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车内NVH测试

车内噪声、振动和声振粗糙度(NVH)涉及很多不同的测试——这些测试均与测量车内的噪声来源(道路、车身、底盘及车辆部件)有关。

主要关注方面包括:

  • 车内总噪声
    测试车辆听觉舒适度整体体验的一种方法。
  • 路面噪声
    测试路面激励如何影响车内结构和空气产生的噪声——取决于明确规定的路面和轮胎。
  • 声学包
    影响大多数NVH方面的一个方面。
  • 成分噪声
    涉及暖通空调(HVAC)系统、电动车窗等所有辅助系统。大部分为电动或发动机皮带驱动,有时也采用液压动力。点击此处了解电气应用的相关信息。 点击此处了解电气应用的相关信息。
  • 制动噪声
    底盘相关噪声是汽车生产商所面临的一个重要问题。
  • 计算机模型验证
    原型部件或车辆测试。

了解更多信息以及如何选择正确的麦克风

资源

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选择的产品

  • GRAS 146AE
    自由场麦克风是几乎所有声学NVH测试的理想选择

  • GRAS RA0357
    矫正器使146AR可用于无规入射声场

  • GRAS 42AG
    校准的理想解决方案

电动车辆的车内噪声

与内燃机车辆相比,电动车辆的座舱内测量更具挑战性。主要原因是普遍增加的高频噪声使得TPA/ENR测量更为困难。很多声源在20kHz频率时所具有的能量非常有限,这也增加了对发动机舱进行传输路径分析的难度。 

很多电动车辆/混合动力电动车辆更多使用的是分散式动力系统及单独的电发动机。这些结合风噪/路面噪声/轮胎噪声构成主要的噪声,为此更有必要在座舱中使用压力场麦克风代替定向自由场麦克风。

主动噪声消除:这个阶段很难在座舱中控制——如果不加以控制,还会放大噪声。

被动噪声消除:声学包及减震座等传统的车辆噪声消除方法仍然可用于电动汽车/混合动力电动汽车,只不过需要根据新环境进行调整。

我们建议使用低噪声型麦克风,如 GRAS 47HC ½” CCP 低噪声麦克风系统。 还可以选用 GRAS 147AX CCP 耐久型压力场麦克风;, 该款麦克风具有独特的安装系统MagMount TM, 结合 GRAS 146AE ½” CCP 自由场麦克风设备使用,可确保对座舱内进行精确重复测试。

点击此处了解我公司针对电动汽车提供的完整应用。

GRAS 147AX microphone for interior noise vehicle together with GRAS 47HC

车内NVH测试中的声学测试类型

通过测量车 内总噪声可合理确定基准。汽车杂志通常采用这种方法对比不同的车型。该方法涉及车辆全速行驶时其车内的总噪声水平,可用于对车辆听觉舒适度进行整体体验测试。

清晰度指数(AI)通常作为一个合理指数,用于体现隔音、密封及语言清晰度。

路面噪声 是车内最扰人的噪声。道路励磁会影响结构传递和空气传递的车内噪声。要求通常依据的是主观评价、确定的基准和体验。要求内容包括噪声水平和频率平衡。另外还要关注200-250Hz的轮胎空腔共振噪声及轮胎噪声。

声学包 与大部分NVH方面紧密相关。第一步是确保车体尽可能密封。这样可以减少高频噪声泄露,并提升整体NVH性能。结构减振及厚隔音垫必须予以优化,以取得最佳性能及最低重量和成本。最后,在关键位置使用吸音材料,以改善车内听觉舒适度。

部件噪声 通常分为两个方面:客户导致的声音和系统导致的声音。客户导致的声音指开关车门和电动车窗等动作产生的声音,这些声音同样也可以作为用户反馈。系统导致的声音独立于驾驶员或乘客的动作受到控制;这也是人们一般不太容易了解这类声音的原因。HVAC系统是车辆制冷或制热时的主要噪声源之一,其设计务必考虑周全。

制动噪 声与底盘有关,这也是全球原始设备制造商最关注的一个方面。摩擦引起振动,进而导致制动系统发出此类噪声。这类噪声反过来会刺激干扰车主及车辆附近的人员。制动噪声会导致客户满意度调查反馈不佳及保修成本过高等问题。因此,开发出噪声水平最低的制动系统是汽车行业要优先解决的问题。制动噪声是个非常复杂的问题,这个领域的研究也在不断推进。

