5.6--汽车噪声检测概述.ppt
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1、5.6 5.6 汽车噪声的检测汽车噪声的检测一、噪声参数与评价指标一、噪声参数与评价指标二、二、汽车噪声的来源及危害汽车噪声的来源及危害三、汽车噪音检测原理与方法三、汽车噪音检测原理与方法四、汽车噪声检测标准四、汽车噪声检测标准五、汽车噪声控制措施五、汽车噪声控制措施1.1.声音的物理参数声音的物理参数1 1)声波的频率)声波的频率f(Hzf(Hz)声波的频率是指单位时间内产生振动波的数量。声波的频率是指单位时间内产生振动波的数量。v 频率频率f f处在处在202020000Hz20000Hz时人能感觉到,称为声波。时人能感觉到,称为声波。v 低于低于20HZ20HZ的声波称为次声,的声波称为
2、次声,v 高于高于20000Hz20000Hz的声波称为超声。的声波称为超声。声波频率的高低影响声调,频率越高,声调亦高;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。人耳听到频率为听到频率为1000Hz1000Hz时的声音称为纯音。时的声音称为纯音。一、噪声参数与评价指标一、噪声参数与评价指标5.6 5.6 汽车噪声的检测汽车噪声的检测 2 2)声压)声压P(PaP(Pa)当声音在弹性介质(如空气)中传播时,将引起介质当声音在弹性介质(如空气)中传播时,将引起介质在稳定压力在稳定压力PwPw附近发生起伏变化
3、,这个压力的变化量附近发生起伏变化,这个压力的变化量pp,称为声压称为声压P P。它表示声波作用在单位面积上的压力大小。它表示声波作用在单位面积上的压力大小。它它的单位与压力单位相同(的单位与压力单位相同(PaPa)。)。在标准大气压中,稳定大气压力为在标准大气压中,稳定大气压力为10106 6PaPa。声压要比大。声压要比大气压小得多,一般在气压小得多,一般在2 21010-5-520Pa20Pa范围内。范围内。正常人的耳朵在声波频率为正常人的耳朵在声波频率为1000Hz1000Hz时时(纯音时纯音时)刚好等感觉刚好等感觉到的最弱声压为到的最弱声压为2 21010-5-5PaPa,此声压称为
4、基准声压,此声压称为基准声压p0p0,或称,或称听阈声压。当声压达到听阈声压。当声压达到20Pa20Pa时,使人的耳朵刚好产生疼痛,时,使人的耳朵刚好产生疼痛,故称痛阈声压。故称痛阈声压。声压声压P P是声学中表示声音强弱的指标。声压大,则声音是声学中表示声音强弱的指标。声压大,则声音越强越强(越响越响);声压小,则声音听起来弱;声压小,则声音听起来弱(低低)。5.6 5.6 汽车噪声的检测汽车噪声的检测3 3声功率声功率W(W)W(W)声功率声功率W W表示声源在单位时间内所辐射的声能表示声源在单位时间内所辐射的声能(声压声压)的大小。的大小。4 4声强声强I(W/m2)I(W/m2)声强是
5、单位时间内在与声波垂直方向单位面积上的能量,即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。单位面积通过的声功率。痛阈声压所对应的声强为痛阈声压所对应的声强为1w1wm m2 2。5 5响度响度N N(sonesone)v 以上参数都是指声源,但是声音是通过人耳感觉到的,必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。须有入耳感觉的衡量参数,这便是响度。v 响度表示人所感受到的声音的强弱程度,它是一种与人耳响度表示人所感受到的声音的强弱程度,它是一种与人耳的的 听感特性有关的人对声音强弱的主观表示法。与客观表听感特性有关的人对
6、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、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。而且还与声音的频率有关。v 响度的单位为宋(响度的单位为宋(sonesone),),1 1宋是声压级为宋是声压级为40dB40dB,频率为,频率为1000Hz1000Hz纯音所产生的响度。任何一个声音的响度,如果被听纯音所产生的响度。任何一个声音的响度,如果被听者判断为者判断为1 1宋响度的几倍,则这个声音的响度就是几宋。宋响度的几倍,则这个声音的响度就是几宋。5.6 5.6 汽车噪声的检测汽车噪声的检测2.2.声音的评价指标声音的评价指
7、标 因为人耳听到声音的频率很宽、强弱的范围很广,若用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。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因此,声音的强弱指标可用“级级”来表示,称之为分贝来表示,称之为分贝(dB)(dB)。所谓级是指实际量与基淮量比值的对数,是一种只作。所谓级是指实际量与基淮量比值的对数,是一种只作相对比较的无
