汽车噪声检测

关于汽车噪声检测第2页,共34页，2024年2月25日，星期天噪声污染事件噪声研究始于17世纪，20世纪50年代后，噪声被公认为是一种严重的公害污染。有人曾做过实验，把一只豚鼠在173分贝的强声环境中，几分钟后就死了。解刨后的豚鼠肺和内脏都有出血现象。1959年，美国有10个人“自愿”做噪声实验。当实验用飞机从10名实验者头上10-12米的高度飞过后，有6人当场死亡，4人数小时后死亡。验尸证明10人都死于噪声引起的脑出血，可见这个“声学武器”的威力之大。第3页,共34页，2024年2月25日，星期天一、汽车噪声的危害噪声污染对人、动物、仪器仪表以及建筑物均构成危害，其危害程度主要取决于噪声的频率、强度及暴露时间。噪声危害主要包括：噪声对听力的损伤噪声对人体最直接的危害是听力损伤。人们在进入强噪声环境时，暴露一段时间，会感到双耳难受，甚

噪声污染至会出现头痛等感觉。离开噪声环境到安静的场所休息一段时间，听力就会逐渐恢复正常。这种现象叫做暂时性听阈偏移，又称听觉疲劳。但是，如果人们长期在强噪声环境下工作，听觉疲劳不能得到及时恢复，且内耳器官会发生器质性病变，即形成永久性听阈偏移，又称噪声性耳聋。若人突然暴露于极其强烈的噪声环境中，听觉器官会发生急剧外伤，引起鼓膜破裂出血，迷路出血，螺旋器从基底膜急性剥离，可能使人耳完全失去听力，即出现暴震性耳聋。第4页,共34页，2024年2月25日，星期天如果长年无防护地在较强的噪声环境中工作，在离开噪声环境后听觉敏感性的恢复就会延长，经数小时或十几小时，听力可以恢复。这种可以恢复听力的损失称为听觉疲劳。随着听觉疲劳的加重会造成听觉机能恢复不全。因此，预防噪声性耳聋首先要防止疲劳的发生。一般情况下，85分贝以下的噪声不至于危害听觉，而85分贝以上则可能发生危险。统计表明，长期工作在90分贝以上的噪声环境中，耳聋发病率明显增加。第5页,共34页，2024年2月25日，星期天噪声能诱发多种疾病因为噪声通过听觉器官作用于大脑中枢神经系统，以致影响到全身各个器官，故噪声除对人的听力造成损伤外，还会给人体其它系统带来危害。由于噪声的作用，会产生头痛、脑胀、耳鸣、失眠、全身疲乏无力以及记忆力减退等神经衰弱症状。长期在高噪声环境下工作的人与低噪声环境下的情况相比，高血压、动脉硬化和冠心病的发病率要高2～3倍。可见噪声会导致心血管系统疾病。噪声也可导致消化系统功能紊乱，引起消化不良、食欲不振、恶心呕吐，使肠胃病和溃疡病发病率升高。此外，噪声对视觉器官、内分泌机能及胎儿的正常发育等方面也会产生一定影响。在高噪声中工作和生活的人们，一般健康水平逐年下降，对疾病的抵抗力减弱，诱发一些疾病，但也和个人的体质因素有关，不可一概而论。第6页,共34页，2024年2月25日，星期天对生活工作的干扰噪声对人的睡眠影响极大，人即使在睡眠中，听觉也要承受噪声的刺激。噪声会导致多梦、易惊醒、睡眠质量下降等，突然的噪声对睡眠的影响更为突出。噪声会干扰人的谈话、工作和学习。实验表明，当人受到突然而至的噪声一次干扰，就要丧失4秒钟的思想集中。据统计，噪声会使劳动生产率降低10～50%，随着噪声的增加，差错率上升。由此可见，噪声会分散人的注意力，导致反应迟钝，容易疲劳，工作效率下降，差错率上升。噪声还会掩蔽安全信号，如报警信号和车辆行驶信号等，以致造成事故。研究结果表明：连续噪声可以加快熟睡到轻睡的回转，使人多梦，并使熟睡的时间缩短；突然的噪声可以使人惊醒。一般来说，40分贝连续噪声可使l0%的人受到影响，70分贝可影响50%，而突发的噪声在40分贝时，可使l0%的人惊醒，到60分贝时，可使70%的人惊醒。长期干扰睡眠会造成失眠、疲劳无力、记忆力衰退，以至产生神经衰弱症候群等。在高噪声环境里，这种病的发病率可达50～60%以上。第7页,共34页，2024年2月25日，星期天对动物的影响噪声能对动物的听觉器官、视觉器官、内脏器官及中枢神经系统造成病理性变化。噪声对动物的行为有

