5.6 汽车噪声检测

5.6汽车噪声的检测
2）放大器和衰减器
一般声级计的放大线路中都采用两级放大器，即输入 放大器和输出放大器，其作用是将微弱的电信号放大。输 入衰减器和输出衰减器是用来改变输入信号的衰减量和输 出信号的衰减量，以便使表头指针指在适当的位臵，其每 一档的衰减量为10dB。输入放大器使用的衰减器调节范围 为测量低端(如0～70dB)，输出放大器使用的衰减器调节 范围为测量高端(如70～120dB)。输入和输出两个衰减器 的刻度盘常做成不同颜色，目前以黑色与透明配对为多。
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3．声功率W(W)
声功率W表示声源在单位时间内所辐射的声能(声压)的大小。
4．声强I(W/m2)
声强是单位时间内在与声波垂直方向单位面积上的能量，即 单位面积通过的声功率。 痛阈声压所对应的声强为1w／m2。
5．响度N（sone）


以上参数都是指声源，但是声音是通过人耳感觉到的， 必须有入耳感觉的衡量参数，这便是响度。 响度表示人所感受到的声音的强弱程度，它是一种与人 耳的 听感特性有关的人对声音强弱的主观表示法。与客观 表示法相比，主观表示法不仅与声音的强度（如声压）有关 、而且还与声音的频率有关。 响度的单位为宋（sone），1宋是声压级为40dB，频率为 1000Hz纯音所产生的响度。任何一个声音的响度，如果被听 者判断为1宋响度的几倍，则这个声音的响度就是几宋。
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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。这种尖叫声类似“猪嚎”声，特别是制动器由热 态转为冷态时更容易产生这种噪声。该高频噪声不仅 影响汽车的舒适性，还会给驾驶员带来不必要的担心 。 鼓式制动器比盘式制动器产生的噪声大。通常发
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2)声功率级Lw(dB) 定义为
W LW 10lb W0
式中：W0 — 基准声功率（在1000Hz时，为10-12W/m2）。
3．声强级Li(dB) 定义为
I Li 10lb I0
式中：I0 — 基准声强（在1000Hz时，为100W/m2）。
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4．响度级（phon） 响度级是人耳听到声音对的主观感觉量的物理描述，因此 ，它是同时考虑声音的声压级和人耳对不同频率声音响应 的一个表示响度的主观评价量，单位是方（phon），方的 数值等于根据听力正常的听者判断为等响的1000Hz纯音(来 自正前方的平面行波)的声压级dB值。 如某纯音的声压级Lp为30dB时，则它的响度级为30phon。 人耳是一种特定的听觉器，它对各种频率的声音有不同的 选择性和响应。人耳对高频的声音要比低频的敏感，所以 ，感觉得到的声音响。因此，声源的声压级与人听到的响 度级是有区别的。只有当声源频率为1000Hz时，响度级才 与声压级相同，或者说，频率不是1000HZ的两个声音听起 来一样响，但其声压级却不一样。 响度和响度级的关系为： L 40
N 2
10
即：响度级为40phon时，其响度为1sone。
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二、汽车噪声的来源及危害
汽车是一个综合噪声源，汽车行驶中所产生的这 种综合的声辐射称为汽车噪声。车噪声的噪声源主要 包括：发动机噪声、传动系噪声、轮胎噪声、喇叭噪 声等，见图。汽车噪声的污染源主要是发动机噪声。
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3）A计权网络
计权网络是指模拟人耳对不同强度和频率声音的反应而设计的 电子滤波线路。它能够模拟人耳的听觉特性，将声压的电信号 修正为听觉近似值。通过计权网络测得的声压级就是经过人耳 听觉修正后的声压级。计权网络一般有A、B、C三种。 A计权声级是模拟人耳对55dB以下低强度噪声的频率特性。 B计权声级是模拟55～85dB的中等强度噪声的频率特性。 C计权声级是模拟高强度噪声的频率特性。 三者的主要差别是对噪声低频成分的衰减程度，A衰减最多 ，B次之，C最少。A计权声级由于其特性曲线接近于入耳的听感 特性，因此是目前世界上噪声测量中应用最广泛的一种，B、C 已逐渐不用。从声级计上得出的噪声级读数，必须注明测量条 件，如单位为dB，且使用的是A计权网络，则应记为dB(A)。
