现有评议汽车车内风噪的目标仅能反响各个频率因素的宏观计权,缺乏对频谱个别题目的推断,加以美满。通过解析23辆差异量产汽车的风洞试验数据,声明车型品级与
现有评议汽车车内风噪的目标仅能反响各个频率因素的宏观计权,缺乏对频谱个别题目的推断,加以美满。通过解析23辆差异量产汽车的风洞试验数据,声明车型品级与车内风噪机能呈正联系,并总结较优样本的频谱秩序。频谱中高频段较窄周围内不只顺形势出现的首要起因是败露噪声,应尽量避免。提出将作转移均匀后的频谱与原始频谱差值举办累加获得频谱不只顺程器度化目标的法子。结果证明,频谱光顺度与车内风噪机能亲切联系,对败露噪声尤为敏锐,可用于车内风噪水准的评议。
枢纽词:风噪;评议法子;频谱解析;败露噪声作家:沈哲,王毅刚,杨志刚,贺银芝,彭里奇单元:同济大学刻板工程博士后活动站,同济大学上海地面交通用具风洞核心,上海市地面交通用具气氛动力与热境遇模仿中心测验室,北京民用飞机本事探求核心来历:知网汽车车内风噪水准影响车内旅客的安闲性和行车安定性,是方今汽车行业中心眷注的一项机能目标。探求汽车风噪最有用的手法是风洞试验,通过测试数据火速确凿地评议车内风噪机能是方今汽车风噪拓荒中的枢纽题目之一。评议声的优劣应该以人的主观感染为最终权衡准则,但人的主观感染差别大且量化繁难[1],现阶段评议噪声机能的优劣仍以客观参量为主。此中,A计权总声压级是最常用的声学参数目标;跟着心情声学进展,响度、语音明确度等对相当噪声更敏锐的心情声学参数[2]也被汽车工程界一般承认[3]。车内风噪声源散布和通报道途均极为繁复,因而其频谱组成也格外繁复[4]。上述单值参量能给作声信号按频谱记权后的幅值巨细,但对车内噪声评议时仍有较显著的亏折[5]:(1)没有思量频谱各个因素之间的相合,如量值相称的两个信号给人的主观感染也许分别很大;(2)对幅值较低的频率因素容易粗心其功勋,如车内风噪高频段幅值满堂较低,有个别峰值对总值影响很小,但本质人耳主观感染格外显著,应该予以思量。针对车内风噪的评议参数题目,本文中以本质量产车的风洞试验数据为样本,眷注声信号频谱的光顺性,解析频谱上毛刺、突出等不屈顺点出现的起因,探求频谱光顺水平客观参量化法子。本文探求功劳可用于车内风噪评议的工程利用,普及风噪评议确凿度和整车风噪拓荒效劳。
1、汽车风噪样本1.1 测试先容本文中测试均正在同济大学上海地面交通用具风洞核心的整车气动声学风洞中竣事。该风洞是3/4启齿回流风洞,喷口面积27m2,最高试验风速250km/h,试验段自正在场空间的低频截止频率为50Hz,靠山噪声水准正在160km/h风速下低于61dB(A)。测试摆设利用的是HEADacoustic公司的噪声衡量解析体例,囊括HMSIII型数字人领班、HeadLab众通道数采前端和HeadRecord收罗软件。测试时人领班启用22Hz高通滤波器,采样频率为48kHz,采样时辰为10s。试验测点职位、测试工况(风速、偏航角)较众,为担保数据的同等可比性,本文中给出的结果均为试验风速维系120km/h、0°偏航角时,主驾驶人领班外耳测点的结果。后期举办数据解析收拾利用ArtemisSuite解析软件,包括心情声学参数企图模块。
1.2 风噪样天职级以23辆乘用车的风洞实测数据行动样本对象。样车均为近年正在国内上市的量产车型,囊括众种尺寸的三厢轿车、两厢轿车、运动型众用处车(SUV),低配车型市集指引价周围为8~80万元,涵盖周围较广。全数车辆机能优良、风噪水准可视为出厂形态。因为样车尺寸、类型浩瀚,直接横向对照风噪水准,较为繁难。差异市集定位的车型因为拓荒主意、修制本钱等起因,各方面机能囊括风噪水准之间有必定差异。参考品牌和市集定位,按价钱区间将23辆样车分为经济型(15万元以下)、安闲型(15~25万元)、华丽型(25万元以上)。3个级别车型的风噪机能参数的均匀值如表1所示。由表1可睹,3个差异级别样车的声压级、响度和讲话明确度有显著的级差,车型定位越高,总声压级和响度越小且讲话明确度越高。因而,可能为整车风噪机能与车型定位凹凸呈正联系。
为考察差异级别车型的车内频谱性子,每个级别采用一辆具有代表性的样车,给出A计权声压谱,如图1所示。
由图1可考察到,差异风噪水准品级的样车除声压级巨细的区别除外,谱线的光顺水平也差异显著:风噪机能最差的A1弧线Hz相近有几个显著的尖峰,6000Hz以上有频谱的毛刺格外显著;满堂风噪机能最优的样车C1的频谱弧线Hz以上险些无显著的突出或毛刺;而风噪水准处于两者之间的B1频谱光顺度也处于两者之间。综上可得以下假设:车型风噪机能越佳的车型频谱弧线越光顺,之后将对此假设举办进一步的探求。
