汽车NVH试验室的声环境

2010/12/11汽车NVH实验室的声环境深圳中雅机电实业有限公司方庆川汽车NVH试验室的声环境汽车NVH实验室的声环境深圳中雅机电实业有限公司方庆川9声环境对测试准确性的影响1）可控的声场特性2）足够小的干扰9声环境的控制指标1）背景噪声（干扰）自由特性响特性控的声特性2）自由场特性和混响场特性（可控的声场特性）9如何营造合格的声环境1）空气声隔声、结构声隔声、气流噪声控制、辅助设备噪声控制（背景噪声的控制）2）边界的吸声系数（自由场特性）3）边界的反射系数和驻波的避免（混响场特性）汽车NVH实验室的声环境深圳中雅机电实业有限公司方庆川典型NVH试验室汽车NVH实验室的声环境深圳中雅机电实业有限公司方庆川典型典型PASSPASS--BYBY试验室试验室半消声半消声--混响混响隔声测试室隔声测试室经济型半消声室经济型半消声室汽车NVH实验室的声环境深圳中雅机电实业有限公司方庆川在此，重点讨论：9空调通风及排气系统气流噪声的控制9决定自由场特性的吸声结构的性能指标及测定汽车NVH实验室的声环境深圳中雅机电实业有限公司方庆川背景噪声9测点的背景噪声声压级，至少应小于待测噪声声压级6dB，最好小于12dB9如果只测宽带A计权声压级，那就按声压级dB(A)来要求9如果测试倍频带（或1/3倍频带）声压级那就在需要测试9如果测试倍频带（或1/3倍频带）声压级，那就在需要测试的频率范围内，对每个倍频带（或1/3倍频带）提出要求9如果要测试更窄的带宽或纯音，那就按相应的窄带或纯音提出要求2010/12/12汽车NVH实验室的声环境深圳中雅机电实业有限公司方庆川影响背景噪声的因素9外环境噪声9建筑的隔声（空气声）性能墙、门、通风管道消声器、各种管、线的穿墙结构处理9建筑（实验室）的结构声隔声性能9建筑（实验室）的结构声隔声性能实验室的振动固有频率9通风空调系统的气流噪声各种管件的气动性能和流速控制9其他，实验室内相关设备（如：照明灯）的噪声正确选用汽车NVH实验室的声环境深圳中雅机电实业有限公司方庆川方庆川汽车NVH实验室的声环境深圳中雅机电实业有限公司方庆川汽车NVH实验室的声环境深圳中雅机电实业有限公司方庆川汽车NVH实验室的声环境深圳中雅机电实业有限公司方庆川固定式迎面风口及角落送回风口弹起式迎面风口顶面回风口汽车NVH实验室的声环境深圳中雅机电实业有限公司方庆川方庆川2010/12/13汽车NVH实验室的声环境深圳中雅机电实业有限公司方庆川方庆川汽车NVH实验室的声环境深圳中雅机电实业有限公司方庆川方庆川汽车NVH实验室的声环境深圳中雅机电实业有限公司方庆川以左下角的测点为例：如果要求其背景噪声声压级30dB(A)，那么4个角上的风口以及迎面风口、回风口对外辐射的声功率级必须分别小于：40，40，40，40，53和60dB(A);汽车NVH实验室的声环境深圳中雅机电实业有限公司方庆川通风系统的噪声控制9强迫通风设备的噪声控制消声器的传声损失、气流噪声9通风环节的气流噪声控制管道、弯头、调节阀和风口的气流噪声控制汽车NVH实验室的声环境深圳中雅机电实业有限公司方庆川通风系统的噪声控制9强迫通风设备的噪声控制消声器的传声损失、气流噪声汽车NVH实验室的声环境深圳中雅机电实业有限公司方庆川消声器的传声损失：2010/12/14汽车NVH实验室的声环境深圳中雅机电实业有限公司方庆川消声器的气流噪声（声功率级）：消声器的压力损失：汽车NVH实验室的声环境深圳中雅机电实业有限公司方庆川阻力系数（参见：ISO14163，GB/T20431）S’–阻塞面积S–粉蓝色面积（流通面积）L–有效长度（绿色）P–红色虚线总长度ζ–消声器的阻力系数ζ1–入口局部阻力系数ζ2–出口局部阻力系数ζ3–沿程阻力系数汽车NVH实验室的声环境深圳中雅机电实业有限公司方庆川管件、出风口的气流噪声（声功率级）：与气动形状相关与流速相关，在流量与流通面积受限的情况下，流速的均匀程度至关重要，对于角落线形送回风口，要使流速均匀，其静压与动压的配合尤其重要。