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一、噪声参数与评价指标 二、汽车噪声的来源及危害
三、汽车噪音检测原理与方法
四、汽车噪声检测标准 五、汽车噪声控制措施
5.6 汽车噪声的检测 一、噪声参数与评价指标
1.声音的物理参数
1）声波的频率f(Hz)
声波的频率是指单位时间内产生振动波的数量。

频率f处在20～20000Hz时人能感觉到，称为声波。 低于20HZ的声波称为次声， 高于20000Hz的声波称为超声。
相对比较的无量纲单位。在声学中常使用声压级、声强级、 声功率级和响度级。
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1）声压级LA(dB)(分贝)
大多数声学测量仪器，是直接测量声源的声压。由于听 阈声压和痛阈声压相差一百万倍，这样用声压的绝对值表示 声音的强弱很不方便。因此，人们常采用声压级来表示声音 的强弱。声压级的单位是分贝(dB)。 其定义为
5.6 汽车噪Biblioteka Baidu的检测
2.声音的评价指标
因为人耳听到声音的频率很宽、强弱的范围很广，若用 声压、声调、响度等参数来表示很不方便。此外，大量试验
证明，人们对声音强弱变化的感觉，并不是与声压绝对值变
化有关，而与声压的相对强弱变化量有关。 因此，声音的强弱指标可用“级”来表示，称之为分贝
(dB)。所谓级是指实际量与基淮量比值的对数，是一种只作
总之，噪声不仅能引起人体的生理改变和损伤， 而且能导致对心理、生活和工作的不利影响。噪声到了 非治理不可的程度，特别是车辆噪声。为此，我国国家 标准，把控制交通噪声纳入了环境保护的范畴。
5.6汽车噪声的检测 三、汽车噪音检测原理与方法
GBl495-79《机动车辆允许噪声》和GBl496-79《 机动车辆噪声测量方法》规定噪声的测量仪器是精密 声级计或普通声级计。 声级计是一种能把工业噪声、生活、噪声和交通 噪声等，按人耳听觉特性近似地测定其噪声级的仪器 。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、放大器、衰减器、计权网 络、检波器、指示表头和电源等组成。它以干电池为 电源，体积较小，现场测量方便。
1.发动机噪声 发动机噪声主要包括：燃烧噪声、机械噪声、进排气 噪声和风扇噪声等。
燃烧噪声—可燃混合气燃烧时产生的气体压力激励 发动机结构所产生的噪声。
机械噪声—发动机零部件作往复运动和旋转运动产 生的周期力对发动机结构产生的噪声。 进排气噪声—是由于发动机在进、排气过程中的气 体压力波动和气体流动所引起的振动而产生的噪声。

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4）检波器和指示表头
为了使经过放大的信号通过表头显示出来，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。这个直流电压的大小要正比于输入信 号的大小。
指示表头是一只电表，只要对其刻度进行一定的标定 ，就可从表头上直读出噪声级的dB值。声级计表头阻尼一 般都有“快”和“慢”两个档。“快”档的平均时间为 0.27s，很接近于人耳听觉器官的生理平均时间；“慢” 档的平均时间为1.05s。当对稳态噪声进行测量或需要记 录声级变化过程时，使用“快”档比较合适；在被测噪声 的波动比较大时，使用“慢”档比较合适。
声波频率的高低影响声调，频率越高，声调亦高 ；频率低，则声调低。即人们所说的高昔和低音。人 耳听到频率为1000Hz时的声音称为纯音。
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2）声压P(Pa)
当声音在弹性介质（如空气）中传播时，将引起介质 在稳定压力Pw附近发生起伏变化，这个压力的变化量Δp， 称为声压P。它表示声波作用在单位面积上的压力大小。它 的单位与压力单位相同（Pa）。 在标准大气压中，稳定大气压力为106Pa。声压要比大 气压小得多，一般在2×10-5～20Pa范围内。 正常人的耳朵在声波频率为1000Hz时(纯音时)刚好等感觉 到的最弱声压为2×10-5Pa，此声压称为基准声压p0，或称 听阈声压。当声压达到20Pa时，使人的耳朵刚好产生疼痛 ，故称痛阈声压。 声压P是声学中表示声音强弱的指标。声压大，则声音 越强(越响)；声压小，则声音听起来弱(低)。