从2.1节可知,频谱的光顺水平和风噪机能是亲切联系的,而惹起频谱弧线不只顺的首要起因分为如下两大类:(1)中低频内某些频率段幅值较大首要是由汽车外形高卑不屈惹起,如A柱、后视镜等部件或前后风挡与车身连结处的形变等,此类题目与车身制型亲切联系,正在实车上革新较为繁难;(2)中频以上频谱的突出、毛刺根基都由车身密封体例中个别密封不佳惹起的气吸噪声[6],此类题目可通过订正实车的密封形态举办革新。探求汽车败露噪声对车内风噪频谱的影响,可用布基胶带举办全车密封,对照密封前后频谱的分别。图2为经济型样车A2的车内风噪频谱,可考察到,通过胶带密封之后,车内风噪声压级频谱从300Hz起均有差异水平的消重,中高频正本相对突出的频率段消重较众,比如8500Hz相近一个峰值消重尤为显著。
通过巩固密封、下降败露噪声可明显普及车内 风噪频谱的光顺水平,分析频谱正在中高频的不只顺 与吐露噪声亲切联系。
直接量化频谱的光顺水平较为繁难,用频谱的不只顺水平来暗示更为直接。本文中界说频谱不只顺度R用以器度频谱弧线的光顺水平,R越大,则频谱的光顺性越差,其的确量化法子如下。起初将原始的频谱弧线举办光顺化,正在此采用较为直接的法子,对频谱作络续转移均匀,得到弧线即为光顺化后的弧线)所示。
式中:pn为第n个频率点的原始声压值;pan为光顺化后的声压值;Na为求均匀值的数据点数,是必要确定的要紧参数。
思量到纵情宽频信号作傅里叶变换流程中因为 数值离散化的起因,频谱老是略有必定水平的凹凸 滚动,为排出此个人的影响,需设定一个阈值Y,当 差值Δpn大于此阈值才以为此频率点詈骂光顺点, 获得有用差值Δpn′
(1)初始的频谱弧线kHz采样频率的 时域信号作火速傅里叶变换(FFT)并作A计权,分块数(Block Size)Nfft=4096,获得的2047个频率点上的声压级值,肇始频率和频率间隔均为11.7Hz。(2)转移均匀点数Na:该参数取值过小时频谱 光滑度不足、取值过大频谱失线],为获得较好的结果,本文中颠末再三调试,取Na=257,即每个频率点前后各取128个点举办平顺化。(3)有用阈值Y:为避免计入傅里叶变换出现的 数值毛刺计入设定的值,本文中取1,即光顺化后的值与原始值相差1dB以上才以为有用。(4)企图频率周围:本文中心是败露噪声惹起 的频谱不只顺,因而首要思量中高频段,且转移均匀取点必要,频率肇始值遴选1500Hz,归纳人耳的可听周围阈值上限,最终遴选的频率周围为1500~16000Hz,对应的ns=128、ne=1366。根据3.2节前提,23辆样车企图获得频谱不只 顺度R值的区间周围为0.097~0.219,本节将解析 其与车内风噪水准的相合。
从图3可考察到,车型级别越高,频谱不只顺度 越低,分析频谱不只顺度与声压级等参数同等,能整 体上反响车内风噪水准的优劣。然后,从样本个别角度探求频谱不只顺度与车 内风噪的相合。因为除了声压级等单参数声学指 标,缺乏评议风噪机能的客观目标,图4给出车价与 频谱不只顺度之间的相合。结果可睹不只顺度与车 价呈必定的负联系,即满堂上车价越高则不只顺度 越小,与按品级分类后的结果同等。特别是价钱集 中正在低价位段的经济型样车,频谱不只顺度也聚合 正在较大值区域。通过上述解析,分析车价固然不行 确凿代表车内风噪水准,但从之前按车辆品级解析 的结果,满堂上车价与风噪之间的相合是适当“价高 质优”这一趋向的。
末了,对代表车型的的确频谱举办解析。采用 的样本车型为图4中所标示的安闲型B2样车和豪 华型C2样车,采用这两辆样车的起因是这两个点正在 图中是离拟合直线最远的,即背离“价高质优”最为 显著的。图5和图6区分是B2、C2样车光顺化前后 的频谱弧线样车频谱
从图5中可睹B2样车是类型的“价低质优”, 其频谱弧线正在揭示的中高频相当光顺,光顺化后的 弧线与原始弧线贴合得格外好,频谱不只顺度较低 (R=0.11)。
从图6中可睹,C2则反响出“价高质低”,其频 谱弧线正在中高频光顺水平较差,特别正在8kHz相近 频谱有一块显著的突出,与光顺后的频谱弧线差别 显著,正在此处应该有较为显著的败露噪声。分析其 相对较高的频谱不只顺度(R=0.184)也是确凿频谱 的反响。通过以上企图解析,声明频谱不只顺度R能直 接反响原始频谱的光顺水平,以此反响由败露噪声 等起因出现的频谱尖峰等题目,最终与车辆的车内 风噪水准品级相符。本文中以实车风洞测试数据为根源,将车辆分 级,探求频谱不屈顺性与车内风噪机能的相合,给出 一种将频谱光顺器度化的法子,并获得以下结论:
(2)中高频段,频谱不只顺与败露噪声亲切相 合,频谱不只顺度很好地反响败露噪声的紧张水平;
(3)企图频谱不只顺度参数取值,如转移均匀 点数Na、有用阈值Y等,可正在普及样本数的条件下 进一步优化;
(4)频谱不只顺度虽能增加守旧单值参数对局 部频率细节不敏锐的劣势,但不行反响总噪声能量 巨细,后续探求宜采用主观评议法子与声压级等能 够反响声巨细的参数共同利用,构修更为细密合理 的风噪声品格评议编制。
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