合肥XX汽車水泵噪聲測試系統(tǒng)

技術(shù)方案（刪減后公開稿）N0.TYH170405D-02用戶方：合肥XX汽車部件有限公司設(shè)計(jì)方：蘇州太陽花感知技術(shù)有限公司二o一七年四月六日合肥XX汽車水泵噪聲振動測試系統(tǒng)技術(shù)方案N0.TYH170405D-021、測試系統(tǒng)名稱：汽車水泵噪聲振動測試系統(tǒng)測試目的：半消聲室需要有足夠大的空間尺寸和足夠低的噪聲底限，汽車水泵測試臺架測試頭布置在半消聲室內(nèi)，依據(jù)GB/T17483、GB/T6882、GB/T6882、ISO3744等標(biāo)準(zhǔn)，測試水泵在指定的穩(wěn)定速度下的聲壓級、聲功率級和噪聲功率譜。振動測試在監(jiān)視水泵泵體振動、水泵和測試臺架部件的固有頻率試驗(yàn)、尋找噪聲源位置或其他與振動有關(guān)試驗(yàn)時(shí)使用。內(nèi)容：噪聲振動測試系統(tǒng)主要包含傳感器、動態(tài)信號采集器、噪聲振動分析軟件等組件。根據(jù)適用測試標(biāo)準(zhǔn)（主要是ISO3744），對半消聲室和水泵測試臺架的制造提出要求，提供噪聲振動測試的具體方案。在用戶指定的試驗(yàn)間內(nèi)安裝、調(diào)試噪聲振動測試系統(tǒng)，合格后交付客戶使用。提供的服務(wù)包括：設(shè)計(jì)、制造、運(yùn)輸、調(diào)整、安裝、發(fā)貨、試驗(yàn)驗(yàn)收、試運(yùn)轉(zhuǎn)調(diào)整、交付和培訓(xùn)。GB/TGB/TGB/TGB/T3947:199617483GB/TGB/TGB/TGB/T3947:199617483:19986881.1:20026881.3:2002用混響測試室法GB/T6882:2008GB/T3767:1996GB/T3768:1996GB/T8098:1999IEC61672-1:2002聲學(xué)名詞術(shù)語液壓泵空氣傳聲噪聲測定規(guī)范聲學(xué)聲壓法測定噪聲源聲功率級混響室精密法聲學(xué)聲壓法測定噪聲源聲功率級混響場中小型可移動聲源工程法第2部分：專聲學(xué)聲壓法測定噪聲源聲功率級消聲室和半消聲精密法聲學(xué)聲壓法測定噪聲源聲功率級反射面上方近似自由場的工程法聲學(xué)反射面上方采用包絡(luò)測量表面的簡易法泵的噪聲測量與評價(jià)方法電聲、聲級計(jì)、第1部分：技術(shù)要求水泵振動、噪聲測量規(guī)范Q/JQXXXX-2013江淮汽車股份有限公司乘用車普通動力轉(zhuǎn)向油泵試驗(yàn)規(guī)范Q/SQR.04.272-2006奇瑞汽車有限公司企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)ISO3740：2000Acoustics-Determinationofsoundpowerlevelsofnoisesources-GuidelinesfortheuseofbasicstandardsISO3744:2010Acoustics-Determinationofsoundpowerlevelsandsoundenergylevelsofnoisesourcesusingsoundpressure-EngineeringmethodsforanessentiallyfreefieldoverareflectingplaneISO3745:2003Acoustics-Determinationofsoundpowerlevelsofnoisesourcesusingsoundpressure-Precisionmethodsforanechoicandhemi-anechoicroomISO3747:2011Acoustics-Determinationofsoundpowerlevelsandsoundenergylevelsofnoisesourcesusingsoundpressure-Engineering/surveymethodsforuseinsituinareverberantenvironment其中，ISO3740是聲功率測試測試方法的綜述和總則，它把噪聲聲功率測量方法分為精密級、工程級和簡易級，并對測試場地提出具體分類和要求，不同的測試方法和測試環(huán)境對應(yīng)ISO3744、ISO3745、ISO3747等國際標(biāo)準(zhǔn)。