康家勇

（奇瑞汽車股份有限公司試驗(yàn)和整車技術(shù)工程院， 安徽蕪湖 241006）

目前， 隨著人們物質(zhì)生活的提高， 消費(fèi)者對(duì)汽車空調(diào)舒適度要求也越來越高， 而對(duì)于噪聲這顯性的評(píng)價(jià)要求更高。 為了使汽車空調(diào)在噪聲舒適度方面有所提高， 對(duì)于單體部件的要求也更加嚴(yán)格， 因此在新產(chǎn)品研發(fā)初期階段， 應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品的自身特點(diǎn)和結(jié)合整車狀況， 制定合理有效的測(cè)試方案及方法， 加強(qiáng)產(chǎn)品開發(fā)初期驗(yàn)證的充分性。

1 試驗(yàn)介紹

由聲學(xué)知識(shí)可知， 為了模擬人耳聽覺在不同頻率下有不同的靈敏性， 在聲級(jí)計(jì)內(nèi)設(shè)有一種能夠模擬人耳的聽覺特性， 就是將電信號(hào)修正為與聽感近似值的網(wǎng)絡(luò)， 這種網(wǎng)絡(luò)叫作計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)。 通過計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)所測(cè)得的聲壓級(jí)， 已不再是客觀物理量的聲壓級(jí)（叫線性聲壓級(jí)）， 而是經(jīng)過聽感修正的聲壓級(jí)， 叫作計(jì)權(quán)聲級(jí)或噪聲級(jí)。 計(jì)權(quán)（又叫加權(quán)） 參數(shù)是在對(duì)頻響曲線進(jìn)行了一些加權(quán)處理后測(cè)得的參數(shù)。

為了更真實(shí)地反映人的主觀聽感， 對(duì)低頻和高頻都加以適度的衰減， 這樣中頻便更突出。 把這種加權(quán)網(wǎng)絡(luò)接在被測(cè)器材和測(cè)量儀器之間， 于是器材中頻噪聲的影響就會(huì)被該網(wǎng)絡(luò) “放大”， 換言之，對(duì)聽感影響最大的中頻噪聲被賦予了更高的權(quán)重。根據(jù)所使用的計(jì)權(quán)網(wǎng)不同， 分別稱為A聲級(jí)、 B聲級(jí)和C聲級(jí)， 聲級(jí)計(jì)單位記作dB （A）、 dB （B） 和dB（C）。 A計(jì)權(quán)聲級(jí)是模擬人耳對(duì)55 dB以下低強(qiáng)度噪聲的頻率特性； B計(jì)權(quán)聲級(jí)是模擬55 dB～85 dB的中等強(qiáng)度噪聲的頻率特性； C計(jì)權(quán)聲級(jí)是模擬高強(qiáng)度噪聲的頻率特性； 三者之間的主要區(qū)別是對(duì)噪聲低頻成分的衰減程度不同， A衰減最多， B次之， C最少。 A計(jì)權(quán)聲級(jí)由于其特性曲線接近于人耳的聽感特性， 因此在噪聲測(cè)量中應(yīng)用是最廣泛的一種； 所以， 這里我們所說的汽車空調(diào)HVAC總成的噪聲評(píng)價(jià)， 也是采用A聲級(jí)來進(jìn)行評(píng)價(jià)噪聲的量。

圖1所示的方框圖是聲音信號(hào)的輸入轉(zhuǎn)換過程。即由傳聲器將聲信號(hào)轉(zhuǎn)換成需要的電信號(hào)， 此時(shí)的信號(hào)是比較微弱的， 為了能夠推動(dòng)下一級(jí)電路， 需要將信號(hào)進(jìn)行放大， 然后根據(jù)儀器的量程范圍， 再將信號(hào)通過衰減器轉(zhuǎn)換成合適的信號(hào) （衰減器實(shí)際上也就是量程轉(zhuǎn)換開關(guān)的一種）， 再將信號(hào)放大來推動(dòng)下一級(jí)電路。 在此， 為了能正確地反映被測(cè)對(duì)象的實(shí)際狀態(tài)， 必須對(duì)所測(cè)量的值進(jìn)行修正 （也就是加權(quán)）， 即在測(cè)量噪聲時(shí)還需要通過一個(gè)與聽覺頻率特性等效的濾波器。

2 試驗(yàn)要求

1） 試驗(yàn)室內(nèi)的本底噪聲值與被測(cè)樣件的噪聲值差值應(yīng)不小于10 dB （A）。

2） 試驗(yàn)室內(nèi)的環(huán)境條件通常情況下按照常溫條件， 額定工作電壓按QC／T 413—2002中4.1的規(guī)定進(jìn)行， 特殊條件可按照實(shí)際檢測(cè)需求進(jìn)行設(shè)定。

3 具體操作方法及要點(diǎn)

1） 測(cè)試前首先打開測(cè)試軟件界面， 利用聲級(jí)校準(zhǔn)器 （可產(chǎn)生頻率為1 000 Hz， 聲壓級(jí)為94 dB的恒定聲壓級(jí)， 精度為±0.3 dB） 將測(cè)試儀器進(jìn)行校準(zhǔn)； 然后確保試驗(yàn)室內(nèi)無任何的發(fā)聲源、 關(guān)好隔音門、 無外界干擾的條件下， 對(duì)試驗(yàn)室內(nèi)的本底噪聲進(jìn)行測(cè)試并做好記錄。

