GB-T 9911-2026《船用柴油机辐射的空气噪声测量方法》

1船用柴油机辐射的空气噪声测量方法本文件描述了船用柴油机(以下简称“柴油机”)在规定的稳态工况运转时，在包络柴油机的假想矩形六面体测量表面上测量噪声声压级和确定噪声声功率级的工程法和简易法。本文件适用于柴油机台架试验时辐射的空气噪声测量。其他燃料内燃机参照本文件执行。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于GB/T3241电声学倍频程和分数倍频程滤波器GB/T3785.1电声学声级计第1部分：规范GB/T3947声学名词术语GB/T4129声学用于声功率级测定的标准声源的性能与校准要求GB/T15173电声学声校准器CB/T3253船用柴油机技术条件CB/T3254.2船用柴油机台架试验第2部分：试验方法3术语和定义GB/T3947界定的以及下列术语和定义适用于本文件。声压级soundpressurelevel声压与基准声压之比的以10为底的对数乘以20。注1:单位为分贝(dB)。注2:基准声压为20μPa。声功率级soundpowerlevel声功率与基准声功率之比的以10为底的对数乘以10。注1:单位为分贝(dB)。注2:基准声功率为1pW。柴油机辐射的空气噪声airbornenoiseemittedbymarinedieselengine柴油机结构表面向空气中辐射的噪声。注：包括装有规定的空气滤清器或进气消声器时的进气噪声。不包括被测柴油机通过外接的进气管由舱外进气时的进气噪声，也不包括排气噪声和试验中与被测柴油机相连的齿轮箱及任何被驱动机械所辐射的噪声。在测量表面上测点位置处的由被测柴油机之外的声源所产生的噪声。2基准体referencebox包络被测柴油机主要发声部件和安装台架并终止在反射平面上的假想最小矩形六面体。测量表面measurementsurface包络基准体并在其上布置测点的假想矩形六面体表面。4测定的量及测量不确定度4.1测定的量工程法测定的量是A计权声功率级和倍频程或1/3倍频程声功率级。简易法测定的量是A计权声功率级。4.2测量不确定度声功率级的测量不确定度u见表1。表1声功率级的测量不确定度u1/3倍频程中心频率/Hz3.6dB(无明显有调声)4.5dB(有明显离散有调声)声功率级的扩展测量不确定度U按公式(1)计算：U=kuU——声功率级的扩展测量不确定度，单位为分贝(dB);k——包含因子，一般取k=2。当测量结果用于与限值比较时，取k=1.6;u——声功率级的测量不确定度，单位为分贝(dB)。5声学测试环境5.1测试环境修正5.1.1环境修正值K₂按附录A规定的方法确定，并对测量所得的声压级进行修正。5.1.2当测试环境是一个反射平面上方为自由场的实验室(如半消声室)时，不需要对测量的声压级进行环境修正(K₂=0)。5.2工程法同时满足以下两个声学测试环境条件的，认为测量结果达到工程法准确度等级：a)总声压级和各频带声压级环境修正值K₂小于或等于4dB;b)背景噪声级至少比被测柴油机运转时各点测得的声压级低6dB。35.3简易法同时满足以下两个声学测试环境条件的，认为测量结果达到简易法准确度等级：a)总声压级和各频带声压级环境修正值K₂小于或等于7dB;b)背景噪声级至少比被测柴油机运转时各点测得的声压级低3dB。6测试仪器6.1仪器精度要求工程法的测试仪器应使用GB/T3785.1中规定的1级积分平均声级计，允许使用精度相当的其他测试仪器。声级计或其他测试仪器和传声器之间宜使用延伸电缆或延伸杆。用于频谱分析的倍频程或1/3倍频程滤波器应符合GB/T3241中规定的0级或1级滤波器要求。简易法允许使用2级积分平均声级计。6.2.1每次系列测量的前后，应使用GB/T15173中规定的1级声校准器在测量频率范围内的一个或多个频率上对整个测量系统(包括电缆)进行校准。每次系列测量前后校准所得的读数之差应小于或等于0.5dB。6.2.2声级计、滤波器、声校准器应在计量有效期内。7柴油机安装和运转条件7.1安装条件7.1.1被测柴油机宜安装在弹性支承上；对于非弹性安装场合，应将由结构振动引起的基础辐射噪声7.1.2被测柴油机应在进气口处装有规定的空气滤清器或消声器(见3.3注)。如果进气噪声不包括在被测噪声内(例如，当柴油机通过外接的进气管由舱外进气时),应在测试报告中说明。