噪声污染一定的影响，可使动物失去行为控制能力，出现烦躁不安、失去常态等现象，强噪声会引起动物死亡。鸟类在噪声中会出现羽毛脱落，影响产卵率等。第8页,共34页，2024年2月25日，星期天特强噪声对仪器设备和建筑结构的危害实验研究表明，特强噪声会损伤仪器设备，甚至使仪器设备失效。噪声对仪器设备的影响与噪声强度、频率以及仪器设备本身的结构与安装方式等因素有关。当噪声级超过150dB时，会严重损坏电阻、电容、晶体管等元件。当特强噪声作用于火箭、宇航器等机械结构时，由于受声频交变负载的反复作用，会使材料产生疲劳现象而断裂，这种现象叫做声疲劳。噪声对建筑物的影响，超过140dB时，对轻型建筑开始有破坏作用。如，当超声速飞机在低空掠过时，在飞机头部和尾部会产生压力和密度突变，经地面反射后形成N形冲击波，传到地面时听起来像爆炸声，这种特殊的噪声叫做轰声。在轰声的作用下，建筑物会受到不同程度的破坏，如出现门窗损伤、玻璃破碎、墙壁开裂、抹灰震落、烟囱倒塌等现象。由于轰声衰减较慢，因此传播较远，影响范围较广。此外，在建筑物附近使用空气锤、打桩或爆破，也会导致建筑物的损伤。第9页,共34页，2024年2月25日，星期天二、噪声的产生噪声污染主要来源于交通运输、车辆鸣笛、工业噪音、建筑施工、社会噪音如音乐厅、高音喇叭、早市和人的大声说话等。第10页,共34页，2024年2月25日，星期天1汽车噪声的评价指标声音是由声源作周期或非周期性振动而产生的。当声源振动时，声音以波的形式在弹性媒体（气体、液体或固体）中传播，即形成声波。声音的大小，与“声压”有关；声音的尖沉，与“音频”高低有关；声音悦耳吵杂，与“音调”是否和谐有关。噪声是指那些人们不需要的、令人厌恶的或对人类生活和工作有防碍的声音。噪声不仅有其客观的物理特性，还依赖主观感觉的评定。如在听音乐时，悦耳的歌声不是噪声，而在老师讲课的课堂上，高音播放的音乐只能算是噪声。1.音频人耳可以听到的声音频率，大致为20～20000Hz。频率越高，声音就越尖锐；频率越低，声音就越低沉。例如，打鼓的声音频率在100Hz左右；人讲话的声音约为几百赫兹；高音和乐器的声音约在100～4000Hz范围内；尖叫的声音可能超过4000Hz。低于20Hz的声音称为次声，高于20000Hz的声音称为超声，都是人耳听不到的声音。第11页,共34页，2024年2月25日，星期天2.声压和声压级声压与声压级的概念已在2.5.2中阐述过，这里不再重复。3.计权网络在噪声研究中，一般用声压、声压级作为噪声测量的物理参数，实际上，人耳接受客观声压和频率后，主观上产生的“响度感觉”，与这些客观物理量之间并不完全一致。这种主、客观量的差异是由声波频率的不同而引起的。因此在噪声测量时，就存在着一个客观存在的声音物理量与人耳感觉的主观量的统一问题。如何把声压级和频率统一起来考虑，引出了“响度”的概念，单位为“方”（phon）。响度级反映人对声音的主观评价，将声压级和频率用一个单位统一表示。为此，人们在噪声分析仪中设计了A、B、C三种“频率计权”网络来对所测量噪声进行听感修正，其中A、B计权网络对对中、低频声音有衰减，C计权网络基本上无衰减。测量噪声声压级时常用A计权。国标规定在测量汽车噪声时也要使用A计权。这是因为，研究表明，对于大多数的噪声而言，用A计权比其他计权能够更接近人耳的听觉响应特性。

第12页,共34页，2024年2月25日，星期天2汽车噪声的产生及其影响

按照噪声产生的过程,可将汽车噪声源大致分为两类，一是与发动机运转有关的噪声；另一类是与汽车行驶有关的噪声。与发动机运转有关的噪声主要包括发动机运转时发出的燃烧噪声、机械噪声、进排气噪声和风扇噪声，以及发动机运转时所带动的各种附件（如压气机、发电机等）发出得噪声。与汽车行驶有关的噪声主要包括：传动机构（变速器、传动轴及驱动桥）的机械噪声、轮胎发出的噪声、车身振动及和空气作用所发出的噪声。1.发动机噪声（1）燃烧噪声和机械噪声①燃烧噪声。②机械噪声。（2）进、排气噪声（3）风扇噪声第13页,共34页，2024年2月25日，星期天2汽车噪声的产生及其影响