8、量纲单位。在声学中常使用声压级、声强级、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。声功率级和响度级。5.6 5.6 汽车噪声的检测汽车噪声的检测1 1)声压级)声压级LA(dBLA(dB)()(分贝分贝)大多数声学测量仪器,是直接测量声源的声压。由于听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的强弱。声压级的单位是分贝(dB)(d
9、B)。其定义为其定义为 式中:式中:LpLp声压级(声压级(dBdB););p p声压(声压(PaPa););p0p0基准声压(取基准声压(取2x102x10-5-5PaPa)。)。5.6 5.6 汽车噪声的检测汽车噪声的检测采用声压级之后,就将相差一百万倍的可听声压范围,简采用声压级之后,就将相差一百万倍的可听声压范围,简化成化成0 0120dB120dB的声压级变化,见表,它既符合人耳对声音的声压级变化,见表,它既符合人耳对声音的主观感觉,也便于表示。的主观感觉,也便于表示。声压(Pa)20(痛阈)20.20.020.0020.00020.0002(听阈)声压级(dB)1201008060
10、40200声压与声压级对照表声压与声压级对照表5.65.6汽车噪声的检测汽车噪声的检测2)2)声功率级声功率级Lw(dBLw(dB)定义为定义为式中:式中:W0 W0 基准声功率(在基准声功率(在1000Hz1000Hz时,为时,为1010-12-12W/m2W/m2)。)。3 3声强级声强级Li(dBLi(dB)定义为定义为式中:式中:I0 I0 基准声强(在基准声强(在1000Hz1000Hz时,为时,为100W/m100W/m2 2)。)。5.65.6汽车噪声的检测汽车噪声的检测4 4响度级(响度级(phonphon)响度级是人耳听到声音对的主观感觉量的物理描述,因此,响度级是人耳听到声
11、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(一个表示响度的主观评价量,单位是方(phonphon),方的数),方的数值等于根据听力正常的听者判断为等响的值等于根据听力正常的听者判断为等响的1000Hz1000Hz纯音纯音(来自来自正前方的平面行波正前方的平面行波)的声压级的声压级dBdB值。值。如某纯音的声压级如某纯音的声压级LpLp为为30dB30dB时,则它的响度级为时,则它的响度级为30phon30phon。人耳是一种特定的听觉器,它对各种频率的声音有不同的人耳是
12、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,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。只有当声源频率为级是有区别的。只有当声源频率为1000Hz1000Hz时,响度级才与时,响度级才与声压级相同,或者说,频率不是声压级相同,或者说,频率不是1000HZ1000HZ的两个声音听起来的两个声音听起来一样响,但其声压级却不一样。一样响,但其声压级却不一样。响度和响度级的关系为:响度和响度级的关系为:即:响度级为即:响度级为40
13、phon40phon时,其响度为时,其响度为1sone1sone。5.65.6汽车噪声的检测汽车噪声的检测二、二、汽车噪声的来源及危害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。声等,见图。汽车噪声的污染源主要是发动机噪声。5.65.6汽车噪声的检测汽车噪声的检测1.1.发动机噪声发动机噪声 发动机噪声主要包
14、括:燃烧噪声、机械噪声、进排气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。噪声和风扇噪声等。燃烧噪声燃烧噪声可燃混合气燃烧时产生的气体压力激励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。发动机结构所产生的噪声。机械噪声机械噪声发动机零部件作往复运动和旋转运动产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。生的周期力对发动机结构产生的噪声。进排气噪声进排气噪声是由于发动机在进、排气过程中的气是由于发动机在进、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。体压力波动和气体流动所引起的振动而产生的噪声。风机噪声:冷却系统风扇或风冷
15、发动机风机产生的风机噪声:冷却系统风扇或风冷发动机风机产生的空气动力噪声。空气动力噪声。5.65.6汽车噪声的检测汽车噪声的检测2.2.传动系噪声传动系噪声 传动系噪声包括变速器噪声、传动轴噪声及驱动桥噪传动系噪声包括变速器噪声、传动轴噪声及驱动桥噪声。声。变速器噪声主要是因齿轮振动引起的噪声,以及轴承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。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