客戶要求在半消聲室中測試，客戶選用工程級方法，應(yīng)用的主要就是止。3744標(biāo)準(zhǔn)，這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)是我們最主要的依據(jù)。另外，測點(diǎn)高規(guī)定應(yīng)用參考了GB/T8098:泵的軸線距反射面（地面）的高度為泵的中心高，當(dāng)泵的中心高小于或等于1m時(shí)，測點(diǎn)高規(guī)定山。當(dāng)泵的中心高大于1m時(shí)，測點(diǎn)高與中心高相同。試驗(yàn)環(huán)境部分傳感器的布置參考ISO3745。IEC61672取消和替代IEC60651和IEC60804,我們對于噪聲聲級計(jì)和倍頻程第1頁共7頁

的分析參照這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。本文所用國標(biāo)和ISO標(biāo)準(zhǔn)的對應(yīng)關(guān)系：國標(biāo)GB/T3767和國際標(biāo)準(zhǔn)ISO3744內(nèi)容和幾乎要求是一樣的,國標(biāo)等價(jià)采用了ISO標(biāo)準(zhǔn)；國標(biāo)GB/T6882和國際標(biāo)準(zhǔn)ISO3745內(nèi)容和要求是幾乎一樣，國標(biāo)等價(jià)采用了ISO標(biāo)準(zhǔn)。半消聲室地面控制閥，流量計(jì)、壓力等測量，水箱進(jìn)出水管半消聲室電機(jī)噪聲屏蔽罩匚P匚Y半消聲室地面控制閥，流量計(jì)、壓力等測量，水箱進(jìn)出水管半消聲室電機(jī)噪聲屏蔽罩匚P匚Y圖1水泵測試系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu).基本技術(shù)方案試驗(yàn)總體結(jié)構(gòu)根據(jù)《水泵振動、噪聲測量規(guī)范Q/JQXXXX-2013江淮汽車股份有限公司》，選用工程級（根據(jù)第2頁共7頁

止03740：2000標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定產(chǎn)品噪聲聲功率測量分為精密級、工程級和簡易級）半消聲室試驗(yàn)室。溫度要求：測試時(shí)的空氣溫度范圍是15℃-30c（因?yàn)榫哂胁煌肼暜a(chǎn)生機(jī)理的噪聲源，是為了保證偏差小于0.2dB）。濕度要求：在空氣溫度15℃-30℃,濕度的最大修正量近似為0.04dB,可以忽略不計(jì)。半消音室內(nèi)布置水泵運(yùn)轉(zhuǎn)臺架、轉(zhuǎn)動裝置和進(jìn)出水管路，室外有水泵的運(yùn)轉(zhuǎn)控制設(shè)備、水箱等。水泵工作噪聲測試需要在一定的進(jìn)出口壓力、流量、溫度、轉(zhuǎn)速下進(jìn)行。測試時(shí)，水泵的安裝條件應(yīng)與發(fā)動機(jī)應(yīng)用環(huán)境保持一致。半消聲室具有一定高度的底架支座，距地面約50-100cm,傳動軸從半消聲地板面下穿過，通過皮帶輪驅(qū)動水泵，轉(zhuǎn)速可以通過控制臺設(shè)定。進(jìn)出水管從地板穿出和測試臺架的測試管路相連，控制臺可以通過控制閥控制和測量壓力、流量等試驗(yàn)參數(shù)。動力線和信號線均從半消聲室地板穿入，兩線從不同的地板孔穿出，要有隔離和接地措施。如果電機(jī)的噪聲較大，可以用消聲材料為電機(jī)做一下包覆，以免電機(jī)噪聲從板消聲室地板傳入。噪聲試驗(yàn)臺架應(yīng)包括水泵及其安裝夾具、滿足轉(zhuǎn)速需要的電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)及其安裝夾具、電機(jī)水泵連接機(jī)構(gòu)，以及能改變內(nèi)部壓力值以模擬不同系統(tǒng)壓力和水泵進(jìn)出口壓力的冷卻液儲液箱、冷卻液加熱/制冷裝置、帶流量計(jì)和可變流量控制閥的管路系統(tǒng)等。設(shè)計(jì)隔聲罩以屏蔽電機(jī)、皮帶輪、聯(lián)軸器等傳動結(jié)構(gòu)噪聲；對電機(jī)夾具系統(tǒng)和水泵夾具系統(tǒng)分別進(jìn)行減振、隔聲處理。