汽车车外噪声声源特性分析与识别

车辆噪声的测量、评价、控制以及噪声源的识别1车外噪声源影响车外噪声的主要有发动机噪声、冷却噪声、排气噪声、轮胎辐射噪声和排气系统的再生辐射噪声以及其他机械噪声。

这些噪声一般在中高频范围内，由于车外噪声直接构成了对周围环境的污染排放，因此各国都有严格的限值和测试方法。

2车外噪声的测量和评价A、加速行驶车外噪声测量及评价：加速行驶车外噪声是对于整车噪声水平等综合评价，是汽车认证最重要的指标之一。

各国的认证标准对测量方法的规定基本相同(包括刚刚颁布我国标准GB1495-2002)，由于各国发展水平不同因此限制有一定的差异(比如：GB1495-2002对于轿车的限值要比欧洲大3dB(A))。

目前最具先进性而且被广泛采用的要属欧共体51号法规(ECE Reg. No. 51)。

测量方法和相应的限值。

值得说明的是：法规只是国家或地区间总体水平等体现，汽车企业为了保持产品的领先地位，往往有更为严格的公司内部限值，作为产品开发的目标。

B、汽车定置噪声测量：它实际上是整车无负荷状态下对发动机和排气噪声的评价，一般作为对车外噪声评价的补充，其方法和限值标准也是作为车外加速噪声测量标准的附件。

3车外NVH噪声的控制车外噪声的控制主要是对于噪声源的控制，有效的降低各声源的噪声是保证整车噪声的唯一和根本途径。

降噪是一项费时且投入很高的工作，因此必须首先正确识别影响整车噪声的主要声源。

常用的方法是噪声分解，在整车级分解方法是通过工况排除，系统(或部件)排除和包裹法。

其目的是为了把某一声源从总的噪声中分离出去。

在噪声的振动控制中，进行噪声源进行识别是重要的工作内容之一。

它为噪声的控制提供了基础，决定着噪声控制所努力的方向。

因此，国际上对噪声源识别方法的研究随着科学技术的发展不断深入。

A.传统的噪声源识别方法主观评价法: 近场测量法、选择运行法、铅覆盖法、表面振动速度(加速度)法、频率分析法B.利用现代信号处理技术进行噪声源识别：相干诊断方法、分布噪声源的相干诊断方法、噪声源的层次诊断法、倒频谱法、自回归谱法、.表面声强法、声强法、自适应除噪技术(ANC)C.利用现代图象识别技术进行振动噪声测量：全息摄影技术、电图象干涉测量车外噪声控制的最重要得组成部分是发动机噪声的控制，发动机是汽车的主要噪声源，因此降低发动机的噪声是降低整车噪声的主要措施。

第八节汽车噪声的检测噪声作为一种严重的公害已日益引起人们的关注，目前世界各国已纷纷制定出控制噪声的标准。

噪声的一般定义是：频率和声强杂乱无章的声音组合，造成对人和环境的影响。

更人性化的描述是，人们不喜欢的声音就是噪声。

随着汽车向快速和大功率方面的开展，汽车噪声已成为一些大城市的主要噪声源。

汽车噪声主要包括：发动机的机械噪声、燃烧噪声、进排气噪声和风扇噪声；底盘的机械噪声、制动噪声和轮胎噪声，车厢振动噪声，货物撞击噪声，喇叭噪声和转向、倒车时的蜂鸣声等噪声。

由于车辆噪声具有游走性，影响X围大，干扰时间长，因而危害比拟大。

一、噪声的评价指标1．噪声的声压和声压级噪声的主要物理参数有声压与声压级、声强与声强级和声功率与声功率级。

其中声压与声压级是表示声音强弱的最根本的参数。

声压是指由于声波的存在引起在弹性介质中压力的变化值。

声音的强弱取决于声压，声压越大听到的声音越强。

人耳可以听到的声压X围是2×10-5(听阈声压)～20Pa(痛阈声压)，相差100万倍，因此用声压的绝对值表示声音的强弱会感到很不方便，所以人们常用声压级来表示声音的强弱。

