早期的噪音測試分析設備簡單,只能用聲級計、加速度傳感器等來進行簡單的噪音振動測量。當電子技術和信號處理技術迅速發(fā)展后,出現(xiàn)了頻譜分析、相干分析、相關分析等,以后又出現(xiàn)了聲強測量、小波分析、聲全息方法等新的測試和分析技術,這些技術極大提高了分析噪音振動譜和識別噪音振動源的手段。試驗測試方法結(jié)果直觀,數(shù)據(jù)準確,能直接反應汽車結(jié)構(gòu)特性,但在結(jié)構(gòu)優(yōu)化控制上不足,常需根據(jù)經(jīng)驗來修改結(jié)構(gòu)。常用的試驗測試分析方法有分別運轉(zhuǎn)消去法、鉛覆蓋法、頻譜分析法、聲強測量法等。1、分別運轉(zhuǎn)消去法
汽車行駛時,有上百個部件在同時工作,要判斷那部分輻射的噪音最大,早期一般使用消去法。首先測出汽車、發(fā)動機等試驗對象在一定條件下的整體運轉(zhuǎn)時的噪音,然后對可能發(fā)出較大噪音的部分,通過脫開某個部件等方法暫時停止其工作,再按同樣的條件測定試驗對象的工作噪音,按能量相減的關系,從兩次噪音測量結(jié)果中即可算出脫開部件的噪音大小。類似地,可測量出汽車各個主要部件的噪音,經(jīng)過比較從而識別出汽車的主要噪音源。分別運轉(zhuǎn)消法的優(yōu)點是簡單易行,直觀性強,無需采用先進設備與技術,但該法費工費時,聲源定位粗略,拆除某些部件后可能對機器相關聯(lián)部分有較大影響,從而使測量數(shù)據(jù)有較大誤差。2、鉛覆蓋法
用鉛板做出一個與機器各部分表面相接近的密封隔聲罩,罩的內(nèi)壁襯有玻璃纖維等吸聲材料,以減輕罩內(nèi)的混響。測試時,用該罩將機器覆蓋嚴密,其隔聲量至少要在10dB以上。然后根據(jù)聲源識別要求,將某部分打開形成小窗口,使輻射表面的某個部分暴露出來,這樣可在一定距離處測到機器暴露部分輻射的聲壓級。依次打開不同部分測量其噪音,從而達到噪音源識別的目的。鉛覆蓋法避免了分別運轉(zhuǎn)消去法的一些部件停止轉(zhuǎn)動帶來的不利影響,可以達到較高的精度,聲源定位也比較精細,但該法特別費時,試驗費用較高,另外在低頻段由于覆蓋物的隔聲效果較差,因而容易有較大的測量誤差。
3、頻譜分析法
各種噪音源都有不同的頻率特性,如發(fā)動機噪音與氣缸內(nèi)燃油燃燒的發(fā)火頻率有關,風扇噪音與扇葉頻率有關,進、排氣噪音與進、排氣門的開閉頻率有關,齒輪噪音與基節(jié)頻率有關等。噪音的頻譜分析法就是利用汽車上各個噪音源產(chǎn)生的噪音頻率不同來判斷哪個是主要噪音源的分析方法。在汽車的噪音譜中有時會遇到噪音譜峰值所對應的頻率由幾個噪音源共同發(fā)出的噪音所組成,此時為正確判斷噪音源的主次關系,可適當配合其它方法或改變汽車、發(fā)動機的運轉(zhuǎn)工況,重新獲取噪音頻譜,分析這些頻譜成分的變化,從而識別出主要噪音源。此外,由于聲音來源于振動,故聲輻射表面的振動譜與輻射噪音之間有很好的相關性。因此,在難以準確測定組成聲源的噪音譜時,往往可利用該組成聲源表面的振動譜代替其噪音譜來與總噪音譜進行分析比較,以便確定主要噪音源。
頻譜分析法是噪音測量中最常用的信號分析方法,在此基礎上還發(fā)展出相關分析法、相干分析法、倒譜分析法、數(shù)字濾波、時頻分析、小波分析等等。4、聲強測量法
現(xiàn)代聲強測試方法是1977年提出并在上世紀80~90年代迅速發(fā)展起來的新技術,目前在聲學研究和噪音控制工程中的應用日益廣泛。聲強測量法識別噪音源是利用聲強的矢量性特點和聲強探頭的方向靈敏度來進行的。
當聲強探頭在聲源附近移動時,聲波入射角與傳聲器膜片外法向方向為90°時具有最小的方向靈敏度,輸出聲強為0。當聲強探頭改變位置并使其夾角小于或大于90°時,聲強探頭輸出正或負聲強,且隨夾角增加在0~180°范圍內(nèi)聲強絕對值增加。因此,用聲強測量法能區(qū)分出聲波入射的方向,從而找出噪音聲源,并可測量可能聲源的位置。聲強測量法不需要特殊的聲學環(huán)境,適宜作現(xiàn)場測量。由于聲強是矢量,不僅能反映噪音的大小還表示噪音的輻射方向,因此測量汽車或發(fā)動機表面聲強分布就可以知道聲音的輻射情況。但聲強測量的測試效率較低,一方面為準確確定噪音源不得不選擇適當?shù)臏y點和側(cè)面,進行細致的、多方面的聲強分布研究;而另一方面噪音大時多對應于發(fā)動機滿負荷工作狀態(tài),由于降溫和通風設施欠缺不允許被試發(fā)動機長時間工作于滿負荷下,而反復啟動一則效率低,二則工況難以一致,給測量帶來了許多不便,甚至使試驗無法進行。