楊永寶，危銀濤

（清華大學(xué) 汽車安全與節(jié)能國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100084）

近年來，輪胎通過噪聲作為輪胎重要特性之一，受到越來越多的關(guān)注[1-12]。許多國家和地區(qū)都針對輪胎的通過噪聲性能出臺了相應(yīng)的法律和法規(guī)，如歐盟的輪胎標(biāo)簽法，針對輪胎的噪聲、滾動阻力和濕地抓著力三大指標(biāo)給出了嚴(yán)格限值，不符合標(biāo)準(zhǔn)要求的輪胎將被限制銷售。

國內(nèi)的輪胎企業(yè)也對輪胎的噪聲性能給予了更多重視，加大了相應(yīng)的研發(fā)力度。歐盟輪胎標(biāo)簽法出臺的同時(shí)，給出了相應(yīng)的輪胎通過噪聲測試規(guī)范，國內(nèi)眾多輪胎企業(yè)也依據(jù)這一規(guī)范進(jìn)行了大量的通過噪聲測試工作。

本文對輪胎通過噪聲（主要針對C3輪胎）的測試流程及其中所存在的一些問題進(jìn)行探討，以期更好地推進(jìn)國內(nèi)輪胎通過噪聲測試工作的開展。

1 標(biāo)準(zhǔn)測試規(guī)程

1.1 測試條件

通過噪聲測試需要在符合ISO 10844標(biāo)準(zhǔn)[13]要求的干燥和清潔路面上進(jìn)行，要求空氣溫度5～40 ℃、路面溫度5～50 ℃的良好天氣條件。

測試場地的背景噪聲（A計(jì)權(quán)聲壓級）至少應(yīng)比被測輪胎噪聲低10 dB。傳聲器高度的風(fēng)速不得超過5 m·s-1，可以采用合適的風(fēng)罩，但應(yīng)考慮到其對傳聲器靈敏度和方向性的影響。

試驗(yàn)場地應(yīng)由連續(xù)的水平區(qū)域組成，在聲源與傳聲器之間自由聲場的條件應(yīng)該在1 dB以內(nèi)。應(yīng)滿足在試驗(yàn)區(qū)域中心50 m以內(nèi)范圍沒有大的聲音反射物體的條件，如：柵欄、巖石、橋梁或建筑物等。

聲源與傳聲器之間不能有人或者其他障礙物，操作者和觀測者應(yīng)位于不影響噪聲數(shù)據(jù)讀取的位置。

1.2 測試流程

依據(jù)歐盟相應(yīng)測試規(guī)范ECE R117[3]中所規(guī)定的輪胎通過噪聲測試流程大致如下。

（1）符合規(guī)范要求的試驗(yàn)車輛應(yīng)在關(guān)閉發(fā)動機(jī)和變速器置于空檔的情況下進(jìn)入A-A線或者B-B線，并沿中間線位置前行，車輛行駛的中心線應(yīng)盡可能靠近地面中心線，如圖1所示。車輛在通過傳聲器位置時(shí)，其速度應(yīng)保持在60～80 km·h-1范圍內(nèi)。

圖1 車輛通過噪聲測試場地示意

（2）每次試驗(yàn)車輛在A-A線或者B-B線之間通過時(shí)，記錄2個(gè)傳聲器的最大聲壓級（A計(jì)權(quán)）。如果記錄的最大聲壓級與實(shí)際的聲壓級有明顯差異（異常），則測量無效。

（3）對于左右兩側(cè)的傳聲器，在高于參考速度（70 km·h-1）的某個(gè)速度下應(yīng)至少測試4次，低于參考速度的某一速度下應(yīng)至少測試4次，速度范圍為60～80 km·h-1。

2 有關(guān)問題探討

2.1 測試車輛的選擇及處理

對C3輪胎來說，車輛軸距不可大于5 m；在符合要求的前提下，應(yīng)盡可能選擇軸距較大的車輛作為測試車輛。

有關(guān)是否拆除測試車輛貨箱的問題，標(biāo)準(zhǔn)未進(jìn)行明確規(guī)定，但結(jié)合測試標(biāo)準(zhǔn)及國內(nèi)外文獻(xiàn)，一般應(yīng)拆除車輛的貨箱，以防止在測試中產(chǎn)生附加噪聲，影響輪胎通過噪聲測試結(jié)果。

為降低車輛本身對輪胎通過噪聲測試結(jié)果的不利影響，應(yīng)按照標(biāo)準(zhǔn)要求對測試車輛進(jìn)行適當(dāng)?shù)穆晫W(xué)處理，如應(yīng)關(guān)閉窗戶、空調(diào)等可能產(chǎn)生噪聲的結(jié)構(gòu)和部件等。另外，還要將車輛的擋泥板拆除，防止影響輪胎噪聲輻射。除此之外，建議對測試車輛的部分結(jié)構(gòu)進(jìn)行進(jìn)一步的消聲處理，包括傳動軸、發(fā)動機(jī)、排氣管等，以盡量消除這些裝置在測試過程中所產(chǎn)生的附加噪聲。需要格外注意的是，所有針對測試車輛的聲學(xué)處理都應(yīng)以不影響輪胎噪聲為根本原則。

