪费和闲置。因此可以说,噪声控制技术是关系到国内摩托车行业生死存亡的关键技术之一。

正是在这样的背景下,国内的摩托车制造商都加大了对噪声控制的研究力度。然而,机动车的噪声问题非常复杂,不仅难度高、投入大,而且需要综合多个领域的理论知识和工程经验。近年来,由于计算机技术、数值模拟以及数字信号处理的理论与实验技术的飞速发展,声学测试与分析研究的软硬件取得了长足进步,使噪声的测试、分析与控制技术在各个行业得到了飞速的发展,所有这些都为摩托车噪声控制技术的研究与开发提供了机遇。

本项目是嘉陵与 LMS 合作开展的一个摩托车降噪项目。经过近两年时间的努力,成功地使某125 车型的通过噪声由原来的78.5dB(A)下降到76.5dB(A),对应了国家法规的要求。

2 噪声源识别

如同病人就诊,摩托车噪声控制的首要环节就是诊断,即通过测试找出摩托车的主要噪声源,以便有的放矢地进行改进。本项目应用了两种技术来进行噪声源的识别和排序, 即屏蔽测试(Wrapping/Disconnection Test)和ASQ(Airborne Source Quantification,声源量化分析),所有测试工作都在 LMS 公司总部的消声室内完成。

2.1 屏蔽测试

噪声源屏蔽测试的基本思路就是针对若干个主要噪声源分别进行屏蔽,对表面辐射噪声采取覆盖的方式,对气动噪声则采取连接绝对消声器的方式。

进行测试之前,根据主观判断先假定下列各项为主要噪声源:

a 进排气噪声;
b 发动机;
c 壳体零件(油箱、整流罩、侧盖等);
d 消声器表面辐射噪声;
e 轮胎。

以下为部分测试状态图片:

newmaker.com

根据屏蔽测试的结果可进行噪声源排序并判断各噪声源的最大修改潜力,即完全屏蔽该噪声源时总体通过噪声的下降量。需要指出的是,屏蔽测试不能精确描述不同频率下各噪声源对总体通过噪声的相对影响,这需要靠下面提到的ASQ 测试来完成。

ASQ 技术是LMS 公司在上世纪九十年代开发的一套用于精确测量各独立噪声源对总体噪声贡献量大小的测试技术。对于空气传播噪声,其传播机理如下:

newmaker.com

可见,只要知道噪声源参数和传递路径,就可以计算出响应,也就是噪声源的贡献量。这就是ASQ的基本思路。

ASQ测试中最关键、最复杂的就是测量噪声源的体积加速度(m3/s2)或体积速度(m3/s),这两个参数是反映声源发声强度的基本参数,其作用可类比于力激励中的力。但是,声源的体积加速度往往很难直接测量,只能通过间接测量计算得到。有了噪声源的体积加速度,再测出噪声源与远场点(7.5m远处)之间的传递函数,就可以计算PBN(通过噪声)测试时该噪声源对总体噪声的贡献量。
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关键字:仿真技术  噪声控制  测试

编辑:什么鱼 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/Test_and_measurement/2013/0124/article_6746.html
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