关门速度对汽车声品质的影响研究*

刘邦雄，黄佳雯，刘林根

关门速度对汽车声品质的影响研究*

刘邦雄1，黄佳雯1，刘林根2

（1.景德镇学院机械电子工程学院，江西 景德镇 333000；2.江西昌河汽车有限责任公司，江西 景德镇 333000）

为解决关门力度、关门速度对主观评价影响较大的问题，了解车门关门的轻重程度对声品质心理声学指标的关系，文章通过测试分析，发现关门速度对响度影响较大，而对尖锐度影响较小，为声品质方面的研究提供了参考。

声品质；关门速度；响度；尖锐度

1 前言

随着社会科学技术的进步和汽车工业的快速发展，消费者对汽车舒适性的要求也逐步提高。传统汽车声学研究中以降低车内声压级为目标的研究，已远不能满足现代人们对汽车舒适性的要求。声学品质越来越受到重视，关门声品质影响着顾客对车的第一感官[1]。目前对关门声品质的研究重点在评价术语和评价方法的应用[2]。李灿[3]等采集关门声音数据，运用Bradley-terry模型对样本的偏好性展开分析，利用滤波的方法分析计算出响度、尖锐度等心理声学参数。田玉珠[4]等利用声学定位技术定位影响关门声品质的主要声源，对关门过程中存在的多次碰撞提出改进方案，有效提高了声品质。李凯[5]等分析汽车车门生声的产生机理，提高锁芯机构的强度，增强了声品质。上述研究未考虑不同关门力度、不同关门速度对声品质的影响。而在实际过程中不同的关门力度对响度影响较大，在实验过程中会掩饰尖锐度，影响主观评分。针对该现象，提出不同关门声对响度、尖锐度的影响，为声品质的研究奠定基础。

2 声品质的评价指标

心理声学能够反映出物理量和心理反应之间关系。这种主观感觉与人的听觉器官构造高和生理特性有关，人耳听觉对声音的印象取决于心理声学的参数：响度、尖锐度等。响度：考虑了特征频带分布和人耳的掩蔽效应对声音的影响，反映到人的感觉吵闹程度怎么样，考虑到人耳对声音频谱的遮蔽效应。图1所示为ISO定义1000Hz纯音的声压级，单位为Phons，自由声场测听到的等响曲线。从图中可以看到，人耳对中频声音较为敏感，对高频和低频声音不敏感，尤其对4000Hz频率的声音最为敏感。

图1 等响曲线

尖锐度：是首次特征频带分布随指定响度级变化关系的加权，反映了高频段声音成分和低频段声音成分的比率关系。是声音是否使人愉悦的一种感觉，主要与窄带声的谱成分及中心频率有关，尖锐度表示单位取为“acum”（acumer的缩写）。1 acum的参考声为中心频率1kHz，声压级60dBA，带宽等于一个临界带的窄带噪声。

尖锐度的计算是基于响度模型计算中的特征响度，声音信号的低频成分引起的尖锐度较小，高频成分对尖锐度的贡献大；在普遍的尖锐度计算使用的是Zwicker响度模型，计算公式如下：

其中，S为尖锐度，N为总响度，c=0.11比例因子，Z为临界带频带，N（z）表示临界带Zwicker特征响度，g（z）表示强化高频成分计权函数。总体而言，尖锐度是一种高频强化的响度比例系数。

3 实验测试与分析

为保证声音信号的准确性和真实性，要求背景噪声不高于30dBA，常温常压下进行。本实验采用朗德公司HEAD Artemis声学测试分析系统，使用关门速度测试仪对关门速度测试和监控，测量精度0.02m/s。测试过程中，保证试验用电脑的噪声足够低，满足背景噪声不高于30dBA，否则需要将电脑隔离再测试。测试装置如图3所示，将人工头布置模拟人实际关门状态，车门外侧正对车门布置HEAD人工头，将人工头固定于三脚架中。设定测试频率范围为0-44Khz，采集时间2.5s。记录汽车关门声品质声音信号，取3次有效数据。得到在0.68m/s、0.8m/s、1.0m/s、1.2m/s关门速度下响度的变化情况分别如图4（A）-（D）所示。从图中可以看到，在0.5s时刻车门关闭，此时响度最大，结果如表1所示，从表中可以看出，在最小关门速度0.68m/s时响度最小，响度衰减变慢。在0.68m/s、0.8m/s、1.0m/s、1.2m/s关门速度下尖锐度的变化情况分别如图5（A）-（D）所示。从图中可以看到，在0.5s时刻车门关闭，此时尖锐度也为最大，结果如表2所示。从表中可以看出，尖锐度对关门速度不够敏感。

图3 测试装置布置图

图4 不同关门速度对响度的影响

表1 关门响度

表2 关门尖锐度

4 结论

通过测试得出，不同关门速度对声品质的影响较大，其中关门速度对响度的影响较大，而尖锐度对关门速度的敏感程度不够。本文能够为之后的关门声品质相关工作积累了经验，提供了借鉴。

[1] 朱俊兴,程义,黄贝,张延松,黎焕明,池子敬.轿车关门声品质评价方法研究[J]上海汽车. 2019(01):2-10.

[2] 陈德欣,曹友强,王勇,曾晰.车门关门声品质控制的主观评价体系研究[J]现代制造工程. 2014 (12):30-36.

[3] 李灿,陈剑.某车车门关闭声品质评价[J].噪声与振动控制.2009 (04):103-107.

[4] 田玉珠,李洪亮,苏丽俐,刘海,刘鸿伟.应用声学定位技术对汽车关门声品质的改进设计[J].科学技术与工程.2017(13):286-290.

[5] 李凯,王金立,袁飞,王国刚.汽车车门声品质方法的研究[J].汽车实用技术. 2017(18):44-46.

Research On the Influence of Closing Speed on Sound Quality of Automobile*

Liu Bangxiong1, Huang Jiawen1, Liu lingen2

( 1.Department of Mechanical and Mechatronic Engineering, Jingdezhen University, Jiangxi Jingdezhen 333000; 2.Jiangxi Changhe Automobile Co., Ltd, Jiangxi Jingdezhen 333000 )

In order to solve the problem that the force and speed of door closing have great influence on the subjective evaluation, to understand the relationship between the degree of door closing and the psychoacoustic index of sound quality.Through the test and analysis, it is found that the door closing speed has a greater impact on loudness, but less on sharpness, which provides a reference for the study of sound quality.

Sound quality; Speed of closing; Loudness; Sharpness

A

1671-7988(2020)24-105-03

刘邦雄（1990-），男，硕士，就职于景德镇学院机械电子工程学院，研究方向：CAD/CAE/NVH。

U463.83+4

A

1671-7988(2020)24-105-03

景德镇学院2019年度校级科研课题。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2020.24.035

CLC NO.: U463.83+4