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当对稳态噪声进行测量或需要记录声级变化过程时，使用 “快” 挡较为合适；当被测噪声的波动比较大时，使用“慢” 挡比较合适。 利用声级计检测噪声时，还可通过如图10-7所示的声级计 A、B、C计权网络频率响应特性，根据声级计A、B、C三挡 对同一声源测量所得的读数，大致地估计出所测噪声的频谱特 性。 若LA＝LB＝LC，则表明噪声中的高频成分较突出； 若LB＝LC＞LA，则表明中频成分略强；
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2.声级计工作原理
声级计检测时，噪声通过传声器转换成电压信号，并由前 臵放大器变换阻抗，使其与输入衰减器匹配，然后信号经输入 放大器送入计权网络处理，再经输出衰减器及放大器将信号放 大到一定的幅度，最后经有效值检波器进入指示仪表，从表头 得到相应的声级读数。
利用声级计检测噪声时，应根据被测噪声的性质和特点选 择声级计的“快”挡或“慢” 挡。声级计一般都有“快”和 “慢”两挡，其中“快” 挡平均时间为0.27s，比较接近人耳 听觉的生理平均时间；“慢” 挡平均时间为1.05s。
生在制动蹄摩擦片端部和根部与制动鼓接触的情况下
。其噪声大小取决于制动蹄摩擦片长度方向上的压力 分布规律，还受制动系统及零部件刚度的影响。
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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。 花纹噪声和道路噪声都是轮胎和路面相互作用而产生 的噪声。汽车行驶时，轮胎接地部分胎面花纹沟槽内的空 气以及路面的微小凹凸与地面间的空气，在轮胎离开地面 时，受到一类似于泵的挤压作用引起周围空气压力变化从 而产生噪声。
风机噪声：冷却系统风扇或风冷发动机风机产生的 空气动力噪声。
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2.传动系噪声 传动系噪声包括变速器噪声、传动轴噪声及驱动桥 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。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。 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。
p L p 20lb p0
式中：
Lp—声压级（dB）； p—声压（Pa）； p0—基准声压（取2x10-5Pa）。
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采用声压级之后，就将相差一百万倍的可听声压范围，简 化成0～120dB的声压级变化，见表，它既符合人耳对声音 的主观感觉，也便于表示。
声压与声压级对照表
声压（Pa） 声压级（dB ） 20（痛 阈） 120 2 100 0.2 80 0.02 60 0.002 0.0002 40 20 0.0002（听 阈） 0
（一）声级计结构和工作原理
图10-3 AWA5610C型 精密积分声级计
图10-4 AWA5661型 精密脉冲声级计
图10-5 ND2型便携 式精密声级计
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1.声级计组成
1）传声器
它是把声压信号转变为电压信号的装臵，也称为话筒 ，是声级计的传感器。传声器安装在声级计的前端。常见 的传声器有电容式、动圈式和压电式。 电容式传声器是声学测量中比较理想的传声器，具有 动态范围大、频率响应平直、灵敏度高和在一般测量环境 中稳定性好等优点，得到广泛应用。
弹性振动噪声是由于轮胎不平衡、胎面花纹刚度变化 或路面凹凸不平等原因激发胎体振动而产生的噪声。
影响轮胎噪声的因素主要有：轮胎花纹，车速及负荷 ，轮胎气压，装配情况，轮胎磨损程度，路面状况等。
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汽车噪声一般为中等强度的噪声，约为60～90dB。 如公共汽车的噪声为80dB左右，摩托车的噪声比一般汽 车高l0dB左右。 由于车辆噪声为游走性的，影响范围大，干扰时间 长，因而受害人员多。据有关资料介绍，噪声会使人的 听力减弱、视觉功能下降、神经衰弱、血压变化和胃肠 道出现消化功能障碍，甚至影响人的睡眠、谈话、学习 、工作和情绪等。