声压级是指某点的声压P与基准声压(听阈声压)P0的比值取常用对数再乘以20的值，单位为分贝(dB)。

可闻声声压级X围为0～120dB。

2．噪声的频谱人耳对声音的感觉不仅与声压有关，而且还与声音的频率有关。

人耳可闻声音的频率X围为20～20000Hz。

一般的声源，并不是仅发出单一频率的声音，而是发出具有很多频率成分的复杂声音。

声音听起来之所以会有很大的差异，就是因为它们的组成成分不同造成的。

因此，为全面了解一个声源的特性，仅知道它在某一频率下的声压级和声功率级是不够的，还必须知道它的各种频率成分和相应的声音强度，这就是频谱分析。

噪声的频谱也是噪声的评价指标之一。

以声音频率(Hz)为横坐标、以声音强度(如声压级dB)为纵坐标绘制的噪声测量图形，称为频谱图。

人耳可闻声音的频率有1000多倍的变化X围，在实际频谱分析中不可能逐个频率分析噪声。

汽车加速行驶车外噪声室内测量方法及其工程应用随着汽车工业的快速发展，汽车的噪声问题越来越受到人们的关注。

汽车加速行驶时产生的车外噪声不仅会影响司机和乘客的舒适性，还会对周围环境和居民的生活产生不良影响。

因此，汽车行驶时产生的噪声成为环境保护和城市管理等方面的重要问题。

为了研究汽车加速行驶时的车外噪声并制定相应的控制策略，需要进行对车外噪声的测量。

车外噪声的测量是基于声学的测量与分析的方法，根据声学原理测量车外的噪声指标，包括声压级（SPL）、声相位、声散射、声衰减等。

其中，声压级是汽车当行驶噪声的最主要的参数，一般使用声级计来测量。

汽车加速行驶时的车外噪声测量方法一般采用静态方法和动态方法。

静态方法：使用固定的测量设备测量车辆在固定位置上时的噪声水平。

该方法主要应用于道路通行噪声评估、噪声源识别等方面。

应注意选择测量点，应避免被障碍物遮挡，造成数据失真。

另外，在城市环境中进行测量时，应尽量避免交通峰值期进行测量，以免人为因素对测量结果产生干扰。

动态方法：该方法是通过在行驶过程中测量噪声，其优点是可以获得变化的声学参数，如峰值值、持续时间等。

使用移动测量装置进行测量，例如运用车载测量设备，可在实际道路环境中得到较为准确的汽车行驶时的噪声示值和分析结果。

但受环境、行驶速度、风向等因素的影响较大，也有较大的不确定性。

两种测量方法都有其优缺点，实际测量中应选择合适的测量方法，对车外噪声进行定量评估并制定相应的控制措施。

在工程应用中，为了控制汽车行驶时产生的噪声，需要采取以下措施：1.降低制动噪声：制动噪声是汽车行驶噪声中的一个重要来源，降低制动噪声可以有效地减少汽车行驶时的噪声水平。

采用减震材料和减震装置可以减少制动时的震动和噪声。

2.优化轮胎：使用低噪音轮胎和改善轮胎和路面的接触面可以有效地降低汽车行驶时的噪声。

3.优化车身设计：采用优化的车身结构和材料可以减少风阻噪声等，降低汽车行驶时的噪声水平。

总之，汽车加速行驶车外噪声的测量和控制对于环境保护和城市管理等方面具有重要意义。

10010.16638/ki.1671-7988.2021.09.028卡车加速行驶车外噪声单点阶次分析法源识别与改进张攀登1，王军龙1，殷金祥1，孟娜2，赵波3，宋吉全3（1.潍柴动力上海研发中心，上海 201114；2.陕西法士特齿轮有限责任公司，陕西 西安 710119；3.山东汽车制造有限公司，山东 莱阳 265200）摘 要：针对某卡车加速行驶车外噪声超过国标限值的问题，采集一个评价点的噪声信号，根据加速行驶车外噪声试验过程，分析了声压级曲线、colormap 云图和时间切片，判断出变速箱为主要来源。

