Transito indoor: una soluzione a un problema outdoor

Il rumore del traffico stradale è uno dei problemi di rumorosità ambientale più diffusi nel mondo. Non è soltanto una questione di fastidio, infatti ha un impatto importante sulla salute. Per contribuire a ridurre il rumore ambientale, le agenzie governative stabiliscono limiti di emissioni acustiche per il transito per ogni categoria di veicolo di superficie. Si tratta di normative fondamentali che vanno rispettate e sono un requisito per tutti gli OEM del settore automotive in quanto parte della loro certificazione prodotto. Inoltre sono norme sempre più restrittive.
UN/ECE R51.03
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UN/ECE R51.03, introdotta nel 2014, stabilisce una tabella di marcia per ridurre in gran parte i valori limite del rumore di transito. Per esempio, entro il 2024 il nuovo limite per le auto con passeggeri (categoria M1) sarà impostato a 68 dB(A), con una riduzione di 6 dB (un fattore di 2) in tre fasi. Anche i veicoli elettrici potrebbero avere problemi a rispettare questo limite se non si presta attenzione alla riduzione della rumorosità degli pneumatici. 

Un’altra sfida per gli OEM del settore automotive è la prova di velocità costante su strada, che si aggiunge alla procedura di prova per avere condizioni di guida più realistiche, considerando anche che sono gli pneumatici la causa principale del rumore anche a basse velocità, non il motore. I test ASEP (Additional Sound Emission Provisions) per misurare le emissioni sonore, prevedono che i produttori dimostrino che i livelli sonori dei veicoli non differiscano in modo sostanziale dai risultati del test di transito ISO in condizioni di guida tipiche su strada ed entro un più ampio range di velocità. L’attuale definizione ASEP prevede quattro velocità aggiuntive per ogni marcia, che per un’auto a 6 marce corrisponde a un totale di 24 misurazioni aggiuntive. Le prossime revisioni di ASEP, previste entro breve, probabilmente aumenteranno ulteriormente i test da eseguire.  

Considerando tutti i requisiti aggiuntivi per le prove e combinandoli alla necessità di un rapido time-to-market, che richiede test più efficienti, ci si chiede come gli OEM possano riuscire a eseguire test che permettano loro di sviluppare con successo la prossima generazione di veicoli conformi a questi requisiti internazionali. I test di transito indoor sono parte della risposta. 

Dentro o fuori?

Solitamente il rumore di transito dei veicoli viene misurato in una struttura all’aperto, composta da una sezione rettilinea di strada e con due microfoni di misura, uno per lato. Il veicolo accelera in corrispondenza dei microfoni, che registrano così la pressione sonora massima.  

Tracciato per il test di transito dei veicoli

Tuttavia, le sfide nella misurazione del rumore sul posto dei veicoli in transito sono numerose:

• Le condizioni meteorologiche sono accettabili? 
• Il rumore di fondo è abbastanza smorzato?  
• La superficie del test è adatta?  
• Le fasi del test sono coerenti?  
• Posso ridurre al minimo il mio tempo sul tracciato di prova? 

LE SOLUZIONI DI HBK PER I TEST DI TRANSITO
SCOPRI DI PIÙ SCARICANDO LA NOSTRA BROCHURESebbene un sistema di prova su campo per il transito dei veicoli non sia in grado di controllare il meteo o il cinguettio degli uccelli, consente comunque di acquisire, elaborare, salvare e raccogliere in un report i dati, comprendendo tutti i parametri necessari come velocità motore, velocità veicolo, meteo e dati acustici. Per molti OEM questo è ancora il metodo preferito per la conformità e l’omologazione.

Tuttavia, sono diversi i motivi per cui i fabbricanti di veicoli su strada optano sempre più per i test indoor per rispettare i limiti di rumorosità.

 

 

Dal 2019 è stato approvato il test di transito indoor per l’omologazione (R51.03 Am4) e la conformità di produzione, pertanto è un’alternativa effettiva al metodo outdoor, che ha il limite di dipendere dalle condizioni atmosferiche. Misurare il rumore interno ed esterno di un veicolo durante il funzionamento è molto più semplice indoor con un banco dinamometrico in una grande camera semianecoica. In questo ambiente controllato, le misurazioni sono a prova di interferenze esterne, sono altamente ripetibili, possono essere effettuate tutto l’anno, 24 ore su 24, 7 giorni su 7, mentre il veicolo fermo consente un facile accesso per aumentare gli strumenti per trovare le cause del rumore emesso.

Il test di transito indoor consiste nella simulazione del transito portando il veicolo stazionario sul banco, come in un normale test di transito outdoor, misurando il rumore emesso con microfoni disposti in linea ai lati del veicolo. I segnali dei microfoni sono elaborati insieme alla velocità veicolo per simulare un risultato di transito confrontabile direttamente, compresa la correzione doppler, con un risultato outdoor. La norma fornisce un metodo per correggere il rumore degli pneumatici usando dati da una misurazione outdoor su un tracciato di prova conforme a ISO.  

Come sfruttare i vantaggi dei test di transito indoor?

Struttura indoor per testare il rumore di transito dei veicoli approvata per l’omologazione (R51.03 Am4).

Ci sono diversi fattori che determinano il metodo di prova per il transito dei veicoli, ma indipendentemente dalla scelta, i risultati indoor sono equiparabili a quelli outdoor, in modo da garantire che le decisioni prese per il rumore esterno siano basate su informazioni corrette.

Sviluppo e progettazione

Per quanto riguarda sviluppo e progettazione, le possibilità di aiutare le case automobilistiche ad analizzare e ottimizzare i design non solo per la conformità con le norme senza spese eccessive, ma anche per affrontare il problema del rumore esterno fin dal processo di design, sono davvero numerose. Tra queste, i metodi che consentono di quantificare le sorgenti sonore , come l’analisi acustica in array e la Source Path Contribution (SPC).

 

 

Analisi del contributo delle sorgenti sonore

Uno dei principali vantaggi del test di transito indoor è l’impiego dell’analisi dell’incidenza di una sorgente sonora per valutare gli effetti di tutte le potenziali sorgenti di rumore. È estremamente importante per tutte le case automobilistiche. I veicoli elettrici, sebbene più silenziosi, emettono comunque un rumore non legato agli pneumatici, quindi è importante per i fabbricanti di veicoli elettrici comprendere l’incidenza di queste sorgenti sonore nuove o diverse. 

SPC è una tecnica di valutazione dell'incidenza del rumore proveniente da diverse sorgenti verso il punto in cui è installato il ricevitore, in questo caso i microfoni di transito. Consente di mettere in evidenza le sorgenti dominanti per un determinato ricevitore, cosicché ulteriori analisi, con CAE o test di sviluppo, possono concentrarsi su tali sorgenti. Questo metodo è impiegato spesso per trovare soluzioni di design che possano soddisfare le norme per il rumore di transito e il rumore interno. 

Misurazione del rumore degli pneumatici, misurazione del rumore del motore, analisi dello scarico e analisi del rumore interno

Con le restrizioni sempre maggiori sul rumore dei veicoli e l’importanza di risolvere i problemi in una fase precoce del ciclo di progettazione, il test di transito indoor è una soluzione conveniente ed efficiente per valutare il rumore esterno evitando imprevisti. Dalla progettazione all’omologazione, sta diventando uno strumento fondamentale nella cassetta degli attrezzi dell’ingegnere.