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測試和仿真技術(shù)在摩托車(chē)噪聲控制中的應用
作者：
時(shí)間：2013-01-24
來(lái)源：網(wǎng)絡(luò )
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1 前言
機動(dòng)車(chē)噪聲是城市噪聲公害的重要來(lái)源，也是環(huán)保工作的主要控制對象之一。為了減少機動(dòng)車(chē)噪聲污染，各發(fā)達國都制定了嚴格的法規對包括摩托車(chē)在內的車(chē)輛噪聲加以限制。雖然我國目前對機動(dòng)車(chē)噪聲的控制力度尚未達到歐美、日本的水平，但從長(cháng)遠來(lái)看，政府不斷強化對機動(dòng)車(chē)環(huán)保性的要求并最終與發(fā)達國家接軌是一個(gè)必然趨勢。隨著(zhù)新的摩托車(chē)噪聲限制法規－GB4569-2000 的正式實(shí)施，外資摩托車(chē)企業(yè)的技術(shù)優(yōu)勢將更加明顯，而部分國內企業(yè)將由于主導車(chē)型的噪聲水平不能達標而陷入非常尷尬的處境。有資料表明，截至2005 年初國內在產(chǎn)車(chē)型約有一半不能達到GB4560-2000 的要求，其中125 排量以上騎式車(chē)情況最為嚴重，這無(wú)疑將造成國內摩托車(chē)行業(yè)生產(chǎn)、研發(fā)能力的巨大浪費和閑置。因此可以說(shuō)，噪聲控制技術(shù)是關(guān)系到國內摩托車(chē)行業(yè)生死存亡的關(guān)鍵技術(shù)之一。
正是在這樣的背景下，國內的摩托車(chē)制造商都加大了對噪聲控制的研究力度。然而，機動(dòng)車(chē)的噪聲問(wèn)題非常復雜，不僅難度高、投入大，而且需要綜合多個(gè)領(lǐng)域的理論知識和工程經(jīng)驗。近年來(lái)，由于計算機技術(shù)、數值模擬以及數字信號處理的理論與實(shí)驗技術(shù)的飛速發(fā)展，聲學(xué)測試與分析研究的軟硬件取得了長(cháng)足進(jìn)步，使噪聲的測試、分析與控制技術(shù)在各個(gè)行業(yè)得到了飛速的發(fā)展，所有這些都為摩托車(chē)噪聲控制技術(shù)的研究與開(kāi)發(fā)提供了機遇。
本項目是嘉陵與 LMS 合作開(kāi)展的一個(gè)摩托車(chē)降噪項目。經(jīng)過(guò)近兩年時(shí)間的努力，成功地使某125 車(chē)型的通過(guò)噪聲由原來(lái)的78.5dB(A)下降到76.5dB(A)，對應了國家法規的要求。
2 噪聲源識別
如同病人就診，摩托車(chē)噪聲控制的首要環(huán)節就是診斷，即通過(guò)測試找出摩托車(chē)的主要噪聲源，以便有的放矢地進(jìn)行改進(jìn)。本項目應用了兩種技術(shù)來(lái)進(jìn)行噪聲源的識別和排序， 即屏蔽測試（Wrapping/Disconnection Test）和ASQ（Airborne Source Quantification，聲源量化分析），所有測試工作都在 LMS 公司總部的消聲室內完成。
2.1 屏蔽測試
噪聲源屏蔽測試的基本思路就是針對若干個(gè)主要噪聲源分別進(jìn)行屏蔽，對表面輻射噪聲采取覆蓋的方式，對氣動(dòng)噪聲則采取連接絕對消聲器的方式。
進(jìn)行測試之前，根據主觀(guān)判斷先假定下列各項為主要噪聲源：
a 進(jìn)排氣噪聲；
b 發(fā)動(dòng)機；
c 殼體零件（油箱、整流罩、側蓋等）；
d 消聲器表面輻射噪聲；
e 輪胎。
以下為部分測試狀態(tài)圖片： 
根據屏蔽測試的結果可進(jìn)行噪聲源排序并判斷各噪聲源的最大修改潛力，即完全屏蔽該噪聲源時(shí)總體通過(guò)噪聲的下降量。需要指出的是，屏蔽測試不能精確描述不同頻率下各噪聲源對總體通過(guò)噪聲的相對影響，這需要靠下面提到的ASQ 測試來(lái)完成。
ASQ 技術(shù)是LMS 公司在上世紀九十年代開(kāi)發(fā)的一套用于精確測量各獨立噪聲源對總體噪聲貢獻量大小的測試技術(shù)。對于空氣傳播噪聲，其傳播機理如下： 
可見(jiàn)，只要知道噪聲源參數和傳遞路徑，就可以計算出響應，也就是噪聲源的貢獻量。這就是ASQ的基本思路。
ASQ測試中最關(guān)鍵、最復雜的就是測量噪聲源的體積加速度（m3/s2）或體積速度（m3/s），這兩個(gè)參數是反映聲源發(fā)聲強度的基本參數，其作用可類(lèi)比于力激勵中的力。但是，聲源的體積加速度往往很難直接測量，只能通過(guò)間接測量計算得到。有了噪聲源的體積加速度，再測出噪聲源與遠場(chǎng)點(diǎn)（7.5m遠處）之間的傳遞函數，就可以計算PBN（通過(guò)噪聲）測試時(shí)該噪聲源對總體噪聲的貢獻量。
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