基于此，论文提出了单点分析流程方法。

变速箱近场噪声振动频率特征分析和覆盖法分析证明了以上分析和结论。

对于主要噪声来源的变速箱适当降低了速比、并提高了齿轮重合度，噪声下降了3.3dB （A ），满足了国标限值的要求。

文章分析方法对于工程上汽车加速行驶车外噪声的诊断与改进有一定的参考意义。

关键词：卡车；加速行驶车外噪声；诊断；改进中图分类号：TH113.1 文献标识码：A 文章编号：1671-7988(2021)09-100-04Source Identification and Improvement of Single Point Order Analysis Methodfor Truck Exterior Accelerating pass-by NoiseZhang Pandeng 1, Wang Junlong 1, Yin Jinxiang 1, Meng Na 2, Zhao Bo 3, Song Jiquan 3(1.WeiChai Power Co., Ltd., Shanghai R&D Center, Shanghai 201114; 2.Shaanxi Fast Gear Co., Ltd., Shaanxi Xi ’an 710119; 3.Shandong Automobile Manufacturing Co., Ltd., Shandong Laiyang 265200 )Abstract: In view of the problem that a truck exterior accelerating pass-by noise exceeds the national standard limit, according to the test process, one point of the noise signal of the evaluation point is collected, and that the gearbox is the main noise source can be analyzed and determined according to the sound pressure level curve, colormap and time slice curve. Based on this, the single point analysis process method is proposed. The above conclusion is proved not only by the frequency characteristics of gearbox near-field noise and vibration but also by the covering method. According to the test and analysis results, the gearbox speed ratio is properly reduced, and gear coincidence is increased, the noise is reduced by 3.3dB(A), which meets the requirement of the national standard limit. The analysis method in this paper has certain reference significance for the diagnosis and improvement of the vehicle pass-by accelerating noise in engineering. Keywords: Truck; Pass-by accelerating noise; Diagnosis; ImprovementCLC NO.: TH113.1 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2021)09-100-04前言随着汽车保有量的急剧增加，汽车产生的噪声污染问题作者简介：张攀登（1976.03-），男，高级工程师，就职于潍柴动力上海研发中心。

CRH5E型卧铺动车组车外噪声的仿真分析本文根据动车组车外噪声指标要求，对CRH5E型动车组车外噪声源进行的分析，并通过RAYNOISE软件进行建模仿真，仿真结果可以作为设计方案评估。

标签：CRH5E型动车组；车外噪声；仿真1 引言CRH5E型卧铺动车组车辆车外主要噪声源主要包括轮轨噪声、牵引系统噪声、集电系统噪声、辅助设备噪声和气动噪声等。

（1）轮轨滚动噪声是由于车轮、轨道结构钢轨表面的短波不平顺激发轮轨振动通过空气传播而产生的。

轮轨表面粗糙度以不平顺的方式输入至轮轨接触系统。

在轮轨接触斑处，通过接触斑滤波作用后，对系统形成激扰，即轮轨联合粗糙度。

轮轨联合粗糙度进而通过车轮导纳、接触导纳和钢轨导纳形成轮轨相互作用力。

车轮和钢轨在轮轨相互作用力激振下会产生动态响应，体现为车轮振动和钢轨振动，而钢轨振动又将通过轨下垫层将部分振动能量传递给轨道基础结构，引起基础结构的振动。

这些结构振动能量进一步通过空气介质向外传播，就形成车轮声辐射、钢轨声辐射和基础结构声辐射。

它们的传播共同作用于车外空间，形成轮轨滚动噪声的空间声场响应。

（2）牵引噪声来源于列车驱动系统，包括牵引电机、传动装置和其他发电机组产生的噪声。

（3）集电系统噪声来源于弓网系统，包括弓网的气动噪声和结构振动噪声。

（4）辅助设备噪声主要包括变压器、牵引变流器、辅助变流器、风缸废排等的噪声。

气动噪声来源于车身表面空气动力激励。

这些声源既可以通过空气传播途径传递至车内，也可通过结构传播途径传递。

针对CRH5E型卧铺动车组车辆，考虑轮轨噪声、牵引系统噪声、弓网噪声及辅助设备噪声等分布、频率和源强特性，基于几何声学，使用国际知名的噪声预测RAYNOISE软件平台，建立全列编组的CRH5E型卧铺动车组车辆车外噪声预测模型。