2.传动机构噪声变速器噪声主要是因齿轮振动引起的噪声，以及轴承运转声、润滑油搅拌声，发动机振动传至变速器箱体而辐射的噪声等。传动轴噪声主要表现为汽车行驶中传动轴发出周期性响声，且车速越高响声越严重，甚至引起车身发生抖动、驾驶员握转向盘的手有麻木感，这是由于传动轴变形、轴承松旷及装配不良等原因造成的。提高装配精度，检查平衡片有无脱落，避免超速行驶，可减少传动轴噪声。驱动桥噪声在汽车行驶时车后部发出较大的响声，且车速越高响声越大。主要是齿隙不合适、齿轮装配不当，轴承调整不当等原因造成的。3.制动噪声制动噪声是汽车制动过程中由制动器摩擦诱发引起制动器等部件振动发出的声响，通常称为制动尖叫声。特别是制动器由热态转为冷态时更容易产生这种噪声。鼓式制动器比盘式制动器产生的噪声大。4.轮胎噪声轮胎噪声包括：轮胎花纹噪声、道路噪声、弹性振动噪声以及轮胎旋转时搅动空气引起的风噪声。第14页,共34页，2024年2月25日，星期天二、汽车噪声检测与检测设备

1.声级计的结构与工作声级计是一种能将汽车噪声，按人耳听觉特性近似地测定其噪声级的仪器，其面板如右图所示。声级计有精密声级计和普通声级计两类。噪声级是指用声级计测得的并经过听感修正的声压级（dB）或响度级（phon）。声级计一般由传声器、电子线路（包括放大器、衰减器、计权网络、检波器等）、指示仪表及电源等组成。其结构原理方框图如下图所示。第15页,共34页，2024年2月25日，星期天声级计11-电源开关；2-显示器；3-量程开关；4-传声器；5-灵敏度调节电位计；6-读数/保持开关；7-复位按扭；8-时间计权开关；9-电池盖板第16页,共34页，2024年2月25日，星期天（1）传声器传声器也叫话筒、麦克风，是将声压信号（机械能）转变为电信号（电能）的传感器，是声级计中的关键元器件之一。传声器的种类很多，按照它们的构造不同，可以分为动圈式、电容式、压电式、半导体式传声器等多种；常用的传声器是动圈式和电容式两种传声器。（2）放大器和衰减器由于传声器将声压转变为电压的能量很小，所以在声级计中安装有低噪声放大器。（3）计权网络为了模拟人耳听觉在不同频率有不同的灵敏性，在声级计内设有一种能够模拟人耳的听觉特性，把电信号修正为与听感近似值的网络，这种网络叫作计权网络。（4）检波器为了使经过放大的信号通过仪表显示出来，声级计还需要有检波器，以便把迅速变化的电压信号转变成变化较慢的直流电压信号。（5）指示仪表指示仪表是一只电表，对其刻度进行一定的标定，可从表头上直接读出噪声级的dB值。第17页,共34页，2024年2月25日，星期天2.声级计的使用和维护（1）声级计使用前的检查和校准①在未接通电源时，先检查仪表指针是否在机械零点上。②检查电池容量。把声级计功能开关对准“电池”，衰减器任意，此时电表指针应达到额定红线或规定区域，否则读数不准，应更换电池。③打开电源开关，预热仪器约10min。④对仪器进行校准。每次测量前或使用一段时间后，必须对仪器的电路和传声器进行校准。声级计上一般都配有电路校准的“参考”位置，可校验放大器的工作是否正常。如不正常，应调节微调电位器。电路校准后，再利用标准传声器对声级计上的传声器进行对比校准。⑤将声级计的功能开关对准“线性”、“快”档。由于一般办公室内的环境噪声约为40-60dB，因此声级计上应有相应的示值。变换衰减器刻度盘，表头示值应相应变化10dB左右。⑥检查计权网络。接以上步骤，将“线性”位置依次变为“C”、“B”、“A”。由于室内环境噪声多为低频成分，故经频率计权后的噪声级示值将低于线性值，而且应依次递减。⑦考查“快”、“慢”档。将衰减器刻度盘调至高dB值处（例如90dB）。通过操作人员发出声响，并注意观察“快”档时的指针摆动能否跟上发音速度，“慢”档时的指针摆动是否明显迟缓。⑧经过上述检查和校准后，声级计便可投入使用。在不知道被测声级多大时，必须把衰减器刻度盘预先放在最大衰减位置（即120dB），在实测中再逐步旋至被测声级所需要的衰减档。第18页,共34页，2024年2月25日，星期天（2）声级计的使用和维护注意事项①使用前，应注意查看连线有无损伤和接触不良等。②检测时要注意仪表量程的选择应由高到低，防止指针超出刻度线以外。测量前应根据被测声音的大小将量程开关置于合适的挡位，如无法估计其大小，应先将量程开关置于最高挡。③检测时要避免声级计受反射音、大风和电磁波的影响。④声级计要避免受振动和冲击，注意防潮和避免阳光直射。⑤电池式声级计在不使用期间，应取下干电池。电池已低于规定的工作电压，需要更换。在更换电池时，要特别注意应将电源开关置于“关”的位置。用完后应及时关掉电源开关，否则电池的电能将耗尽。⑥声级计前端的多孔泡沫塑料圆球是风罩，在室外测量或当风速超过0.5m/s时应使用风罩，以减少风噪声的影响。风罩还能保护传声器不受尘埃的损害，因此在检测站内也应使用风罩。⑦使用1个月后，应检查传声器有无灰尘。⑧长期不使用时，应湿度的影响，易发生故障，须对声级器的内部进行干燥。⑨声级计每年要接受有关部门的检定。

