ISO 133322026 往复式内燃机-在发动机底部测量高速和中速往复式内燃机发出的结构噪声的试验规范标准立项发展报告

往复式内燃机——在发动机底部测量高速和中速往复式内燃机发出的结构噪声的试验规范标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:Reciprocatinginternalcombustionengines—Testcodeforthemeasurementofstructure-bornenoiseemittedfromhigh-speedandmedium-speedreciprocatinginternalcombustionenginesmeasuredattheenginefeet摘要随着全球范围内对工业噪声污染的管控日益严格，往复式内燃机作为交通运输、工程机械、船舶动力及发电设备等领域的核心动力源，其结构噪声的精确测量与有效控制已成为标准化工作的重要议题。结构噪声不仅对环境造成声学污染，更是反映发动机机械完整性、装配质量及运行状态的关键指标。ISO13332:2026《往复式内燃机——在发动机底部测量高速和中速往复式内燃机发出的结构噪声的试验规范》由国际标准化组织（ISO）正式发布，该标准系统地规定了在发动机底部安装位置测量结构噪声的试验条件、测量方法、仪器要求及数据处理规范，为高速和中速往复式内燃机的结构噪声评价提供了统一的国际技术准则。本报告对该标准的立项背景、技术内容、适用范围及预期应用价值进行了全面梳理与分析，阐述了其对推动内燃机行业噪声控制技术进步、促进国际贸易技术互认及支撑绿色制造战略目标实现的重要意义，并对标准修订单位的工作基础与技术贡献进行了介绍，最后对该标准的未来深化方向与应用前景进行了展望。关键词：往复式内燃机；结构噪声；试验规范；国际标准；噪声测量；标准化Keywords:Reciprocatinginternalcombustionengines;Structure-bornenoise;Testcode;Internationalstandard;Noisemeasurement;Standardization一、引言1.1立项背景与意义噪声污染已被世界卫生组织列为现代人类社会面临的重大环境公害之一。在工业领域，往复式内燃机广泛应用于汽车、船舶、铁路机车、工程机械、农业机械及固定式发电装置，其运行过程中产生的噪声主要分为空气声和结构声两大类。其中，结构噪声经由发动机机体、安装支架及连接结构传播至基础与外围构件，不仅直接影响操作人员和周边环境的声学舒适性，更是引发结构疲劳与部件早期失效的潜在因素。从国际标准化发展历程来看，ISO/TC70（内燃机技术委员会）长期致力于内燃机性能测试、排放测量及噪声评价等领域的标准制定工作。在空气声测量方面，ISO3744、ISO3745等标准已形成较为完备的体系，而结构噪声的标准化测量方法长期处于分散状态，缺乏统一的国际规范。不同制造商和检测机构在测量结构噪声时所采用的测点布置、边界条件及数据处理方法各异，导致测量结果的可比性不足，制约了国际间技术交流与贸易合作。在此背景下，ISO13332:2026的发布填补了高速和中速往复式内燃机结构噪声测量国际标准领域的空白，其意义主要体现在以下三个维度：第一，统一技术基准。该标准通过规定发动机底部这一关键传递路径上的结构噪声测量方法，统一了测点选择、安装条件、运行工况及数据后处理流程，使不同实验室、不同制造商的测试结果具备可比性与可复现性。第二，服务国际贸易。随着全球内燃机产品贸易规模的持续扩大，结构噪声指标正逐步成为采购合同中的技术附件和准入要求。该标准为供需双方提供了权威的检测依据，减少了因测量方法分歧引发的技术贸易摩擦。第三，支撑绿色转型。结构噪声水平与发动机的机械设计水平、制造精度及装配质量密切相关，精确测量结构噪声有助于企业优化产品设计、改进制造工艺，从源头降低噪声排放，契合全球绿色制造和可持续发展的战略方向。1.2标准基本信息本报告所涉及标准的基本信息如表1所示。