2 RAYNOISE软件简介RAYNOISE是比利时声学设计公司开发的一种大型声场模拟软件系统。

其主要功能是对封闭空间或者敞开空间以及半闭空间的各种声学行为加以模拟。

一、实验目的1. 了解汽车噪声的来源和影响因素。

2. 掌握噪声测定的基本方法和步骤。

3. 评估汽车噪声水平，为汽车噪声控制提供依据。

二、实验原理汽车噪声主要来源于发动机、排气系统、传动系统、轮胎与地面摩擦以及车身振动等。

噪声的测量通常采用声级计进行，声级计可以测量声压级，即声音的强度。

三、实验仪器与设备1. 声级计2. 汽车振动传感器3. 数据采集器4. 汽车5. 标准噪声源6. 导线7. 耐磨胶带四、实验步骤1. 准备阶段（1）将声级计、振动传感器、数据采集器等仪器设备连接好，并进行必要的调试。

（2）选择实验车辆，确保车辆状况良好，发动机运行正常。

（3）将标准噪声源放置在实验场地，确保其稳定运行。

2. 噪声测量（1）将声级计放置在距离汽车一定距离的位置，记录汽车在怠速、低速、中速和高速下的噪声数据。

（2）将振动传感器固定在汽车发动机上，记录发动机在不同工况下的振动数据。

（3）将数据采集器连接到声级计和振动传感器，实时记录噪声和振动数据。

3. 数据分析（1）将采集到的噪声和振动数据导入计算机，利用相关软件进行数据分析。

（2）分析噪声和振动数据，找出噪声的主要来源和影响因素。

（3）评估汽车噪声水平，与国家标准进行比较，判断是否达标。

4. 实验总结（1）总结实验过程中遇到的问题和解决方法。

（2）总结实验结果，提出改进措施。

五、实验结果与分析1. 噪声测量结果实验结果表明，汽车在怠速、低速、中速和高速下的噪声水平分别为：82dB、85dB、88dB和92dB。

2. 振动测量结果实验结果表明，汽车发动机在怠速、低速、中速和高速下的振动加速度分别为：0.5m/s²、0.7m/s²、1.0m/s²和1.2m/s²。

3. 分析（1）汽车噪声的主要来源为发动机、排气系统和传动系统。

（2）汽车振动的主要来源为发动机和传动系统。

（3）汽车噪声和振动水平较高，不符合国家标准。

六、实验结论1. 汽车噪声和振动水平较高，对环境和人体健康产生一定影响。

汽车噪声百科名片汽车噪声（Car noise），即汽车行驶在道路上时，内燃机、喇叭、轮胎等都会发出大量的人类不喜欢的声音。

汽车噪声严重影响人的身体健康。

近年来，城市机动车辆增长很快，伴随而来的交通噪声污染环境现象也日益突出。

专家认为，汽车对环保最大的危害是噪音污染。

实际上，城市最吵闹的噪音排第一的应属汽车喇叭声。

走在马路上，川流不息的汽车带来的是阵阵刺耳的喇叭声，无论你在办公室、教室、医院、家里，喇叭声都一样不能让你的耳朵清静。

目录汽车噪声源分析汽车噪声研究的意义汽车噪声的危害汽车噪声现象汽车噪声看法汽车噪声治理支招多管齐下五妙招让汽车噪声无处遁形汽车噪声源分析汽车噪声研究的意义汽车噪声的危害汽车噪声现象汽车噪声看法汽车噪声治理支招多管齐下五妙招让汽车噪声无处遁形展开编辑本段汽车噪声源分析①由道路所激发的车体结构的振动；②轮台触地所激起的空气振动；③车体穿过大气所产生的湍流；④发动机的振动和排气、进气；⑤传动系统中的相互运动所激发的振动；⑥制动器与轮圈的摩擦；⑦空调风机等。