傳感器位置根據(jù)《水泵振動、噪聲測量規(guī)范Q/JQXXXX-2013江淮汽車股份有限公司》，測試點(diǎn)高規(guī)定如下：泵的軸線距反射面（地面）的高度為泵的中心高，當(dāng)泵的中心高小于或等于1m時(shí)，測點(diǎn)高規(guī)定山。當(dāng)泵的中心高大于1m時(shí)，測點(diǎn)高與中心高相同（參考GB/T8098-1999）水泵噪聲測試傳聲器位置按GB3767（止03744）標(biāo)準(zhǔn)布置，采用標(biāo)準(zhǔn)的平行六面體測量表面。根據(jù)水泵噪聲試驗(yàn)臺實(shí)際狀態(tài)，測量表面?zhèn)髀暺魑恢冒碐B3767（止03744）標(biāo)準(zhǔn)附錄中C7的所示布置。《水泵振動、噪聲測量規(guī)范Q/JQXXXX-2013江淮汽車股份有限公司》認(rèn)為在恒定轉(zhuǎn)速時(shí)，水泵的聲源為穩(wěn)定噪聲聲源，且輻射成對稱性，可以將C7測量表面?zhèn)髀暺鞑贾脺p少為4個(gè)，4個(gè)測點(diǎn)（P1、P2、P3、P4）布置如圖3.頂視圖側(cè)視圖頂視圖圖2水泵測試臺架噪聲測試點(diǎn)布置第3頁共7頁水泵噪聲的測定測試時(shí)，4個(gè)測點(diǎn)距水泵50cm,水泵到半消聲室墻壁的距離大于1.5m,水泵的安裝條件必須與應(yīng)用于發(fā)動機(jī)時(shí)的狀態(tài)保持一致，皮帶張緊力和水管的連接保持與發(fā)動機(jī)上的狀態(tài)一致，皮帶張緊力和水管的連接保持與發(fā)動機(jī)上一致，水泵性能參數(shù)與設(shè)計(jì)點(diǎn)性能參數(shù)保持一致，其中流量偏差允許在設(shè)計(jì)點(diǎn)流量偏差士10%條件下確定，驅(qū)動電機(jī)轉(zhuǎn)速取發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速。將穩(wěn)態(tài)下各位置測點(diǎn)的聲壓數(shù)據(jù)按照ISO3744標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，獲得水泵在各測試條件下的總聲壓級、測試表面的總功率級和聲功率譜。在試驗(yàn)之前，先使泵充分運(yùn)行，以便排除系統(tǒng)中的空氣。然后調(diào)至需要測試的工況，并使運(yùn)行參數(shù)穩(wěn)定在士2%范圍內(nèi)(參考GB/T17483-1998).測試工況測試過程，以發(fā)動機(jī)的穩(wěn)定轉(zhuǎn)速分成不同工況。測定泵各轉(zhuǎn)速的噪聲值(采用TYH801軟件Overall總級值分析)，測量時(shí)間＞10S(參考GB/T17483-1998),讀取各轉(zhuǎn)速噪聲平均值(一般取5點(diǎn)求平均值)。選取轉(zhuǎn)速根據(jù)所匹配發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速范圍及水泵與曲軸轉(zhuǎn)速比確定，一般選取的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速為 750RPM、1000RPM、2000RPM、3000、4000、5000、6000時(shí)對應(yīng)的水泵轉(zhuǎn)速，出口壓力設(shè)定，發(fā)動機(jī)在相應(yīng)轉(zhuǎn)速時(shí)，水泵的流量可控。在測試前，針對要測試的水泵，根據(jù)所匹配的發(fā)動機(jī)潤滑系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)值，或者設(shè)計(jì)值完成工況測試表。測試結(jié)果及處理噪聲測試采用4點(diǎn)法，測試系統(tǒng)接收的信頻范圍20-20kHz。信號分析參數(shù)為：采樣率大于等于44100Hz,FFT長度為大于等于16384,采用hanning窗，線性平均方式。數(shù)據(jù)處理時(shí)對信號做人計(jì)權(quán)及1/3倍頻程處理。試驗(yàn)分析的背景噪聲和工作噪聲總聲壓級及聲功率根據(jù)ISO3744標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算。