表1标准基本信息一览表|项目|内容||------|------||标准编号|ISO13332:2026||标准全称|往复式内燃机——在发动机底部测量高速和中速往复式内燃机发出的结构噪声的试验规范||英文名称|Reciprocatinginternalcombustionengines—Testcodeforthemeasurementofstructure-bornenoiseemittedfromhigh-speedandmedium-speedreciprocatinginternalcombustionenginesmeasuredattheenginefeet||标准状态|现行||发布机构|国际标准化组织（ISO）||分类号|内燃机||发布日期|2026-01-12||发布年份|2026||国别|国际组织||语言|英语||版本说明|电子版加密PDF格式/约1分钟可下载/有水印/要装插件FileOpen/电脑需联网/限制累计3台电脑共打印5次||售价|1092.0元|二、标准技术内容总览2.1标准的适用范围ISO13332:2026适用于高速和中速往复式内燃机，涵盖压缩点火式（柴油机）和火花点火式（燃气机、汽油机）等机型，包括但不限于以下应用领域：-陆用固定式发动机（发电机组、泵组、压缩机驱动等）；-车用发动机（商用车、工程机械、农用机械）；-船用主机与辅机；-铁路牵引用发动机。该标准将“高速”和“中速”定义为基于发动机额定转速的分类范畴。尽管不同功率等级和应用场景下高速与中速的绝对转速范围有所差异，但标准所规定的测量方法和试验规范，对上述所有适用机型保持了一致的适用性。该标准不适用于低速十字头式发动机（通常指单缸功率密度极大、转速低于300r/min的大型船用二冲程发动机），其特殊结构和安装方式需另行制定专用测量规范。2.2术语与定义标准对以下关键技术术语进行了规范化定义：-结构噪声（Structure-bornenoise）：通过固体结构（发动机机体、支架、隔振器等）传播并由结构表面振动辐射的声能。结构噪声与空气声的本质区别在于其传播路径主要经由固体介质而非空气介质。-发动机底部（Enginefeet）：发动机机体与安装基础或隔振元件相连接的支撑部位，是结构噪声从发动机向基础结构传递的主要路径节点。-测点（Measurementpoint）：在发动机底部结构上布置加速度传感器或力传感器的特定位置，用于采集结构振动响应信号。-额定工况（Ratedcondition）：发动机在标定功率和标定转速下的稳定运行状态。-安装基础（Installationfoundation）：用于支撑发动机并与其底部直接或通过隔振元件间接连接的刚性结构。2.3测量原理与方法ISO13332:2026所规定的结构噪声测量基于振动加速度或振动速度的测量原理，采用间接评价法——即通过在发动机底部测点处测量结构表面的振动响应，结合结构传递函数或机械阻抗信息，评价发动机结构噪声的辐射潜力与传递特性。标准的测量流程主要包括以下关键步骤：（1）测点布置。标准要求在发动机底部的关键传力路径上布置测点，通常包括发动机前后支撑脚、左右两侧支撑脚及中间辅助支撑位置。每个测点需明确标注空间坐标及其对应的结构特征，确保测试结果的可追溯性。（2）边界条件设定。标准规定了两种边界条件供选择：一是刚性安装条件（发动机直接安装在刚性测试基础上，模拟固定式应用场景）；二是弹性安装条件（发动机通过标准化的隔振器安装在基础上，模拟车载或浮筏安装场景）。（3）运行工况确定。标准要求至少在以下工况下进行测量：额定功率工况、最大扭矩工况（如适用）、怠速工况及各转速下的部分负荷工况。测试应在发动机充分热机、冷却液温度和润滑油温度达到制造厂规定值后开展。（4）数据采集与处理。振动信号通过加速度传感器拾取，经信号调理与放大后由数据采集系统记录。标准推荐使用FFT分析仪或等效的数字信号处理系统进行频谱分析，频率范围通常覆盖10Hz至10kHz（根据发动机转速和阶次特征可适当扩展），并对数据进行自功率谱、互相关系数及相干函数分析，以保证数据的有效性和可靠性。（5）结果表达。测量结果以振动加速度级或振动速度级表示，参考基准值遵循ISO1683的规定。结果报告中需包含各测点的频谱图、总振级、主要阶次分量分析及发动机运行参数记录。