汽车NVH实验室的声环境深圳中雅机电实业有限公司方庆川还以左下角的测点为例：如果要求其背景噪声声压级30dB(A)，并选定了具体的风口形式，确定每个风口的断面积为1平方米，那么4个角上的风口以及迎面风口、回风口的流量应分别小于：3，3，3，3，3.3，4立方米/秒；流速应分别小于：3，3，3，3，3.3，4米/秒汽车NVH实验室的声环境深圳中雅机电实业有限公司方庆川空调、通风、排气系统涉及的噪声控制还有非常多需要讲究的细节，在此，不一一汇报。汽车NVH实验室的声环境深圳中雅机电实业有限公司方庆川自由场特性9自由场，就是一个声波无反射的空间，一个理想的点声源，在该空间内，其声波以同心球面的方式向各方向（立体角为4π）均匀衰减扩散；半自由场，就是在自由场空间内设置一）个足够大的反射平面，如果在反射平面上设置一个理想的点声源，其声波以同心半球面的方式向（立体角为2π）的各方向均匀衰减扩散的空间2010/12/15汽车NVH实验室的声环境深圳中雅机电实业有限公司方庆川自由场特性9现实中，既不存在完全的自由场（半自由场），也不存在绝对的点声源，我们需要创造的，是一个与完全自由场（半自由场）足够接近的理想自由场（半自由场），并且已知和可控其接近的程度（已知和可控其与完全自由场的偏差范围）其接近的程度（已知和可控其与完全自由场的偏差范围）9其偏差范围的设定，可参考ISO3745（GB/T6882），测量精度1级，A计权再现性标准偏差≤1dB；也可参考ISO3744（GB/T3767），精度2级，A计权再现性标准偏差≤1.5dB;ISO3746（GB/T3768），精度3级，A计权再现性标准偏差≤4dB汽车NVH实验室的声环境深圳中雅机电实业有限公司方庆川需要注意的是，这些参考的标准，都是用声压法测量声源声功率级的标准，并不是汽车NVH实验室的建设标准，汽车NVH实验室不是（起码不仅仅是）用于测量汽车噪声声功率级的，因此，不应盲目引用而不完全了解其中的道理。ISO3745（GB/T6882）规定了一个检验（半）自由场特性符合程度的方法，就是沿着点声源向外的传播路径，其声压级的衰减规律与理论值的符合程度，理论上，自由场内各点的声压级Lp与声源（声功率级为：Lw）距离r的关系是：以一个半消声室为例，内空间为宽=W，长=L，高=H，地面为反射面，四面墙和顶为（无反射）吸声面，吸声系数α，吸声面积S=2(W+L)H+W*L，传声器距声源（声功率级为：Lw）距离为r，那么，吸声系数与测量误差的关系是什么？汽车NVH实验室的声环境深圳中雅机电实业有限公司方庆川如果是一个完全绝对的半自由场，那么，传声器的读数：现在在半消声室内，传声器的读数为：因此，其偏差为：汽车NVH实验室的声环境深圳中雅机电实业有限公司方庆川自由场特性9ISO3745（GB/T6882），允许△Lp的偏差是:消声室类型1/3倍频带中心频率（Hz）允许偏差（dB）≤630±15全消声室≤630±1.5800～5000±1.0≥6300±1.5半消声室≤630±2.5800～5000±2.0≥6300±3.0汽车NVH实验室的声环境深圳中雅机电实业有限公司方庆川由于偏差为：因此当自由场半径确定，室内空间尺寸确定的前提下，决定偏差大小的因素就是墙（顶、地）面的吸声系数α；由：导出：提请注意：这里的吸声系数是无规入射吸声系数汽车NVH实验室的声环境深圳中雅机电实业有限公司方庆川如果W=10米，L=10米，H=5米，传声器距离（自由场半径）r=4.5米9按ISO3745的要求，△Lp≤1dB时，α≥0.82，就可以满足要求；9如果r=4.99米，那么α要≥0.86才满足；如果35米那么≥05就满足要求r=3.5米，那么，α≥0.5，就满足要求；9所以，如果区域比室内空间小很多，对吸声系数的要求也可以放宽；9ISO3745对△Lp提出的限值看来是比较宽松的，在其旧版本的参考附录中建议吸声体的α≥0.99。