除此以外,汽车电气化后,发动机不再出现听觉掩蔽现象,因而需要新的制动设计以及更加注意噪声问题。不过,传统制动系统在电动汽车中使用较少。减速时通过再生过程给电池充电在很多情况下就足以控制车辆速度,无需使用制动踏板。点击此处了解电气应用的相关信息。

三个测试级别
编制经验证的快速简便测试程序,选用标准化传感器类型和传感器位置,以能够同时高效运行若干项测试。这些程序应尽可能具有通用性,以便修改系统设计。工程师需要关注了解最新概念,并确定基准。

测试主要分三个水平的测试,即车辆测试、系统测试和部件测试。计算机模型验证可作为这些测试的一部分或独立于这些测试。测试用于开发、要求确认、故障诊断及计算机辅助工程(CAE)关联。

车辆测试
车辆验证测试一般会在车内驾驶员和乘客座椅之间耳朵高度处布置两到四个麦克风。具体测试条件予以明确规定。测试在NVH实验室或半消音试验间的试车跑道、NVH底盘测功机上进行。

车辆测试涉及测试一系列的噪声源:

    • 车内总噪声测试以车辆在平顺道路测试跑道上从低速到高度的加速过程中进行。该测试包括声压级(SPL)和AI对速度的分析。
    • 路面噪声测试在明确规定路面(如平顺路面、粗糙路面或坑洼路面)的专用NVH试车跑道上进行。分析车辆以不同速度行驶时的SPL、第三倍频带谱、窄带谱及AI。在挡风玻璃上安装外部麦克风或声强探头,测量近场轮胎噪声。
    • 车辆级声学包测试间接通过车辆测试进行。
    • 在典型使用条件下(但不隔离其他声音)测试部件噪声。对车辆进行的这些测试在半消音试验间进行。
    • 车辆在专用测试路线上行驶时,在所有可能的制动及不同环境条件下制动的噪声通过布置于驾驶室内耳朵高度的麦克风分析。

系统测试、声传递函数(ATF)
系统测试要求使用很多不同的声学传感器。在大多数情况下,会在NVH实验室对整车或仅对某个系统或部件进行这些测试。

系统/部件级测试示例如下:

      • 通过发动机舱到车内的声传递函数,验证声学包。声传递函数(NTF)测试测量结构噪声路径。车辆在半消音测试间接受这些测试。
      • 地板、仪表板和门等不同表面产生的噪声通过麦克风或声强探头测量。整车可在实验室的NVH底盘测功机上测量,或使用话筒作为噪声源,但仍然需要在试车跑道上进行测量。还可使用声学摄像机确定噪声源的位置及检测泄露。车辆前端结构或门系统等子系统安装在消音/混响套间中,不同区域产生的噪声通过声强探头测量。这些测试用于优化面板处理。
      • 吸音及传声损失(STL)声学包中使用的声学材料特性在NVH实验室测试。吸音系数在混响试验间或抗阻管中测试。测试STL时,测试对象安装在消音/混响套间中。将混响室作为扩散声源,根据对混响室中SPL和消音室中声强的测量计算STL。

组件测试
组件测试页要求使用很多声学传感器。与系统测试类似,这些测试大多在NVH实验室针对整车或特定系统或部件进行。

部件噪声测试包括:

      • 系统级部件噪声(如整个HVAC模块的风机噪声或电动天窗模块的操作声音)在消音或半消音试验间测试。系统运行时运行条件符合要求,但边界条件与车辆不符。
      • 系统的各单独部件(如小型电动机或螺线管)也在消音或半消音室中进行测试,且测试条件尽可能为有效的运行条件。通过SPL、声能级和频率或阶次分析(适当时),检测部件相应的噪声。
      • 在专业制动尖叫测功机上对车辆的整个角进行系统级制动尖叫噪声测试。

计算机模型验证
很多设计决策和验证都在生产原型部件或车辆前进行。车身和底盘设计对车辆NVH性能有很大影响(尤其是传动系统和路面噪声),因此需要在初期进行验证。现有汽车或系统的测量数据用于各种模拟。此外,还使用了杂合车(基于新概念对现有车辆进行改装)。

一般测量包括模型分析、传递函数测量、NTF和ATF。激励采用激振锤、振动器和体积速度源。此外,计算机辅助工程(CAE)模型验证采用标准化车辆验证测试。