对于小型船用柴油机，如果排气噪声包括在被测噪声之内，也应在测试报告中说明。7.1.3与被测柴油机相连的任何被驱动机械辐射的噪声作为背景噪声，必要时采取适当降噪措施，以保证这些噪声对被测噪声没有明显影响，并在测试报告中说明。7.2运转条件被测柴油机应按照CB/T3253和CB/T3254.2的相关规定，在标定工况下稳定连续运转。8声压级测量8.1基准体在确定基准体大小时，柴油机上的凸出部件，只要不是明显的声能辐射体可不予考虑。为安全起见，基准体需要足够大，以便将危险区域(如运动部件)包含在内。柴油机的安装台架也应包含在基准48.2测量表面各测量表面分别与基准体表面平行，对应面之间的垂直距离即测量距离d。8.3测量距离测量表面与基准体之间的测量距离d应为1.0m,若受到环境条件的限制，测量距离可适当缩短，但不应小于0.5m。当测试环境条件满足5.2和5.3中规定的环境条件时，也可采用大于1.0m的测量距离。8.4测点位置8.4.1基本测点基本测点的数目及其在测量表面上的位置取决于基准体尺寸(即取决于柴油机尺寸)和辐射噪声的空间均匀性。基本测点数目及位置的规定见表2。表2被测柴油机基准体尺寸和测点规定长l/m宽I₂/m高I₃/m测点数目布置图9图2图3图4无限制无限制图5a=l₁/2+d;b=l₂/2+d;c=图1基准体尺寸I₁≤2m,l₂≤2m,l₃≤2.5m时9个测点的布置和测量表面5fe图2基准体尺寸2m<l₁≤4m,l₂≤15m,l₃≤2.5m时12个测点的布置和测量表面fe图3基准体尺寸4m<I≤15m,l₂≤15m,l₃≤2.5m时15个测点的布置和测量表面6fea=L/2+d;b=l₂/2+d;c=l₃+d;h₁=c/4;h₂=3c/4;e=a/3;f=2e图4基准体尺寸I≤15m,l₂≤15m,l₃>2.5m时19个测点的布置和测量表面fe图5基准体尺寸I>15m时34个测点的布置和测量表面8.4.2附加测点8.4.2.1若被测柴油机辐射的噪声具有较强的指向性(相邻测点间的声压级相差5dB以上),例如只从柴油机的一小部分大量辐射噪声，则还应对测量表面有限部位的声压级进行详细调查。详细调查的目7的是要测定有意义频带上的最高和最低声压级以便选择附加的传声器位置。8.4.2.2这些附加的传声器位置一般在测量表面上不与等面积相关联。如某个位置因机械障碍(如：传动轴、从动机械等)、安全原因或受冷却气流的不利影响而不准许测量，则应另选一个可行的接近规定的位置，并将传声器位置的变动记录在测试报告中(见10.5c)]。8.5.1.1应正确选择或布置传声器以避免环境条件可能对测量用传声器产生的不利的影响(如强电场或强磁场、风、高温或低温),并且还应遵循测量仪器制造厂对不利环境条件的提示。8.5.1.2为了尽量减少观测者对测量的影响，传声器宜安装在刚性机架或支座上(该刚性机架或支座不能与振动表面相连),并用至少长2m的电缆连接到声级计上。8.5.2柴油机运转时的测量8.5.2.1被测柴油机应在标定工况下稳定连续运转。测量用的传声器应正垂直测量表面。测量A计权和倍频程或1/3倍频程时间平均声压级L8.5.2.2各测点测量持续时间应不小于10s,宜为20s或更长。8.5.3柴油机不运转时的测量测点位置、测量要求及观测时间与柴油机运转时相同，测量结果作为柴油机运转时的背景噪声9测量表面平均声压级和声功率级计算9.1背景噪声修正测得的柴油机运转时各测点上的声压级应按公式(2)进行背景噪声修正。Lp=L′—K式中：Lp——背景噪声修正后第i个测点处的A计权和倍频程或1/3倍频程时间平均声压级，单位为L——被测柴油机运行时，第i个测点处的A计权和倍频程或1/3倍频程时间平均声压级，单位K₁——背景噪声修正值，单位为分贝(dB)。K₁由公式(3)、公式(4)计算得到，或由表3查取。 (3) (4)式中：L"——第i个测点处的背景噪声A计权和倍频程或1/3倍频程时间平均声压级，单位为分贝8表3背景噪声修正值应减去的修正值K₁345678909.2测量表面时间平均声压级的计算测量表面时间平均声压级L按公式(5)计算。对于不等面积测点布置的测量表面时间平均声压级L按公式(6)计算： (5) (6)L——A计权和倍频程或1/3倍频程的表面时间平均声压级，单位为分贝(dB);Lp——背景噪声修正后第i个测点处的A计权和倍频程或1/3倍频程时间平均声压级，单位为N——测点总数；K₂——环境修正值，单位为分贝(dB)。