第19页,共34页，2024年2月25日，星期天三、汽车噪声检测方法1．汽车加速行驶车外噪声测量方法（1）汽车加速行驶车外噪声的测量仪器和测量场地要求见GB1495—2002《汽车加速行驶车外噪声限值及测量方法》的规定。（2）气象条件测量应在良好天气中进行。测量时传声器高度的风速不应超过5m/s。必须注意测量结果不受阵风的影响。可以采用合适的风罩，但应考虑到它对传声器灵敏度和方向性的影响。气象参数的测量仪器应置于测量场地附近，高度为1.2m。（3）背景噪声背景噪声（A计权声级）至少应比被测汽车噪声低10dB。第20页,共34页，2024年2月25日，星期天（4）汽车状态①被测汽车应空载，不带挂车或半挂车（不可分解的汽车除外）。②被测汽车装用的轮胎由汽车制造厂选定，必须是为该车型指定选用的型式之一，不得使用任一部分花纹深度低于1.6mm的轮胎。必须将轮胎充至厂定的空载状态气压。③在开始测量之前，被恻汽车的技术状况应符合该车型的技术条件（特别是该车的加速性能）和GB/T12534的有关规定（包括发动机温度、调整、燃油、火花塞等等）。④如果汽车有两个或更多的驱动轴，测量时应采用道路上行驶常用的驱动方式。⑤如果汽车装有带自动驱动机构的风扇，在测量期间应保持其自动工作状态。如果该车装有水泥搅拌器，空气压缩机（非制动系统用）等设备，测量期间不要启动。第21页,共34页，2024年2月25日，星期天（5）测量区和传声器的布置①速行驶测量区域按图11.5确定。Ｏ点为测量区的中心，加速段长度为2×（10m±0.05m），AA´线为加速始端线、BB´线为加速终端线，CC´为行驶中心线。②传声器应布置在离地面高1.2m±0.02m，距行驶中心线CC´7.5m±0.05m处，其参考轴线必须水平并垂直指向行驶中心线CC´。图11.5汽车加速行驶车外噪声检测示意图第22页,共34页，2024年2月25日，星期天（6）档位选择①对于手动变速器M1和N1类汽车a.不多于四个前进挡的变速器时，应用第二档进行测量。b.对于M1和N1类汽车，装用多于四个前进档的变速器时，应分别用第二色和第三档进行测量。如果用第二档测量时，汽车尾端通过BB´线时发动机转速超过了S（发动机额定转速），则应逐次按5％S降低NA（接近AA´线时发动机的稳定转速），直到通过BB´线时的发动机转速不再超过S。如果NA降到了怠速，通过BB’线时的转速仍超过S，则只用第三档测量。但是，对于前进档多于四个并装用额定功率大于140kW的发动机、且额定功率/最大总质量之比大于如75kW/t的M1类汽车，假如该车用第三档其尾端通过BB’线时的速度大于61km/h，则只用第三档测量。c.对于除M1和N1类以外的汽车，前进档总数为X（包括由副变速器或多级速比驱动桥得到的速比）的汽车，应该用等于或大于X/n的各档分别进行测量。对于发动机额定功率不大于225kW的汽车，取n=2；对于额定功率大于225kW的汽车，取n=3。如X/n不是整数，则应选择较高整数对应的档位。从第X/n档开始逐渐升档测量，直到该车在某一档位下尾端通过BB´线时发动机转速第一次低于额定转速时为止。第23页,共34页，2024年2月25日，星期天（7）接近速度的确定①有手动选档器的汽车，接近AA’线时的稳定速度取下列速度中的较小值：a．50km/h。b．对于M1类和发动机功率不大于225kW的其他各类汽车：对应于（3/4）S的速度。c．对于M1类以外的且发动机功率大于对应于225kW的各类汽车：对应于（1/2）S的速度。②装有自动变速器，且自动变速器装有手动选档器的汽车，其接近速度仍按上述规定确定。