16、车身发生抖动、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、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。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、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。轴承调整不当等原因造成的。5.65.6汽车噪声的检测汽车噪声的检测3.3.制动噪声制动噪声 制动噪声是汽车制动过程中由制动器摩擦诱发引制动噪声是汽车制动过程中由
17、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。这种尖叫声类似声。这种尖叫声类似“猪嚎猪嚎”声,特别是制动器由热声,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。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。通常发鼓式制动器比盘式制动器产生的噪声大。通常发生在制动蹄摩擦片端部和根部与制动鼓接触的情况下。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
18、上的压力分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。布规律,还受制动系统及零部件刚度的影响。5.65.6汽车噪声的检测汽车噪声的检测 4.4.轮胎噪声轮胎噪声 轮胎噪声包括:轮胎花纹噪声、道路噪声、弹性振动轮胎噪声包括: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。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
19、气,在轮胎离开地面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。而产生噪声。弹性振动噪声是由于轮胎不平衡、胎面花纹刚度变化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。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,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。轮胎气压,装配情况,轮胎磨损程度,路面状况等。5.65.6汽车噪声的检测汽车噪声的
20、检测汽车噪声一般为中等强度的噪声,约为汽车噪声一般为中等强度的噪声,约为606090dB90dB。如公共汽车的噪声为如公共汽车的噪声为80dB80dB左右,摩托车的噪声比一般汽左右,摩托车的噪声比一般汽车高车高l0dBl0dB左右。左右。由于车辆噪声为游走性的,影响范围大,干扰时间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、道出现消化功能障碍,甚至影响人的
21、睡眠、谈话、学习、工作和情绪等。工作和情绪等。总之,噪声不仅能引起人体的生理改变和损伤,而总之,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。准,把控制交通噪声纳入了环境保护的范畴。5.65.6汽车噪声的检测汽车噪声的检测三、汽车噪音检测原理与方法三、汽车噪音检测原理与方法GBl495-79GBl495-79机动车辆允许噪声机动车辆允许噪声和和GBl496-79GBl496
22、-79机动车辆噪声测量方法机动车辆噪声测量方法规定噪声的测量仪器是精规定噪声的测量仪器是精密声级计或普通声级计。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噪声级是指用声级计测得的并经过听感修正的声压级(dB)(dB)或响度级或响度级(phonphon)。声级计一般由声级计一般由传声器、放大器、衰减器、计权网传声器、放大器、衰减器、计权网络、检波器、指示表头和电源等组成络、检波器、指示表头和电
23、源等组成。它以干电池为。它以干电池为电源,体积较小,现场测量方便。电源,体积较小,现场测量方便。5.65.6汽车噪声的检测汽车噪声的检测图图10-3 AWA5610C型型精密积分声级计精密积分声级计 图图10-4 AWA5661型型精密脉冲声级计精密脉冲声级计 图图10-5 ND2型便携型便携式精密声级计式精密声级计(一)声级计结构和工作原理(一)声级计结构和工作原理1 1)传声器)传声器 它是把声压信号转变为电压信号的装置,也称为话筒,它是把声压信号转变为电压信号的装置,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
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