车辆通过噪声法规 | 使用室内车辆通过噪声测量进行认证

HBK声学与振动

2021年9月9日 14:20

# 为避免城市环境中过多的交通噪声，必须进行通过噪声测量，以满足严格的车辆噪声认证规定。自2018年12月29日起，已允许使用室内车辆通过噪声测量对汽车、公共汽车和卡车的生产进行认证，确认其符合要求。

暴露于过多的交通噪声，已成为城市环境中市民的主要健康问题，并可能导致头痛、睡眠障碍、压力、高血压和心脏病风险增加等影响。因此， 噪声源 （车辆）和 传输路径 （例如，噪声屏障）都需要采取相应对策。

为控制车辆噪声排放，车辆制造商必须 按照规定测量通过噪声 ，以确保其车辆噪声排放在规定的范围内。对于乘用车、卡车和公共汽车的制造商，R51（M类和N类）是制造商必须遵守的法规，而摩托车制造商必须遵守R41（车辆类别 L₃ ）的规定。尽管计算上存在一些差异，但这两种规定非常相似。

车辆型式认证测试 通常在室外测试轨道上进行，这称为 现场通过（FPB）测试 。对于这两个法规，车辆需要沿着轨道的中心（参考）线行驶，经过距离中心线7.5m的两侧的传声器。报告中需要提供噪声最大的位置。执行一系列匀速（CRS）和全开油门（WOT）加速测试，并将结果合并为一个值 L_urban ，该值必须在法规规定的限制范围内。除了认证之外，汽车制造商还必须按照规定，在固定时间间隔内执行生产一致性（CoP），以便汽车制造商继续销售汽车。

车辆通过噪声法规 | 使用室内车辆通过噪声测量进行认证的图1

R41和R51法规还包括附加噪声排放规定（ASEP）程序。此程序使用类似的测量方法，但使用更广泛的驾驶条件，以确保车辆的噪声与L_urban方法不会有太大差异。某些车辆类型必须遵守这些要求，并且需要由制造商进行自我认证。

ASEP目前正在对R51和R41进行新的修订，预计很快就会实施。

根据R51-03的室内通过测试

为确保车辆通过最终认证，摩托车和汽车在车辆开发过程中需要在半消声室的底盘测功机上进行测试。在这种受控环境中， 测量不受不同天气条件和背景噪声的影响 ，并且可以全年进行。此外，静止车辆可以更轻松地在车辆周围添加仪器或声音控制措施以进行根本原因调查。

在开发过程中，许多制造商将室内车辆通过噪声测量与 源路径贡献（SPC） 分析相结合，以确定设计更改的区域并创建优化策略以减少噪声源排放和路径。一些制造商还应用 噪声源识别技术 ，例如基于传声器阵列的测量解决方案，使用波束成形和全息方法来定位从车辆辐射的噪声源。

车辆通过噪声法规 | 使用室内车辆通过噪声测量进行认证的图2

自2018年12月29日起，R51-03修正案4中描述的M类和N类车辆（轿车、公共汽车和卡车）的认证和CoP引入了 室内车辆通过噪声测量 。这些程序基于ISO362-3:2016标准，描述了如何执行室内通过测试。

虽然现在允许室内通过测试用于M类和N类车辆的认证，但型式认证机构仍可以要求进行室外测试以进行验证。强制执行室外测试的选项适用于R51-03中指定的测试，包括CoP测试。此外，R41尚不允许对 L₃ 摩托车的认证和CoP进行室内通过测试。

为确保用于认证和CoP的室内通过测试与室外测量具有可比性，测试报告中必须记录以下内容：

验证设施 ，例如，自由场传播、测功机和空气处理、背景噪声水平、测功机动态性能、软件。
适用于室内测试的程序 ，例如测功机和软件设置、加载和约束、空气处理和车辆温度管理。
用于计算测功机载荷系数的滑行和轮胎声级数据，以及用于确定最终报告结果的 轮胎声级数据 。
对制造商产品的代表性选择的测试结果，以证明室内测试在可接受的精度内提供与室外测试 相当的结果 。

根据R51-03的测试设备

测试仪器

R51-03修正案4还要求 测试设备符合以下要求 ：

测试仪器必须具有与户外测量设备 相同或更好的精度 。
室内解决方案使用多通道数采和不同的处理技术，应该能够提供与 1级声级计 相当的结果。

测试室和传声器阵列

试验室 必须满足以下要求：

ISO26101用于 自由场验证 ，如ISO362-3标准中所述。
室内声传播可与室外声传播是相近的。所有测量设施，无论是室内还是室外，都有类似的偏差。可以使用长度不足以覆盖整个测试区的测试室，包括额外的20m用于评估松开油门后的噪声，但前提是谨慎评估最大声压级以避免丢失峰值（ISO362-3：2016年，附件E）。可通过围绕车辆后部弯曲部分的传声器阵列来补偿测试长度的不足。传声器的高度是变化的，以允许外推到所需的1.2m高度，直至距BB'线+20m的距离。

传声器阵列：

传声器阵列应放置在 距中心线7.5m的位置 ，即使它可以在较短的距离下提供类似的结果，7.5m的距离也是强制性的。
可以使用单侧 和双侧传声器阵列 进行测试。

车辆通过噪声法规 | 使用室内车辆通过噪声测量进行认证的图3

软件和传声器阵列

室内车辆通过噪声 测试软件 应该能够：

组合来自阵列中 每个传声器的时间数据 ，以模拟经过车辆的传声器的虚拟扫描。这将模拟经过单个传声器的车辆，并评估作为轨道位置函数的总值声压级。
模拟与室外通过噪声测量等效的位置。

轮胎/路面噪声和相关修正

由于测功机鼓发出的轮胎噪声不是很真实，因此无法与室外测量中的轮胎/路面噪声相提并论。所有用于认证和CoP的室内测试都需要使用称为 轮胎/路面噪声变量A 的轮胎/路面噪声的特定方法。只有变量A可用于认证和CoP，并在ISO362-3:2016附录B中进行了描述。

这种方法结合了室内测试（针对动力系统噪声）和室外测试（针对轮胎/路面噪声），不需要在每次测试车辆时都重复进行轮胎/路面噪声测量。多个轮胎的数据可以存储在数据库中，数据库中的匹配数据集可用于进一步测试。

为了更大限度地减少室内设施中的轮胎/转毂噪声，建议在转毂上使用尽量少的从动轴，并且轮胎最好是光滑的或低噪声的。可以在轮胎周围设置噪声屏障或其他掩蔽方法，以进一步减少测量过程中来自转毂的轮胎噪声对动力总成噪声的噪声污染。

如果剩余的轮胎噪声比被测车辆产生的最大A计权声压级低10dB以下，则通过从室内测量中减去能量来校正结果。为了尽量减少这种影响，再次建议 使用光滑的轮胎 ，并且可以引入 轮胎的掩蔽 ，前提是它不会消除任何与动力系统相关的噪声。根据ISO-362:2016B6，即使在转毂上使用光面轮胎时，也必须执行并记录此评估。

轮胎/路面噪声的评估 包括两个程序：