商用車車外加速噪聲整改工作技巧探討

馮 哲，韋永尤

（東風柳州汽車有限公司，廣西 柳州545005）

0 引言

隨著人們生活水平的不斷提高，人們的環保意識也不斷增強，噪聲被認為是威脅人類生存的三大公害之一，許多國家和地區都成立了噪聲控制的專門機構，頒布了越來越嚴厲的強制性法規。當前汽車功率和車速不斷提高，汽車擁有量急劇增加，汽車噪聲污染日益普遍和嚴重。車外加速噪聲法規作為強制性法規，是評價汽車噪聲水平的重要指標，它直接影響到汽車能否生產和銷售，是關系到汽車企業發展存亡的大事。為此，降低車外加速噪聲已成為各汽車生產廠商產品質量攻關的重要項目之一。本文以某兩臺商用車為研究對象，探討了車外加速噪聲測試方案及聲源識別方法[1]，并最終驗證了結果的有效性。

1 噪聲法規介紹

1.1 歐洲噪聲法規介紹

歐洲經濟委員會發布的ECE Reg.No.51《關于在噪聲方面批準四輪及四輪以上機動車的統一規定》是現今國際范圍內最具影響力的噪聲法規，現行的版本規定了汽車加速行駛車外噪聲和定置噪聲的測量方法，并且規定了汽車加速行駛車外噪聲限值，在世界各國執行的噪聲標準中，ECE Reg.No.51最為嚴格。

1.2 我國噪聲法規介紹

我國強制性國家標準GB7258-2012《機動車運行安全技術條件》對汽車室內及室外都有噪聲限值要求，其中第4.14駕駛人耳旁噪聲要求：“汽車（低速汽車除外）駕駛人耳旁噪聲聲級應小于等于90dB（A），其檢驗方法見附錄A”；第4.15環保要求：“機動車的排氣污染排放及噪聲控制應符合國家環保標準的規定”，即噪聲控制應符合GB 1495-2002《汽車加速行駛車外噪聲限值及測量方法》和GB 16170-1996《汽車定置噪聲限值》強制性國家標準，我國的GB 1495標準參照了ECE Reg.No.51標準來制訂。本文涉及到的測試車型，按歐盟標準，車外加速噪聲限值為80 dB（A），按我國標準，車外加速噪聲限值為84 dB（A），定置噪聲限值為 103dB（A）。

1.3 噪聲法規發展方向

為使車外噪聲測量結果能真實再現車輛在城市典型工況下的噪聲實際情況，歐洲經濟委員會ECE在2007推出了新的測試方法（即方法B），之后一直研究增加方法B的限值要求，目前已經將其發展為ECE Reg.No.51/03標準，用以替代現行的ECE Reg.No.51/02標準，新標準將于2016年7月1起實施。

我國參照歐洲標準已于2015年完成了新版的GB 1495修訂工作，并已發布了征求意見稿。新版標準在測試方法和限值方面都有了很大的改變，新版標準計劃于2020年7月1起實施。

我國擬發布《汽車定置噪聲限值及測量方法》標準[1]，用來代替GB 16170-1996《汽車定置噪聲限值》[2]和GB/T 14365-93《聲學機動車輛定置噪聲測量方法》，新標準的限值將進一步降低，目前正處于征求意見階段。

2 車外加速噪聲源

車外加速噪聲源有很多，主要有發動機噪聲、風扇噪聲、排氣噪聲、進氣噪聲、傳動系噪聲以及高速行駛時的輪胎噪聲和風噪聲等[3]。本文的測試對象為匹配兩種不同柴油發動機的重型8X4自卸車，由于測試車外加速噪聲時，發動機轉速低，汽車最高車速沒有超過35 km/h，因此風噪聲的影響較小。

3 車外加速噪聲源識別

3.1 聲源識別作用

在噪聲改進過程中，噪聲識別是關鍵，只有正確地識別出最大的噪聲源，并對其進行噪聲控制，才能有效地開展降噪工作。

汽車噪聲是由不同的噪聲源共同作用產生的，本文用聲級計測量出的聲壓級是各噪聲源噪聲所有頻率成分的綜合反映，而各噪聲源工作時會產生特定的頻率，一旦了解了聲壓和頻率之間的關系，根據各噪聲源的特有頻率，就能夠找出最大的噪聲源。

3.2 聲源分離與量化

（1）噪聲疊加計算

對于n個不同的噪聲源噪聲疊加后的總聲壓級為：

式中Lpi為第i個聲源的聲壓級。

（2）噪聲分離計算

對于兩個不同的噪聲源，其總聲壓級為L，其中一個噪聲源聲壓級為L1，則另外一個噪聲源聲壓級L2為：

（3）噪聲貢獻量計算

根據能量疊加原理，第i個聲源Li相對于總的噪聲源LP其貢獻量ηi為：

3.3 聲源識別方案及測試結果

為了測試方便，將噪聲源劃分為四部分：（1）發動機和進排氣噪聲；（2）風扇噪聲；（3）變速箱噪聲；（4）車橋、輪胎和風噪聲。采用分別運轉的方法來確定車外加速噪聲的主要噪聲源和貢獻量。測試方案及結果見表1，其中A車為基準車，B車為整改車。

表1 車外加速噪聲源識別測試方案及測試結果（單位：聲壓級dB（A））

4 車外加速噪聲源識別結果分析

從表1可以看出，基準車A車外加速噪聲噪聲為83.4 dB（A），符合現行國標GB 1495-2002限值84 dB（A）要求，整改車B車外加速噪聲噪聲為86.9 dB（A），超出法規限值2.9 dB（A），必須對其進行整改。

根據公式（1）～（3），可以計算出劃分的四種噪聲源的噪聲值及其貢獻量。具體見表2所示。

表2 車外加速噪聲源噪聲及貢獻量（單位：聲壓級dB（A））

從表2可以看出，該重型自卸車最大的噪聲源是發動機和排氣噪聲以及風扇噪聲，其余的噪聲所占比重很小。

對相于基準車A，整改車B發動機和進排氣噪聲大 5.3 dB（A），風扇噪聲大 2.5 dB（A），應重點對這兩個噪聲源采取降噪措施，其余噪聲源噪聲差異很小。

5 車外加速噪聲整改措施

為了降低發動機、排氣和風扇噪聲，分別優化了發動機的噴油特性、提高排氣消聲器在特定轉速下的插入損失以及采用更加節能與低噪的電控硅油離合風扇。具體見表3所示。

表3 車外加速噪聲整改方案及測試結果（單位：聲壓級dB（A））

從表3可以看出，整改后，車外加速噪聲由原來的 86.9 dB（A）降到了 83.3 dB（A），已符合現行國家噪聲法規標準，整改效果與基準車車外加速噪聲83.4 dB（A）相當。

經驗證，以上整改措施對發動機的動力性和經濟性影響很小，說明整改結果有效。

6 結束語

本文通過介紹了歐盟和我國噪聲法規現狀、限值要求以及我國噪聲法規的發展方向，應用噪聲源識別理論，通過設計不同的試驗方案，詳細分析了某兩臺商用車的噪聲差異，識別了各自的噪聲源及其貢獻量。經過對其噪聲源進行整改，使車外加速噪聲由原來的 86.9 dB（A）降到了 83.3 dB（A），使其符合現行國家噪聲法規標準84 dB（A）的限值要求。結果表明，通過合理地設計不同的試驗方案來進行車外加速噪聲源識別方法在工程應用上是有效的。