2） 將被測(cè)試的樣件固定在圖2所示的測(cè)試臺(tái)面上， 傳感器按照?qǐng)D3所示進(jìn)行布置。 然后利用直流穩(wěn)壓電源給樣件通入額定工作電壓 （鼓風(fēng)機(jī)工作時(shí)的端電壓， 不是穩(wěn)壓電源設(shè)備的顯示值， 因此， 一定要用萬用表進(jìn)行核對(duì)）， 其次， 需要確認(rèn)HVAC總成內(nèi)的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)功能正常與否， 要采用與之相匹配的控制器對(duì)HVAC總成內(nèi)的各個(gè)模式進(jìn)行調(diào)節(jié)， 觀察是否能夠正常工作， 同時(shí)， 在通過用控制器調(diào)節(jié)的過程中， 需要注意觀察各風(fēng)門動(dòng)作情況及電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)是否有異常聲音產(chǎn)生， 在此過程中我們通過耳朵的聽覺來感受是否有不舒服的聲音。 在這里需要強(qiáng)調(diào)兩點(diǎn)： 第一， 我們?cè)诼牭臅r(shí)候， 耳朵與被測(cè)樣件需要保持有一定的距離 （推薦1 m） 及角度 （推薦45°）； 第二， 被測(cè)樣件在各個(gè)模式下的各個(gè)方位都要聽。

4 異音判斷方法

1） 主觀評(píng)價(jià) 在試驗(yàn)室內(nèi)若發(fā)現(xiàn)被測(cè)樣件有異常聲音時(shí)， 首先我們讓被測(cè)樣件在額定工作電壓下運(yùn)行20 min， 也就是進(jìn)行預(yù)熱處理， 若預(yù)熱后，異音依然存在的話， 再看一下頻譜是否有異常， 若頻譜顯示也異常 （排除軟件自校準(zhǔn)錯(cuò)誤等）， 那就可以斷定這個(gè)被測(cè)樣件肯定是有問題的； 若主觀感受有異常聲音， 但是頻譜顯示正常， 對(duì)此， 對(duì)于比較難以斷定的異常聲音， 建議可多人進(jìn)行辨別， 進(jìn)行評(píng)審決定。

2） 軟件頻譜分析 （案例分析） 若發(fā)覺異常噪聲后， 建議按圖4的要求進(jìn)行頻譜分析， 計(jì)算最大的相鄰頻帶噪聲差值。 并進(jìn)入試驗(yàn)室， 將噪聲測(cè)試探頭的位置放在感覺異常噪聲最明顯的位置， 重新進(jìn)行測(cè)試、 計(jì)算最大的相鄰頻帶噪聲差值。

觀察40 Hz～10 kHz的頻帶內(nèi)是否有類似圖4形狀的尖峰波形頻譜， 分別計(jì)算出峰頂與左右峰谷的相鄰頻帶噪聲差值DL和DR， 取左右兩側(cè)最大差值作為相鄰頻帶噪聲差值D。 左右峰谷的相鄰頻帶噪聲差值的計(jì)算方法為： ①D2＜D1則D=D1（見圖4a）； ②D2≥D1則D=D1+D2（見圖4b）。 異音值判斷可參考表1， 異音類型可參考表2。

表1 異音值判斷

表2 異音類型

5 異常問題處理方法參考

若測(cè)試過程中出現(xiàn)異?，F(xiàn)象， 首先根據(jù)具體問題具體分析， 不能盲目下結(jié)論， 譬如： 若噪聲值超標(biāo)、并且無異常聲音和頻譜異?，F(xiàn)象， 我們首先應(yīng)考慮軟件有無問題（仔細(xì)檢查通道各參數(shù)設(shè)置， 量程有無自校準(zhǔn)等）， 其次檢查測(cè)試電壓是否過高， 再次， 檢查傳感器是否受潮等， 所以一旦出現(xiàn)異?，F(xiàn)象， 我們首先從試驗(yàn)室自身查， 然后再考慮外界的干擾。

外界干擾現(xiàn)象排查： 試驗(yàn)過程中或試驗(yàn)前檢測(cè)背景噪聲時(shí)， 若發(fā)現(xiàn)頻譜間斷性變化 （圖4）， 應(yīng)檢查試驗(yàn)室周圍有無震源， 若發(fā)生有震源， 當(dāng)震源停止時(shí)， 頻譜趨于正常， 即可說明此試驗(yàn)室隔震措施防護(hù)不當(dāng)， 應(yīng)及時(shí)進(jìn)行整改 （建議在試驗(yàn)室周圍，通過深坑的方式進(jìn)行隔震）。

6 結(jié)束語

基于上述的分析， 異音的判斷主要是靠主觀聽覺和頻譜分析， 而噪聲合格與否， 需結(jié)合3個(gè)方面來分析： ①噪聲值是否滿足要求 （判定標(biāo)準(zhǔn)為產(chǎn)品技術(shù)要求）， 例如： 一個(gè)新開發(fā)的樣件， 測(cè)試M1、M2位置點(diǎn)的噪聲值分別為66.5 dB （A）、 67.3 dB（A）， 而要求為66 dB （A）， 從測(cè)試數(shù)據(jù)看M1點(diǎn)只差了0.5 dB （A）， 但結(jié)果判定仍然不合格； ②主觀聽覺無異常； ③頻譜顯示無異常。 只有這3個(gè)條件同時(shí)滿足時(shí)， 我們才可以判定噪聲合格。 另外， 噪聲測(cè)試過程中， 需要在不同的角度和位置來聽是否有異常聲音， 若發(fā)現(xiàn)某部位有異音（低頻的“嗡嗡”聲）， 可用手去觸摸， 感覺是否有共振等現(xiàn)象。 這些分析主要來源于筆者的長期實(shí)踐， 因此， 噪聲方面的測(cè)試一定要仔細(xì)、 認(rèn)真、 多聽、 多觀察， 善于發(fā)現(xiàn)問題和分析解決問題， 相信這對(duì)以后的工作會(huì)有很大的幫助。