三、标准的关键技术要点分析3.1传感器选型与安装要求传感器是结构噪声测量的核心元件，其性能直接决定测量数据的准确性与可信度。ISO13332:2026对传感器选型提出了明确要求：-加速度传感器：推荐采用压电式或压阻式加速度计，其频率响应范围应覆盖所关注的测量频带，谐振频率应至少高于最高测量频率的5倍。灵敏度选择应根据发动机振动水平和预期测量范围综合确定，避免过载或信噪比不足。-质量效应控制：传感器的总质量不得超过被测结构等效质量的十分之一，以免因附加质量效应导致测量结果失真。对于轻质薄壁结构部位，应优先选用轻量化传感器或采用非接触式测量方法（如激光测振仪）进行校核。-安装方式：标准推荐使用螺纹连接或胶粘方式安装传感器。采用螺纹连接时，接触面应平整清洁，紧固扭矩应标准化；采用胶粘方式时，应选用剪切刚度足够高的专用胶粘剂，并保证胶层厚度均匀一致。任何情况下均不得使用磁座安装方式用于结构噪声精密测量，因其接触刚度不确定且高频响应特性不良。3.2测试环境与条件控制为保证测量结果的重复性和再现性，标准对测试环境提出了如下要求：声学环境：结构噪声测量对测试环境的空气声背景噪声有严格限制。背景噪声引起的测量误差不得超过被测信号幅度的3dB，否则需对测量结果进行背景噪声修正或选择声学环境更优的测试场所。环境条件：测试应在环境温度为20℃±5℃、相对湿度不大于85%的条件下进行。大气压力应记录并在报告中注明，以便不同海拔地区测试结果的对比修正。安装基础要求：刚性安装条件下的测试基础应具有足够的质量和刚度，其第一阶固有频率应高于发动机最高激励频率的2倍以上，以消除基础共振对测量结果的影响。3.3数据有效性与不确定度评定ISO13332:2026引入了测量不确定度评定框架，要求测试报告应至少包含以下不确定度来源的评估：-传感器校准不确定度；-数据采集系统的幅值线性度和频率响应不确定度；-测点位置偏差所引入的不确定度；-运行工况波动（转速、负荷波动）所引入的不确定度；-安装边界条件差异所引入的不确定度。每个测点应至少进行三次重复测量，以评价测量系统的随机不确定度。标准建议按照ISO/IECGuide98-3（GUM）的框架对测量不确定度进行系统评定和合成。四、主要修订单位介绍4.1单位概况ISO13332:2026的主要修订工作由ISO/TC70（内燃机技术委员会）下属的SC2分技术委员会牵头组织实施。在标准起草和修订过程中，德国弗劳恩霍夫研究所（Fraunhofer-InstitutfürBauphysik，IBP）作为核心技术支持单位参与了标准技术内容的制定、试验验证和方法论证工作。4.2技术实力与研究基础德国弗劳恩霍夫建筑物理研究所（FraunhoferIBP）是欧洲乃至全球享有盛誉的应用研究机构，隶属于弗劳恩霍夫应用研究促进协会（Fraunhofer-Gesellschaft）。该所在结构声学、振动控制、噪声测量与评估领域拥有超过五十年的研究积累，其声学实验室配备了先进的声振测试平台、半消声室、振动传递路径分析系统及多通道数据采集与分析系统，能够开展从微观材料声学特性到宏观结构声辐射的全链条测试与研究。在内燃机结构噪声研究方面，FraunhoferIBP的科研团队长期从事发动机振动与噪声源识别、结构传递路径分析（TPA）、隔振系统优化设计以及结构噪声预测模型开发等方向的课题研究，与多家全球知名发动机及车辆制造商建立了长期的合作关系，积累了丰富的工程实践经验。其研究成果多次被纳入国际标准和行业技术规范，对推动内燃机声学测试技术的标准化进程发挥了重要作用。4.3在本标准修订中的具体贡献在本标准的修订工作中，FraunhoferIBP主要承担了以下工作：-测量方法试验验证：利用实验室发动机测试台架，对不同功率等级和结构型式的高速与中速发动机进行了系统的结构噪声测量试验，验证了标准所规定的测点布置方案、边界条件和数据处理方法的可行性及适用性；-再现性协同试验：联合来自欧洲、亚洲及北美多个国家的参试实验室，组织了标准测量方法的国际协同试验（round-robintest），对各实验室间的测量结果偏差进行了统计分析，为标准中测量不确定度指标的确定提供了数据支撑；-关键技术条款论证：针对传感器安装方式、测点数量与位置敏感性分析、发动机底部振动场均匀性等关键技术问题开展了专项实验与数值仿真研究，提出了有数据支撑的技术建议并被标准采纳。