汽车加速行驶车外噪声限值测量不确定度分析

2022-10-10张春颖董晓明杜书荣

科技创新与应用 2022年28期

关键词：限值噪声误差

张春颖，董晓明，杜书荣

（中国农业机械化科学研究院集团有限公司，北京 100083）

由于汽车加速行驶车外噪声测量是汽车噪声控制评价的关键环节，为严格执行GB 1495—2002《汽车加速行驶车外噪声限值及测量方法》，下文就对能够影响汽车加速行驶车外噪声测定值的因素进行简要分析和探讨。

1 依据文件

（1）GB 1495—2002《汽车加速行驶车外噪声限值及测量方法》。

（2）JJF 1059.1—2012《测量不确定度评定与表示》。

2 检测仪器、设备

（1）声级计（型号HS5661）I型，允差：±0.7 dB（A）。

（2）声级校准器（型号4231）I级，允差：±0.2 dB（A）。

（3）综合气象仪（型号LM-8000），允差：±0.3 m/s。

（4）GPS非接触速度计（型号VB3i），允差：±0.5 km/h。

（5）噪声广场（山东玲珑轮胎试验场），符合GB 1495—2002《汽车加速行驶车外噪声限值及测量方法》标准要求。

3 检测程序

按GB 1495—2002《汽车加速行驶车外噪声限值及测量方法》附录A规定的测量方法进行。在初次进行不确定度评估时，按标准要求每侧测量4次取其平均值作为单次测量值，共重复10次。

4 数学模型

汽车加速行驶车外噪声测量值为

式中：Nmax为车外最大加速噪声，dB（A）；N1为左侧第1次最大车外加速噪声实测值，dB（A）；N2为左侧第2次最大车外加速噪声实测值，dB（A）；N3为左侧第3次最大车外加速噪声实测值，dB（A）；N4为左侧第4次最大车外加速噪声实测值，dB（A）。

5 出现不确定度的原因

能够对汽车行驶过程中车外噪声测定结果产生影响的因素如图1所示。

图1 影响汽车加速行驶车外噪声测量结果的不确定度因素

A类评估，因多次测量造成测量不确定度U1（X）。

5.1 风速带来的影响

在测量过程中，声级计较高处所测定的风速不应当大于5 m/s，这是因为如果风速较大，很可能会产生附加哨声，并且还会对声场的分布造成一定影响。针对此种情况，应当在声级计较高处设置特殊材质的防风罩。另外，还应当着重注意测量环境中的阵风，当外部环境中存在阵风时，应当暂停测量，以此种方式降低阵风或者较高风速对测量结果产生的影响。该因素属标准规定的测量条件，故在A类不确定度中考虑。

5.2 环境温度的影响

测试前车辆均经过正常预热行驶，测试时动力总成及主要传动系总成处于正常工作温度并远高于环境温度，因此，可以认为环境温度在7～35℃范围内变化，对试验结果影响很小（被测量随机误差所掩盖），在计算该项试验不确定度时可以忽略不计，各环境温度下的试验结果差异主要由测试随机误差引起。而GB 1495—2002《汽车加速行驶车外噪声限值及测量方法》中规定“测量应在良好天气中进行”，由于温度范围的差异性对测量结果影响较小，所以可以将温度的影响归到A类评估中进行考量。

5.3 汽车发动机的转速及车速的影响

通过对现场试验数据进行分析，发动机转速或车速的影响在A类评估中考虑。

根据上文中提到的国家强制标准GB 1495—2002《汽车加速行驶车外噪声限值及测量方法》可以得知，汽车在进线时，其发动机转速会给噪声测定结果带来较大影响。根据相关研究表明，当发动机转速在100 r/min上下变化时，其噪声测定结果会在0~0.7 dB左右变化。为尽可能将噪声测定结果误差范围控制在0.5 dB（A）以下，应当将汽车发动机转速表精度控制在35 r/min之内。本文试验中所使用的转速表精度小于10 r/min，所以满足试验要求。由于发动机转速和汽车车速之间存在很大关联性，所以对噪声测定结果产生影响的还有车速表精度。根据GB 1495—2002《汽车加速行驶车外噪声限值及测量方法》中的规定，汽车应当在指定档位和车速稳定的状态下接近AA'线，所以在测量过程中，汽车速度的变化应当合理控制在1 km/h之内。如果在试验中选择控制汽车发动机转速，应当将其变化控制在±50 r/min之内或者控制在±2%之内。

5.4 汽车加速位置带来的影响

如果汽车提前进行加速或者滞后进行加速都会给噪声测定结果带来较大影响，提前加速就意味着提高了汽车发动机进行加速时的转速，而滞后就意味着降低了汽车发动机进行加速时的转速。根据试验分析统计，最大起始点误差为1.5 m，将其考虑在A类评估中。

5.5 汽车行驶过程中偏移中心线带来的影响

在汽车进行加速行驶过程中时，不但要考虑上文中所提到的影响因素，还应当着重考虑汽车行驶过程中偏移中心线所带来的影响。根据多次试验结果表明，如果汽车驾驶员的专业水平较高，就可以将试验车辆控制在中心线处±10 cm，这便使得最大噪声测定位置和汽车自身发动机中心位置的距离始终在10 m左右，这便代表着测定位置始终和中心线相互垂直。如图2所示。

图2 试验场地示意图

根据声压自由场衰减反比定律，可得出汽车偏移中心线±10 cm时所产生的误差

因此，在进行试验过程中应当尽可能减少汽车偏移中心线的距离，并且还可以通过多次试验来降低汽车偏移中心线产生的误差对测定结果的影响程度。将其考虑在A类评估中。

5.6 测试环境带来的影响

测试环境应当保证半径50 m内不存在任何反射物，因此，应当选择在专业的噪声试验跑道进行试验。如果噪声试验跑道的材质为混凝土，其测定结果会比在柏油路上的测定高出0~2 dB（A）左右，这是因为由混凝土材料制成的道路表面较为坚硬且粗糙，还存在一定接缝。因此，在进行试验时，应当选用符合ISO 10844—1994《声学测量道路车辆噪声用试验路面的规定》要求的路面。

本试验是在安徽定远汽车试验场沥青铺设的无接缝特殊噪声专用路面进行的。