通过噪声标准ISO 362-1:2015(M2、M3、N2和N3类车辆)
国际标准ISO 362-1:2015规定了M和N类车辆在典型城市交通条件下的通过噪声测量方法。
整个标准中,下标i,x和y表示挡位,下标j表示测量次数。
注:绿色字体是表明与标准 ECE R51.03的差异。
1、试验质量
1) 对于M2和M3类车辆而言,试验质量为车辆运行状态下的质量。而运行状态下的质量等于车辆空载质量加上驾驶员的质量。
标准ECE R51.03的试验质量也是车辆运行质量,但容限不同,ISO为5%,ECE为10%。
2) 对于N2和N3类车辆而言,试验质量的目标值mtarget为50倍的发动机额定功率Pn(单位kW),即
mtarget=50[kg/kW]×Pn[kW]
测量时要求试验质量不大于目标质量。为了满足目标质量要求,需要在N2和N3类车辆的后轴上放置额外的负载mxload。但要求额外的负载与空载后轴负载mra load unladen之和限于最大轴荷mac ra max的75%。如果额外的负载的质心不位于后轴的中心上,那么试验质量mt不能超过前轴的空载质量mfa load unladen、后轴的空载质量、额外负载和驾驶员的质量md之和。
如果车辆的轴数大于两轴,那么车辆的试验质量与两轴车辆相同。如果两轴以上的车辆的空载质量munladen大于两轴车辆的试验质量,那么,此时测量时无须考虑额外负载。如果两轴车辆的空载质量大于目标质量,测量时也无须考虑额外的负载。
额外负载的计算应按以下步骤进行。
N2和N3类两轴待测车辆的目标质量按上式计算。为了达到要求的目标质量,待测的空载车辆应在后轴上放置额外的负载,还包含驾驶员的质量,即
mtarget=munladen+mxload+md
而车辆的空载质量,在一定规模上是前轴空载质量与后轴空载质量之和,
munladen=mfa load unladen+mra load unladen
把这个方程代入,得
mtarget=mfa load unladen+mra load unladen+mxload+md
因此,额外负载为
mxload=mtarget-(mfa load unladen+mra load unladen+md)
但是,也同时要求额外的负载与空载后轴负载之和限于最大轴荷的75%,即
mra load unladen+mxload≤0.75mac ra max
因此,要求
mxload≤0.75mac ra max-mra load unladen
如果按以上步骤计算出来的额外负载满足上式要求,那么,这时,试验质量由以下公式计算得到
mt=mxload+mfa load unladen+mra load unladen+md
这种情况下,试验质量与目标质量相等。如果按以上步骤计算出来的额外负载与空载后轴负载之和大于最大轴荷的75%,那么,额外负载按以下公式计算
mxload=0.75mac ra max-mra load unladen
此时,车辆的试验质量按以下公式计算
mt=0.75mac ra max+md+mfa load unladen
这种情况下,试验质量小于目标质量。
在我看来,以上计算太过复杂,有两个条件限制了额外的负载:1)试验质量不能大于目标质量;2)额外的负载与空载后轴负载之和限于最大轴荷的75%。两个条件计算出来的额外负载取小者,即为要计算的额外负载。
如果额外的负载的质心位于后轴的中心上,那么有
mt-md=mfa load unladen+mra load unladen
而
mfa load laden= mfa load unladen
如果额外的负载的质心不位于后轴的中心上,那么必然有部分额外负载分配到前轴上,因此,前轴的负载质量必然大于前轴的空载质量,即
mfa load laden>mfa load unladen
这时,不允许增加更多的额外负载质量去补偿分配到前轴上的这部分质量。
2、测试场地布置与背景噪声
2.1场地要求与布置
测试场地中心半径50米的范围内没有大的反射物,如围栏、岩石、桥梁或建筑物。试验路面和其余场地表面干燥,没有积雪、松土等之类的吸声材料。传声器附近没有任何影响声场的障碍物,并且声源与传声器之间没有任何人站留,进行测量的观察者也应站在不致影响测量的位置。
自由场传声器位于PP’线上,距离跑道中心线CC’为7.5±0.05m,传声器的高度为1.2±0.02m,水平布置,并垂直指向跑道中心线CC’。跑道宽度不窄于3米,AA’线与BB’线距PP’线10米远,如图1所示。
图1 测试场地布置
2.2 背景噪声
背景噪声可以在通过噪声测试之前或之后进行测量,但要求使用通过噪声正式测量所用的传声器,并且在通过噪声传声器的放置位置处进行测量。测量结果采用A计权。要求A计权的背景噪声的声压级至少低于待测车辆产生的声压级10dB。如果二者的差值在10~15dB之间,那么第j次的测量值应减去下表所给的修正值。
背景噪声与测量声压级的差值(dB)
10
11
12
13
14
≥15