汽车噪声问题包括两个方面：车内噪声和车外噪声。

前者影响车内乘客，后者影响车外环境。

汽车噪声是城市交通噪声的根源，各国环境保护部门都很重视，制定了汽车噪声的容许标准，而且标准随时间逐渐修改提高，我国汽车噪声标准的代号为GB1496-79。

目前，高速行驶中的汽车车外噪声主要是轮胎触地噪声，车内噪声主要是车体结构的振动和附面层噪声。

编辑本段汽车噪声研究的意义汽车噪声的大小衡量汽车质量水平的重要指标，因此，汽车噪声的防治也是世界汽车工业的一个重要课题。

汽车的噪声源有多种例如发动机、变速器、驱动桥、传动轴、车厢、玻璃窗、轮胎、继电器、喇叭、音响等等都会产生噪声。

这些噪声有些是被动产生的，有些是主动发生的（如人为按动喇叭）。

但是主要来源只有两个方面，一个是发动机，另一个是轮胎，它们都是被动发生的，只要车子行驶就会产生噪声。

发动机表面辐射噪声是主要的。

噪声测试及噪声源识别技术实际工程应用中对噪声源进行测试与分析时比较通用的方法有主观评价法、分别运转消去法、声强测量法、频谱分析法。

近年来声学测量技术和测量设备的进步与发展，出现了一些能简便和快速识别噪声源的手段和方法。

能现场测量的测试方法并且能够即时处理与分析通过测量得到的信号以及能大大提高测量数据的可靠性成为新识别方法的大体发展趋势。

这些先进的新识别方法包括信号分析法，声全息测试技术等。

1. 主观评价法人的听觉相比较传统的噪声测量设备有更加精确的区分各种声音的能力，实际工程中声压或响度等应用最多的参考指标也是依据人的主观感受来设定的。

因为人的差异所以主观评价法会得到差别比较大的结果，如果要取得准确度比较高的结论就要进行大量的测验来改进方法和积累经验，主观评价方法的主要缺点是很难对声源进行定量的评价。

2. 分别运转消去法在汽车运行过程中，汽车中成百上千个零部件在共同运转，若想找到某部分向外辐射的噪声最大，以往通常应用消去法。

先在特定的条件下对实验对象进行测量得到它的总体噪声，然后暂停或停止可能辐射出很大噪声的部分，或者应用铅覆盖法对发出较大的噪声进行控制。

再在相同的条件下测量研究对象的辐射噪声，应用声压级的叠加原理，通过对两次噪声的测试结果进行分析可计算出这部分所发出的工作噪声。

依次使用相同的方法，可以测得各个部分的辐射噪声大小，通过这种方法可以确定汽车的主要噪声源。

在汽车噪声测试过程中，如果要消去某一部份的辐射噪声就要停止这部分的运转或控制其工作噪声往往是非常难以实现的，有时候可能实现不了，分别运转消去法实际工作中常用于汽车发动机系统的噪声量级分析，在相同的工作状态下，去掉再装上某一个件，然后在相同的测量点分别测试两种状态下的噪声数值，然后应用能量相减的原理减去所计算得到噪声量的大小，就是某一零部件所辐射的噪声。

在实际测量过程中，只使用去掉某一个部件或仅仅用隔声方法来屏蔽某一辐射噪声中的任何时候一种都达不到实际测试的要求，一般要两种方法结合使用。

汽车噪音分析与降噪措施汽车噪音分析与降噪措施着汽车工业及经济的发展,城市机动车辆数目剧增,伴随而来的交通污染也日益严重,其中汽车"噪音污染"被称为"城市新公害"。