（注意：这里是法向入射吸声系数）2010/12/16汽车NVH实验室的声环境深圳中雅机电实业有限公司方庆川法向入射吸声系数与无规入射吸声系数的关系理论上，无规入射的吸声系数法向入射的吸声系数汽车NVH实验室的声环境深圳中雅机电实业有限公司方庆川法向入射吸声系数与无规入射吸声系数的关系从表中数据可知，无规入射吸声系数要超过0.95都几乎是不可能的汽车NVH实验室的声环境深圳中雅机电实业有限公司方庆川9为什么旧版的ISO3745建议α≥0.99？为什么要用法向入射吸声系数而不直接用无规入射吸声系数呢？9吸声系数的测量主要有：1）阻抗管法；2）混响室法。阻抗管测量得到的是法向入射吸声系数，混响室法测量得到的是无规入射的吸声系数，那么是否可以用混响室法测量消声室的吸声构件的无规入射吸声系数作为设计选用的依据呢？回答是“不建议”为什么？“不建议”，为什么？9因为混响室法的原理建立在室内声场是均匀的，室内空间各点的声压级处处相等。对于高吸声系数的吸声体，放置于混响室内时，该混响室已经不是混响室了，与理想混响室差别太大，室内声场不均匀，室内空间各点的声压级差别很大，因此测量结果是不可靠不真实的。对于有很强吸声效果的吸声材料，在混响室测试的吸声系数，往往都大于1，有些甚至大于2，而吸声系数的极限是1，是不可能大于1的。汽车NVH实验室的声环境深圳中雅机电实业有限公司方庆川9因此，要得到较为准确的吸声系数，建议用阻抗管测量法向入射吸声系数；9从上表还可以看到，当法向入射吸声系数相同时，声阻率比σ≥1具有更高（与σ≤1相比）的无规入射吸声系数，因此，当法向吸声系数相同（或相近）时，阻性为主的吸声结构，比共振吸声结构具有更高的无规入射吸声系数；声结构，比共振吸声结构具有更高的无规入射吸声系数；汽车NVH实验室的声环境深圳中雅机电实业有限公司方庆川根据前面的分析，无规入射吸声系数≥0.82就可以满足ISO3745对于自由场平方反比率偏差限制的要求，那么旧版3745建议的α≥0.99是不是过分保守呢？我们应该这么看：①如果声阻率比σ≥1，那么确实余量有点大，偏保守，可以放宽些；如果σ≤1，那么其无规入射的吸声系数也就刚超过0.82一点点，余量并不大；②测试室所必备的照明设备，测试设备等，都不可避免地增加少量声反射（或者无法做到每个微观单元的α都≥0.82），对主要吸声体留些余量以抵消这些反射（最终宏观上的平均吸声系数α≥0.82）也是需要的；无论如何，越高的吸声系数总是越好的，吸声系数越高（越接近1），由声场环境造成的测量误差越小。汽车NVH实验室的声环境深圳中雅机电实业有限公司方庆川当吸声墙（顶、地面）的平均（无规入射吸声系数）α≥0.9后，自由场衰减律的测试检验，声源设备和声学测试仪器的尺寸局限和产生的声反射，是影响测试结果的主要因素。由于在现场进行平方反比律检验是现场可以做得到的最严格的检验，但精度却不是很高，因此，确保吸声体的吸声系数，对保证消声室的测试精度，比现场测试平方反比率更加重要。2010/12/17汽车NVH实验室的声环境深圳中雅机电实业有限公司方庆川阻抗管法，有驻波比法和传递函数法，都可以采用。。汽车NVH实验室的声环境深圳中雅机电实业有限公司方庆川阻抗管测试，吸声体安装。汽车NVH实验室的声环境深圳中雅机电实业有限公司方庆川阻抗管法测试室。汽车NVH实验室的声环境深圳中雅机电实业有限公司方庆川典型吸声尖劈的吸声系数阻抗管测试数据阻抗管测试数据2010/12/18汽车NVH实验室的声环境深圳中雅机电实业有限公司方庆川阻抗管测试尖劈的法向入射吸声系数汽车NVH实验室的声环境深圳中雅机电实业有限公司方庆川影响自由场特性的因素9实验室表面的声阻抗率要与空气的特性阻抗相等（接近），最理想是声阻率比=1，声抗率比=09尽可能提高表面设置的吸声构件的吸声系数9尽可能提高表面设置的吸声构件的吸声系数旧版ISO3745推荐法向入射吸声系数0.999控制相关设备的反射面积和反射系数设置位置和表面处