發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速(RPM)水泵與曲軸的傳動比水泵轉(zhuǎn)速(RPM)背景噪聲(dBA)泵工作噪聲(dBA)總聲功率級(dBA)正前方左側(cè)右側(cè)正上方實(shí)測值標(biāo)準(zhǔn)值75066100070200080300085400090500095額定轉(zhuǎn)速98表1水泵噪聲測試結(jié)果表測試評價(jià)方法：一臺合格水泵再各個(gè)工況運(yùn)轉(zhuǎn)首先主觀上評價(jià)不可有異響，另外，需限制其在不同工作轉(zhuǎn)速下的最大可以接受噪聲。《水泵振動、噪聲測量規(guī)范Q/JQXXXX-2013江淮汽車股份有限公司》規(guī)定須低于汽車發(fā)動機(jī)在對應(yīng)工況下要求噪聲等級或?qū)崪y噪聲等級3分貝以上，對于4點(diǎn)測試法，水泵噪聲技術(shù)要求包括對水泵在各測試條件下的1/3倍頻程聲功率要求、穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速下的總聲功率要求，其總聲功率不能超過每種穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速下要求的參考等級，穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速下的聲功率譜不能超過其對應(yīng)狀態(tài)的聲功率譜參考等級。參考等級為所匹配發(fā)動機(jī)在穩(wěn)態(tài)過程中所要求的聲功率等級基礎(chǔ)上降低3dB.背景噪聲問題背景噪聲要求：在測量表面上所有側(cè)傳聲器位置和測試頻率范圍內(nèi)的每個(gè)頻帶，背景噪聲級應(yīng)比被測聲源工作時(shí)的聲壓級至少低10dB。如果假定從這些頻帶相加得到的A計(jì)權(quán)背景噪聲級比從所有頻帶相加得到的A計(jì)權(quán)聲壓級低10dB或10dB以上，則A計(jì)權(quán)聲功率測定時(shí)，不需要所有頻率都滿足上述要求。第4頁共7頁背景噪聲的測定：根據(jù)《水泵振動、噪聲測量規(guī)范Q/JQXXXX-2013江淮汽車股份有限公司》，采用TYH801分析儀測定背景噪聲，定轉(zhuǎn)速：電機(jī)在給定轉(zhuǎn)速開啟時(shí)測試環(huán)境噪聲（不連接水泵），變轉(zhuǎn)速：電機(jī)從怠速至給定轉(zhuǎn)速時(shí)測試環(huán)境噪聲（不連接水泵），測出背景噪聲后，應(yīng)進(jìn)行修正，如果發(fā)現(xiàn)背景噪聲級太高，應(yīng)該進(jìn)一步檢查泵座，驅(qū)動裝置或液壓回路的噪聲開工之是否符合測試環(huán)境要求。各轉(zhuǎn)速下的背景噪聲應(yīng)比水泵相應(yīng)轉(zhuǎn)速下工作噪聲聲壓級至少低10dB（A計(jì)權(quán)），如果背景噪聲與被測聲源的聲壓級小于10dB而大于6dB,則可以通過修正系數(shù)來獲得可以接受的測試結(jié)果，修正值參考表1.測量方法被試泵運(yùn)行時(shí)測得的聲壓級與背景噪聲聲壓級之差<6678910>10半消聲室測定法K11.31.31.00.80.60.40表2水泵背景噪聲修正值表振動噪聲分析儀聲壓信號的測量：根據(jù)《水泵振動、噪聲測量規(guī)范Q/JQXXXX-2013江淮汽車股份有限公司》布置麥克風(fēng)位置，在泵的前、后、左、上各50cm處。采樣頻率64000Hz。每個(gè)泵測量時(shí)間16S。振動信號的測量：測量泵體振動的可以間接估計(jì)噪聲；測量振動的方法不容易受環(huán)境影響，比對試驗(yàn)更加穩(wěn)定；另外測試振動的方法，容易區(qū)分問題發(fā)生的部位；如果僅僅是檢測泵是不是有噪聲問題，而不是實(shí)測其噪聲的功率級，測量泵體振動的是很好的思路。在測量噪聲的同時(shí)，我們將同時(shí)測量泵體和試驗(yàn)臺的振動，最后有可能主要以振動信號的處理為主。泵體上工作齒輪區(qū)或出水口固定1個(gè)微型加速度傳感器，測量泵本身的振動；測試臺架上固迫個(gè)加速度傳感器，在傳動齒輪（或鏈條或皮帶）附近，監(jiān)視臺架的振動。錘擊試驗(yàn)測試固有頻率：用于測試試驗(yàn)臺部件和泵體的諧振頻率必須區(qū)別與泵噪聲的來源。水泵測試的中測試臺架往往產(chǎn)生振動，輻射出噪聲。