专家指出："汽车对环保造成的最大危害之一是噪音污染,这一问题必须引起特殊关注"。

40分贝是正常的环境声音,在此以上就是环境噪音。

人们长期处在噪音的环境中,除了损伤听力外,还可引起心绪不宁、心情紧张、心跳加快、血压增高,甚至导致神经衰弱和脑神经机能不全等,严重危害了人们的身心健康。

据调查,在所有噪音中,交通噪音约占各种声源的70％左右。

因此,如何降低汽车噪音一直是世界汽车工业的一个重要课题。

汽车噪音的影响因素错综复杂,按噪音产生的过程和原理不同,可以分为与发动机有关的声源和与汽车行驶系有关的声源。

与发动机有关的声源主要有：发动机进、排气噪声、发动机燃烧噪声、冷却风扇噪声、机体各部件间振动噪声。

另外还包括其附件：如发动机、空压机、机油泵、水泵等辐射的声音。

与汽车行驶有关的声源主要有：传动系机械噪音、轮胎滚动噪音、车声振动噪音、制动器噪声、车身和空气相对运动而产生的气流噪声。

这些噪声随汽车和发动机形式不同而不同,与使用过程中的车速、发动机转速、加速状态、载荷及道路状况有关。

以上噪声的产生都是被动的,只要车辆行驶,就有噪音的产生。

下面主要分析汽车产生噪音的原因及降噪措施,概括起来主要有以下几点：一、发动机燃烧噪音：它是气缸内燃料燃烧时产生的噪音。

燃烧噪音是由于气缸内周期变化的气体压力的作用而产生的。

它主要取决于燃烧的方式和燃烧的速度。

燃烧时汽缸压力通过活塞、连杆、曲轴、缸体及汽缸盖等引起发动机结构表面振动而辐射出噪音。

在汽油机中,如果发生爆燃和表面点火不正常燃烧时,将产生较大的燃烧噪声。

柴油机的燃烧噪音是由于燃烧室内气压急剧上升,致使发动机各部件振动而引起的噪声。

一般来说柴油机的噪声比汽油机高得多,因此在这里主要讨论柴油机燃烧噪音的降噪措施。

道路交通噪声的来源及影响因素一、公路交通噪声的来源公路交通噪声的主要类型是运行中机动车辆发出的噪声，其强度大小与车型和车辆运行状态、车辆构造特征和轮胎花纹样式、道路交通状况和道路线性指标等有关。

车辆噪声源主要分为驱动系统（进气和排气噪声、冷却风扇噪声、燃烧噪声和发动机结构噪声等）和运行系统（传动齿轮、车身或车架振动、轮胎摩擦和空气作用产生的噪声等），见图1。

车辆驱动系统产生的噪声与发动机转速有关，运行系统与路面状况、线性指标和轮胎花纹有关，且随车辆行驶速度而变化。

图1 汽车噪声来源示意图（一）进气噪声进气门会发生周期性开闭，因此而引发进气管道内压力起伏变化，形成空气动力性噪声，即进气噪声。

进气噪声频率范围主要分布在500～10000Hz之间；其噪声值可高出发动机本身发出的噪声约5dB(A)。

同一台发动机的进气噪声主要受转速影响，每增加1倍的转速，则进气噪声就能增加10~13dB(A)。

（二）排气噪声排气噪声是由发动机排气阀的周期性开闭引发压力脉冲从而激发气流振动所产生的，它是车辆噪声的主要来源。

其噪声声级能量范围主要分布在200Hz 以下的低频区区段内。

发动机的负荷情况和转速影响排气噪声的大小：排气噪声声级在发动机转速每增加10倍的情况下增加45dB(A)左右，发动机处于全负荷时比空负荷时要高15～20dB(A)。

（三）风扇噪声风扇噪声主要由涡流噪声和旋转噪声组成。

风扇噪声与其转速有关，且随转速增加而增加：当转速增加1倍时，风扇噪声声级则增加11～17dB(A)；风扇噪声在风扇高速运转时成为主要的噪声来源。

（四）燃烧噪声发动机气缸内的气体在燃烧时会产生燃烧噪声，其噪声与复杂的燃烧过程有着密切的关系。

影响燃烧噪声的因素有很多，比如燃烧室的形状、供油系统的工作方式、燃油的辛烷值、发动机压缩比和运转状况以及进气压力等。

研究发现：在燃烧过程中，气缸压力交替变换引起发动机冲击荷载和动荷载而产生结构振动噪声；燃烧噪声通过活塞、连杆、曲轴、主轴承和气缸盖以及缸套侧壁而传递到机体的表面，能够辐射出比较强烈的燃烧噪声。