2.2 輪胎的選擇和搭配

針對C3輪胎的通過噪聲測試，歐盟ECE R117標(biāo)準(zhǔn)[3]中規(guī)定，當(dāng)待測輪胎的負(fù)荷指數(shù)大于121，且沒有雙胎標(biāo)記時(shí)，應(yīng)將兩個(gè)待測輪胎安裝在試驗(yàn)車輛的后軸。前軸則應(yīng)安裝符合軸荷要求的適合尺寸輪胎，且在不影響車輛行駛安全的前提下將胎面花紋刨至最小深度，以減少輪胎路面接觸噪聲帶來的影響。

經(jīng)過咨詢有關(guān)專家，如果可以實(shí)現(xiàn)對輪胎花紋的可靠磨削操作，則一般前軸輪胎花紋應(yīng)保留1.6 mm的深度。但考慮到磨削花紋操作可能帶來的輪胎不均勻性增加等一系列問題，在實(shí)際操作中一般采用噪聲較低的輪胎作為前軸輪胎進(jìn)行測試。實(shí)際測試結(jié)果表明，這種方法高效可行。

2.3 車輛行駛速度

標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定，C3輪胎通過噪聲測試的參考速度是70 km·h-1，車輛的運(yùn)行速度范圍是60～80 km·h-1，應(yīng)測試8組數(shù)據(jù)，但測試車輛在測試過程中應(yīng)采用的具體速度值標(biāo)準(zhǔn)中并未給出明確規(guī)定。實(shí)際操作中的一般做法是在60～70 km·h-1速度范圍內(nèi)進(jìn)行4次測試，車輛行駛速度均勻分布；另外4次測試的速度在70～80 km·h-1范圍內(nèi)均勻分布。實(shí)際測試結(jié)果表明，車輛運(yùn)行速度采用均勻分布設(shè)置時(shí)更便于操作，測試效果更好。

2.4 車輛配重設(shè)置

通過噪聲測試標(biāo)準(zhǔn)中對測試車輛的配重有明確范圍規(guī)定。為保證測試結(jié)果的可對比性，最好選擇統(tǒng)一的配重標(biāo)準(zhǔn)。

3 結(jié)合實(shí)測結(jié)果的說明

3.1 充氣壓力

輪胎充氣壓力對輪胎通過噪聲的測試結(jié)果影響較大。

在實(shí)際測試過程中，由于操作疏忽，曾導(dǎo)致被測輪胎的充氣壓力不同（左右輪胎），使左右兩側(cè)的傳聲器測試結(jié)果出現(xiàn)了1 dB以上的差異，導(dǎo)致測試結(jié)果無效。因此應(yīng)盡可能保證左右輪胎充氣壓力相同。此外，部分輪胎有特定的行駛方向，在安裝時(shí)須加以注意，否則通過噪聲測試結(jié)果同樣會出現(xiàn)較大的誤差。

3.2 溫度

同樣的輪胎在不同的溫度條件下進(jìn)行測試，測試結(jié)果最高差別可以達(dá)到幾分貝。

曾分別在夏季和冬季對多款C3輪胎進(jìn)行通過噪聲測試，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，很多夏季測試中滿足歐盟標(biāo)簽法通過噪聲要求的輪胎，在同樣的冬季測試中無法滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。因此，建議通過噪聲測試最好在夏季進(jìn)行。

3.3 車況

進(jìn)行通過噪聲測試時(shí)，車輛本體噪聲會增大輪胎噪聲測試結(jié)果，不利于測試的通過。因此，測試車輛應(yīng)保持良好車況，包括車窗、車架等易產(chǎn)生振動的部件均予以良好固定，以免在測試時(shí)產(chǎn)生較大的顫動而引發(fā)附加噪聲；傳動系統(tǒng)等可能發(fā)出附加噪聲的部件均應(yīng)進(jìn)行相應(yīng)處理，以減少可能的附加噪聲。

3.4 路面

路面的噪聲性能具有時(shí)效性，會隨著時(shí)間的推移產(chǎn)生變化，對輪胎通過噪聲測試結(jié)果的影響很大，具體試驗(yàn)數(shù)據(jù)見表1。由表1可見，在輪胎通過噪聲測試時(shí)應(yīng)注意路面的時(shí)效性。

表1 時(shí)間對不同路面輪胎噪聲測試結(jié)果的影響

3.5 其他問題

國內(nèi)輪胎通過噪聲測試場地相對較少，場地中往往同時(shí)有其他車輛進(jìn)行不同類型的測試，而這些車輛的背景噪聲對測試的影響也比較明顯。

實(shí)際測試結(jié)果表明，當(dāng)一側(cè)有車輛通過時(shí)，容易造成兩側(cè)測試結(jié)果出現(xiàn)較大差值，造成無效結(jié)果。因此應(yīng)盡可能選擇測試車輛較少的試驗(yàn)場或時(shí)段進(jìn)行測試，以提高測試精度和效率。

4 結(jié)語

對C3輪胎通過噪聲的測試流程和有關(guān)問題進(jìn)行了探討，包括輪胎安裝、車輛狀況、路面、環(huán)境因素以及其他有關(guān)因素對通過噪聲測試的影響，希望能夠?qū)3輪胎通過噪聲的測試工作起到一定的參考作用。

第19屆中國輪胎技術(shù)研討會論文