Car pass-by indoor testing

室内通过噪声:户外问题的解决方案

室内通过噪声测试不仅可以帮助汽车原始设备制造商遵守新的噪声限制,还可以以经济高效的方式调查和优化其设计。

道路交通噪声是全球最普遍的环境噪声问题之一。它不仅恼人,更涉及健康问题。为了帮助减少环境中的噪声,政府机构为每种类型的地面车辆设定了通过噪声排放限制——这些规定必须遵守,并且作为产品认证的一部分,是针对所有汽车原始设备制造商的要求,而且这些法规正变得越来越严格。
UN/ECER51.03
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2014年推出的联合国/欧洲经委会R51.03为大幅降低通过噪声限值设定了时间表。例如,到2024年,乘用车(M1类)的新限制将设置为68dB(A)——在三个阶段减少6dB(2倍)。如果不注意轮胎噪声的降噪措施,即使是全电动汽车也可能难以达到这一限制。 

汽车原始设备制造商面临的另一个挑战是在测试过程中增加了匀速道路测试,以反映更为真实的驾驶条件,并认识到即使在低速条件下轮胎噪声的贡献也越来越占主导地位,从而将噪声偏差从发动机转移到轮胎。附加噪声排放规定(ASEP)试验要求制造商证明,在典型的道路行驶条件下,在更广泛的速度范围内,他们的车辆声压级与ISO通过测试结果没有显著差异。当前ASEP定义要求每个挡位增加四个车速,对于6挡汽车,共有24个额外的测量值。预计不久将对ASEP进行的修订,可能会进一步增加测试负担。 

随着产品上市时间缩短、额外的测试要求增加,加之需要更高效的测试,人们越来越不知道OEM应该如何提高测试能力,以成功开发符合这些国际要求的新一代车辆——室内通过噪声测试将是答案之一。

 

室内还是室外?

传统上,车辆通过噪声是在室外设施中测量的,该设施包括直线跑道和两个测量传声器,跑道两侧各一个传声器。车辆在两个传声器之间加速,记录两个传声器的最大声压级。  

汽车通过户外户外通过噪声测试跑道

但是,室外通过噪声测量的挑战很多:

  • 天气状况可以接受吗? 
  • 背景噪声足够低吗?  
  • 测试跑道表面适合吗?  
  • 测试运行的一致性如何?  
  • 我能尽量减少占用测试跑道的时间吗? 

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尽管现场通过系统无法控制天气或鸟鸣,但它的工作是获取、处理、存储和报告数据,收集所有必需的参数,例如发动机转速、车速、天气和声学数据。对于许多原始设备制造商来说,这仍然是用于合规和认证的首选方法。

但是,道路车辆制造商越来越多地选择室内通过噪声测试来帮助他们遵守新的噪声限制,有很多原因。

 

 

自2019年以来,室内通过噪声已被批准用于认证(R51.03AM4)和生产一致性,因此,是取代容易受天气影响的室外测试的方法。在大型半消声室内使用底盘测功机,在运行过程中测量车内和外部噪声要简单得多。在这种受控环境中,影响测试的因素比较少,具有高度可重复性,可全年全天候进行,而固定式车辆则可轻松使用更多仪器,以确定发出噪声的根本原因。

模拟室内通过噪声测试的方法是在转毂上驾驶固定车辆,仿佛是传统的室外通过噪声测量,并用线性阵列传声器测量辐射到车辆两侧的声音。传声器信号与车速信号一起处理,模拟室外通过噪声,包括多普勒校正,得到可直接对比的通过噪声结果。该标准提供了一种使用符合ISO标准的测试跑道上的户外测量数据修正轮胎噪声的方法。  

 

如何利用室内通过噪声测试?

汽车测试室内通过噪声测试设施批准进行认证(R51.03AM4)。

决定通过噪声测试方法的因素有许多,但是无论选择何种方法,室内通过噪声结果都可以与室外结果相关联,从而确保关于车外噪声的任何决策都基于正确的信息。

 

开发和设计

在开发和设计方面,有很多可能性可以帮助汽车制造商调查和优化他们的设计,以便不仅以具有成本效益的方式完成法规,而且还能在设计过程的早期解决车外噪声问题。其中包括噪声源量化方法,例如阵列声学和源路径贡献(SPC)分析。

 

源贡献分析

室内通过噪声的最大优势之一是使用噪声源贡献分析来研究所有不同潜在来源的贡献效应。这对于所有汽车制造商来说都非常重要。尽管电动汽车更安静,但除了轮胎噪声以外,仍然发出其他噪声,因此对于电动汽车制造商来说,了解这些不同的新噪声源的贡献效应也很重要。 

SPC是用于评估来自不同来源对人耳位置的噪声贡献的技术,在通过噪声应用中,我们关注的是通过噪声的传声器,而不是人耳。可以突出显示对于通过噪声传声器的主要来源,然后使用CAE或试验进一步的调查,将重点放在这些声源上。这种方法通常用于调查符合通过噪声法规和车内噪声的设计解决方案。 

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随着对车辆噪声的限制日益增加,以及在设计初期纠正问题的重要性,室内通过噪声是评估车外噪声并避免意外情况的一种更方便且高效的方法。从设计到认证,它正在成为工程师工具箱中的重要工具。