第24页,共34页，2024年2月25日，星期天但如果该车的自动变速器有两个或更多的档位，在测量中自动换到了制造厂规定的在市区正常行驶时不使用的低档（包括慢行或制动用的档位），则可采取以下任一措施：A．将接近速度提高，最大到60km/h小，以避免换到上述低档的情况。B．保持接近速度为50km/h，加速时将发动机的燃油供给量限制在满负荷所需的95％。以下操作可以认为满足这个条件。a.对于点燃式发动机，将节气门开到全开角度的90％。b.对于压燃式发动机，将喷油泵上供油位置控制在其最大供油量的90％。c.装设防止换到上述低档的电子控制装置。③对于无手动选档器的汽车，应分别以30、40、50km/h（如果该车道路上最高速度的3/4低于50km/h，则以其最高速度3/4的速度）的稳定速度接近AA´线。第25页,共34页，2024年2月25日，星期天（8）加速行驶操作①汽车应以上述规定的档位和稳定速度接近AA´线，其速度变化应控制在±1km/h之内；若控制发动机转速，则转速变化应控制在±2％或±50r/min之内（取两者中较大值）。②当汽车前端到达AA´线时，必须尽可能地迅速将加速踏板踩到底（即节气门或油门全开），并保持不变，直到汽车尾端通过BB´线时再尽快地松开踏板（即节气门或油门关闭）。③汽车应直线加速行驶通过测量区，其纵向中心平面应尽可能接近中心线CC´。④如果该车是由牵引车和不易分开的挂车组成，确定尾端通过BB´线时不考虑挂车。第26页,共34页，2024年2月25日，星期天（9）检测数据的确定①在汽车每一侧至少应测量四次。应测量汽车加速驶过测量区的最大声级。每一次测得的读数值应减去ldB（A）作为测量结果。②如果在汽车同侧连续四次测量结果相差不大于2dB（A），则认为测量结果有效。③将每一档位（或接近速度）条件下每一侧的四次测量结果进行算术平均，然后取两侧平均值中较大的作为中间结果。④汽车最大噪声级的确定a.对应于（6）条中①a的档位条件，直接取中间结果作为最大噪声级。b.对应于（6）条中①b的档位条件，如果用了第二档和第三档测量时，取两档中间结果的算术平均值作为最大噪声级。如果只用了第三档测量时，则取该档位的中间结果作为最大噪声级。c.对应于（6）条中②的档位条件，取发动机未超过额定转速的各档中间结果中最大值作为最大噪声级。d.对应于（7）条中①、②的条件，取中间结果作为最大噪声级。e.对应于（7）③的条件，取各速度条件下中间结果中最大值作为最大噪声级。⑤如果按上述规定确定的最大噪声级超过了该车型允许的噪声限值，则应在该结果对应的一侧重新测量四次，此四次测量的中间结果应作为该车型的最大噪声级。应将最大噪声级的值按有关规定修约到一位小数。（10）测量记录第27页,共34页，2024年2月25日，星期天2．汽车定置噪声测量方法（1）排气噪声测量①传声位置（见图11.6）②发动机运转条件a.发动机测量转速：汽油机车辆取3/4nr±50r/min。 柴油机车辆取3/4nr±50r/min。

Nr—指生产厂家规定的额定转速。b.测量时，发动机稳定在上述转速后，测量由稳定转速尽快减速到怠速过程的噪声，然后记录下最高声级。第28页,共34页，2024年2月25日，星期天(2)发动机噪声测量①传声位置（见图11.7）图11.7发动机噪声的测量场地和传声器位置传声器放置高度距地面0.5米，并朝向车辆，放在没有驾驶员位置的车辆一侧。距车辆外廓0.5米，传声器参考轴平行地面，位于一垂直平面内，该垂直平面的位置取决于发动机的位置。前置发动机：垂直平面通过前轴；后置发动机：垂直平面通过后轴；中置发动机：垂直平面通过前后轴距