設(shè)計(jì)測試臺架時(shí)，其主要部件的諧振頻率要求放置在水泵固有頻率和機(jī)油工作范圍的各個(gè)階次之外，通常向低頻段靠攏，低于200Hz，因此需要配備錘擊法諧振頻率測試儀器。如果利用現(xiàn)有測試臺架，需要避開臺架的固有頻率，需要對測量得到信號進(jìn)行分析，需要進(jìn)行信號處理。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)：采用太陽花感知技術(shù)有限公司的TYH801噪聲信號采集器，數(shù)字轉(zhuǎn)換精度（A/D）24-bit,數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換分辨度1/2八24,動態(tài)范圍100dB，最高采樣率128kHz。由于實(shí)行無二次儀表測量模式，最大程度提高了傳感器測量的準(zhǔn)確性和實(shí)時(shí)性，數(shù)據(jù)通過USB接口傳送至工控機(jī)，可將程序安裝于測試臺工控機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)管理和數(shù)據(jù)分析，同步顯示測量數(shù)據(jù)。4.振動噪聲分析儀詳細(xì)配置清單序號具體配置名稱規(guī)格/型號數(shù)量制造商名稱/國籍實(shí)現(xiàn)功能備注1噪聲信號采集卡TYH8018通道數(shù)據(jù)采集器：8通道高速模擬輸入。BNC接口。3輸入方式：AC和ICP。4采樣率：最高128kHz（每通道）。5A/D采樣位數(shù)：24位。6輸入范圍：+/-10V。7動態(tài)范圍：102dB。1蘇州太陽花感知技術(shù)有限公司噪聲信號采集第5頁共7頁

2噪聲分析軟件通用部分TYH800噪聲振動專業(yè)分析軟件1噪聲聲壓同步記錄，實(shí)時(shí)動態(tài)監(jiān)測、時(shí)域顯示2實(shí)時(shí)頻域分析和顯示、窗函數(shù)功能3實(shí)時(shí)時(shí)頻分析和顯示1/3倍頻程A、B、C、D、Z計(jì)權(quán)ISO3744聲功率級測量和計(jì)算1蘇州太陽花感知技術(shù)有限公司噪聲信號分析3固有頻率測試軟件TYH800固有頻率分析軟件1蘇州太陽花感知技術(shù)有限公司分析臺架部件和泵的固有頻率確定噪聲源，檢測臺架的動態(tài)性能是否可以。4傳聲器北京聲望電子整車測試專用傳聲器：直徑1/2’聲場類型自由場頻率響應(yīng)10?20kHz靈敏度40mV/Pa(±2dB)動態(tài)范圍18~136dBA使用溫度范圍-40?100℃輸出接口BNC.4BSWAMPA231噪聲傳感器5麥克風(fēng)電纜TYH-BNC-BNC-94太陽花感知技術(shù)有限公司6麥克風(fēng)固定支架4聲功率測試7微型加速度傳感器PCB353B16一般用途微型加速度傳感器ICP供電；靈敏度：10mV/g頻率范圍0.7to20,000Hz重量：1.5克使用溫度：-54to+121°C同軸電纜接頭：5-44安裝：5-40螺栓2美國PCB353B16泵體振動測量8加速度傳感器專用線纜PCB003P10低噪聲同軸電纜10英尺長10-44接頭至UBNC接頭2美國PCB003P10表3振動噪聲測試儀配置表5.設(shè)備驗(yàn)收(僅包含振動噪聲分析儀部分)整套設(shè)備在乙方現(xiàn)場調(diào)試后，由乙方人員演示技術(shù)協(xié)議書中規(guī)定的各項(xiàng)功能，然后進(jìn)行的一組試驗(yàn)項(xiàng)目。考核整個(gè)系統(tǒng)工作的可靠性，及測量結(jié)果的重復(fù)性。要求考核期間無故障。如驗(yàn)收不能通過，乙方必需在一周完成不符合性的整改。驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)：按雙方簽訂的合同及技術(shù)協(xié)議。第6頁共7頁驗(yàn)收內(nèi)容（僅包含振動噪聲分析儀部分）設(shè)備的測量范圍和精度：設(shè)備分析最大分析頻率范圍2-50kHz,100dB動態(tài)范圍；測量聲壓級范圍20-136dB,精度±5%（20-20kHz）。振動測試范圍不小于±500m/s2精度±5%（5-10kHz）。聲壓級測試精度士1dB，聲功率測試精度±3dB。精度檢驗(yàn)可以聯(lián)系第三方計(jì)量測試認(rèn)證機(jī)構(gòu)現(xiàn)