对具体试验环境和试验用测量表面的K₂值在测试环境修正(见5.1)中测得；S;——与第i个测点对应的测量面积，单位为平方米(m²);S——测量表面面积，按公式(7)计算，单位为平方米(m²)。9.3声功率级的计算被测柴油机的声功率级Lw按公式(8)计算：Lp—A计权和倍频程或1/3倍频程的表面时间平均声压级，单位为分贝(dB);9Lw——A计权和倍频程或1/3倍频程声功率级，单位为分贝(dB);10测试报告10.1测试报告中应指明采用的测量方法(工程法或简易法),并说明已完全按本文件的程序测定A计权和倍频带或1/3倍频带声功率级。测试报告中还应说明声功率级均以分贝(dB)为单位。下列内容如适用，应按本文件要求进行测量，根据需要收集并记录。测试报告只需提供最终用户所需的数据。10.2测试报告中被测柴油机应包括以下内容：b)封装说明(如有);c)进气滤清器和排气消声器的型号及安装位置；d)柴油机运转时的环境条件，包括大气压、空气温度、相对湿度和增压空气冷却介质温度；e)噪声测试时的柴油机功率、转速；f)柴油机喷油定时(静态和动态);g)安装条件，包括曲轴距离反射平面的高度；h)所用燃油型号规格。10.3测试报告中测试的声学环境应包括以下内容：a)室内测量：应说明墙壁、天花板和地面的物理处理情况，包括表示声源和室内陈列物的位置的草图；b)按附录A的规定对测试环境进行声学鉴定的过程。10.4测试报告中测量仪器应包括以下内容：b)频率分析仪的频带宽度；c)仪器系统的频率响应；d)传声器及其他系统部件校准的方法、日期和地点。10.5测试报告中声学数据应包括以下内容：a)测量方法；b)传声器位置数和布置(必要时可绘出草图)及测量距离；c)修改后的传声器位置(见8.4.3);d)测量表面积S;e)各测点位置上的A计权声压级和倍频程或1/3倍频程声压级Lpi;f)各测点位置上背景噪声A计权声压级和倍频带或1/3倍频带声压级及相应修正值(如有);g)按附录A计算的环境修正值K₂;h)A计权声压级和倍频带或1/3倍频带声压级L;i)A计权声功率级和倍频带或1/3倍频带声功率级Lw;j)声功率级Lw的测量不确定度u或扩展测量不确定度U;k)对噪声主观印象的评价(可听离散声、脉冲特性、频谱成分、瞬时特性等)。10.6测试报告中应包含的其他内容：a)测量单位；b)测量人员；c)测量地点；d)测量日期等。(规范性)测试环境的鉴定方法A.1概述A.1.1为了使柴油机噪声测量结果符合本文件要求，提供一个反射平面上方为自由场的测试环境，这个环境可以是半消声室、户外宽阔场地或满足本附录要求的试验车间。测试场地要足够大，使测量表面位于被测柴油机声源的近场以外，并且处于一个没有来自试验车间边界及其他物体反射的声场中。A.1.2对于坚硬平坦的户外测试场地，如果在从声源出发3倍于声源中心至较远测点最大距离的范围以内没有声反射障碍物，则可认为环境修正值K₂≤0.5dB,因而忽略不计。A.1.3当试验车间不满足上述要求时，按照本附录规定的方法测定环境修正值K₂,并对环境影响进行修正。K₂可用绝对比较测试法(见A.3.1)、混响时间测试法(见A.3.2)或吸声量A的估算法(见A.3.3)求得。A.2环境条件A.2.1反射平面特性反射平面在所研究的频率范围内近似为完全的声反射面。一般平坦的混凝土、沥青地面均能满足上述要求。A.2.2反射平面尺寸反射平面边界至测量表面在反射平面上投影的距离要大于λ/2,λ为所测试频率范围内最低频率对应的波长。A.3试验车间环境修正值K₂的求法A.3.1绝对比较测试法将符合GB/T4129要求的标准声源放在与被测柴油机基本相同的位置上，测量表面与柴油机运转时的测量表面相同，按照第8章和第9章的方法在无环境修正(即假定K₂=0)的条件下确定标准声源的声功率级Lw。试验车间的环境修正值K₂按公式(A.1)确定：Lw——用第8章和第9章的方法[在公式(2)中设K₂=0]在现场测得的标准声源的声功率级，单Lwr——标准声源在半自由场条件下标定的声功率级，单位为分贝(dB)。A.3.1.2标准声源在测试环境中的位置标准声源的位置分为替代法和并列法两种，当被测柴油机能从现场移开时，使用替代法。只要被测柴油机的长度与其宽度之比小于2,就可将标准声源放置在与被测柴油机相同的位置上，即放在柴油机基准体在反射面上矩形投影的