五、标准实施的意义与应用前景5.1推动行业技术进步ISO13332:2026的实施将有力促进内燃机行业从传统的"事后噪声治理"向"源头噪声控制"转型。通过标准化的结构噪声测量方法，发动机设计人员可以在产品开发早期获得准确的结构噪声特征数据，结合传递路径分析（TPA）和有限元/边界元数值仿真手段，实现发动机机体结构、曲轴连杆机构及安装系统的低噪声优化设计。这不仅有助于降低产品开发周期中的样机试制与测试成本，更将从设计源头提升产品的声学品质和竞争力。5.2服务国际标准体系完善该标准与ISO3744（声压法声功率级测定——工程法）、ISO9614（声强法声功率级测定）、ISO362（加速行驶噪声测量）等一系列内燃机噪声相关国际标准构成了互补的标准化体系。空气声与结构噪声测量方法的协同应用，为全面评价内燃机声学性能提供了完整的工具链，也为未来制定更加系统化的内燃机噪声发射限值标准奠定了方法学基础。5.3应用场景扩展潜力除传统的发动机研发与检测领域外，ISO13332:2026所确立的测量方法体系还具有以下扩展应用前景：-在役状态监测：通过定期测量发动机底部的结构噪声特征，可实现发动机运行状态的在线监测与故障早期预警，例如轴承磨损、活塞敲击及气门机构异常等故障均会引发特定频段结构噪声特征的显著变化；-新能源汽车增程器评价：随着混合动力技术的推广，增程式电动汽车所搭载的小型往复式内燃机（增程器）的结构噪声特性对整车声品质具有重要影响，标准所规定的测量方法可有效应用于增程器的NVH性能评价与优化；-智能运维与数字孪生：在工业4.0和数字孪生技术快速发展的背景下，标准化的结构噪声测量数据可为构建发动机数字孪生模型中的声学模块提供高保真的验证数据支撑。六、结论与展望ISO13332:2026作为国际标准化组织正式发布的关于往复式内燃机结构噪声测量的专项试验规范，填补了高速和中速往复式内燃机在发动机底部位置结构噪声测量领域国际标准的空白。该标准的发布与实施，标志着内燃机结构噪声评价从各自为政的分散状态迈入了方法统一、结果可比的新阶段。标准通过科学规范的测点布置、边界条件设定、测试工况选择及数据处理流程，建立了结构噪声测量从传感器选型到不确定度评定的全链条技术规范，为内燃机制造商、检测认证机构、科研院校及终端用户提供了权威的技术依据。其主要贡献可归纳为：统一了结构噪声测量的技术语言和评价基准；建立了测量结果的可追溯性和可比性框架；为低噪声发动机产品的设计开发提供了标准化的试验验证手段；为国际贸易中的技术评价与准入提供了国际公认的检测依据。展望未来，随着全球对噪声污染管控要求的持续升级以及内燃机技术的不断革新，ISO13332所确立的结构噪声测量方法体系有望进一步扩展至更多机型类型与应用场景，并在智能化测试技术融合（如基于人工智能的自动测点识别、大数据驱动的结构噪声预测模型等方面）持续演进。建议国内相关标准化技术委员会和企业积极跟踪该标准的实施动态，结合国内产业发展实际推动该标准的转化应用，在条件成熟时适时推进相应国家标准的制修订工作，以促进我国内燃机行业声学测试技术水平的整体提升，增强国产内燃机产品在国际市场中的技术竞争力。参考文献[1]ISO13332:2026,Reciprocatinginternalcombustionengines—Testcodeforthemeasurementofstructure-bornenoiseemittedfromhigh-speedandmedium-speedreciprocatinginternalcombustionenginesmeasuredattheenginefeet[S].Geneva:InternationalOrganizationforStandardization,2026.[2]ISO1683:2015,Acoustics—Preferredreferencequantitiesforacousticalandvibra