修正值(dB)
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0
3、M2(总重量超过3.5t)、M3、N2和N3类车辆测试流程
测试车辆从AA’线驶入到车辆尾部通过BB’线或车辆参考点通过BB’线+5米(哪个先通过BB’线就以哪个为准)的整个过程中,车辆应尽可能地靠近中心线CC’行驶。测试车辆不能带挂车或半挂车。如果挂车不易从牵引车上分离,那么通过BB’线时应忽略挂车。如果车辆装有诸如水泥搅拌机、空气压缩机等设备,测量期间不能启动。测试质量mt包含这些设备的质量。
当车辆参考点到达AA’线时,加速控制单元(如油门)应全开,并保持住,直到车辆参考点通过BB’线+5米位置才释放。要保证测量期间加速稳定。
3.1 目标条件
车辆通过BB’线时的发动机转速nBB’和车速vBB’用于确定测量时的挡位和车速。这两个数值是4次有效测量值的平均值。
3.1.1 M2和N2类车辆
当车辆参考点通过BB’线时,发动机转速nBB’应满足以下条件(发动机额定转速为S)
70%S≤nBB’≤74%S
当车辆参考点通过BB’线时,车速vBB’定义为35±5km/h。
3.1.2 M3和N3类车辆
当车辆参考点通过BB’线时,发动机转速nBB’应满足以下条件(发动机额定转速为S)
85%S≤nBB’≤89%S
当车辆参考点通过BB’线时,车速vBB’定义为35±5km/h。
3.2 车辆参考点
车辆参考点用于标识车辆通过AA’线和BB’线位置。发动机布置不同,车辆参考点选择不同:
i) 对于发动机前置的车辆,车辆最前端作为参考点;
ii) 对于其他类型的车辆,发动机距车辆前端最近的表面边界(发动机最前端)作为参考点。
3.3 挡位选择
车辆生产商有责任去确定使用正常的挡位以便测试过程中满足相应的目标条件。
要保证测试过程中加速稳定。
可以使用电子或机械措施去控制挡位。
3.3.1手动变速箱、自动变速箱、自适应变速箱和无级变速箱:传动比可锁
挡位选择由目标条件决定。
有以下可能情况可供选择以满足两个目标条件(目标转速和目标车速):
a) 如果一挡就能满足两个目标条件,则用这一挡进行测试;
b) 如果有两挡或两挡以上同时满足这两个目标条件,那么,应使用车速vBB’最接近35km/h的那一挡。
c) 如果两挡都满足两个目标条件,并且还满足以下条件(挡位越低,车速越低)
vtarget BB‘-vBB‘ gear i=vBB‘ gear i+1-vtarget BB‘
那么,两个挡位将用于计算声压级Lurban。
d) 如果一挡满足目标转速条件,但不满足目标车速条件,需要使用两挡:gearx和geary。这两挡的车速须满足以下条件:
gearx:25 km/h ≤ vBB’x ≤ 30 km/h
geary:40 km/h ≤ vBB’y ≤ 45 km/h
若两挡同时满足目标转速条件,那么两挡都用于进一步的计算声压级Lurban;
如果只有一挡满足目标转速条件,那么只用这一挡进行测量,也仅用这一档去进一步计算声压级Lurban。
e) 如果条件d)下的两挡都不满足目标转速条件,那么应选择条件f)。
f) 如果没有一挡满足目标转速条件,那么选择满足目标车速的挡位,但要求最接近目标车速条件,但又能不高于目标车速条件。
如果某挡位下加速不稳定,那么应舍弃这一挡。当车辆参考点位于测量区域时,转速不能超过发动机的额定转速。如果在测量区域超过了发动机的额定转速,则应舍弃这一挡。
3.3.2 自动变速箱、自适应变速箱和无级变速箱:传动比不可锁
对于全自动运行的变速箱,可以使用挡位选择器。
测试可以包含一挡变低,获得更大的加速度的情况;但不允许一挡变高,获得更小的加速度的情况。无论如何,在车辆制造商定义的城市交通特定条件下应避免挡位变换。
因此,允许建立和使用电子或机械设备,包括可变的挡位选择器,去防止挡位变换成低速挡,而这个低速挡是车辆制造商所定义的城市交通条件不使用的挡位。
有以下可能情况可供选择以满足两个目标条件(目标转速和目标车速):
a) 如果挡位选择器选择的位置能满足两个目标条件,则用这个位置进行测试;
b) 如果挡位选择器选择的位置满足目标转速条件,但不满足目标车速条件,将目标车速条件改变成两个,定义如下:
vBB’ 1:25 km/h ≤ vBB’ 1≤ 35 km/h
vBB’ 2:35 km/h ≤ vBB’ 2 ≤ 45 km/h
进行两次测试,一次用vBB’ 1,另一次用vBB’ 2。
两次测试都用于进一步的计算声压级Lurban。
c) 如果条件b)不能满足目标转速条件,那么应选择条件d)。
d) 如果挡位选择器选择的位置不满足目标转速条件,但满足目标车速条件,将目标车速条件改变成两个,定义如下:
vBB’ 1:25 km/h ≤ vBB’ 1 ≤ 30 km/h
vBB’ 2:40 km/h ≤ vBB’ 2 ≤ 45 km/h
进行两次测试,一次用vBB’ 1,另一次用vBB’ 2。
进行的两次测试要求过BB’线的转速最接近目标转速条件,但不高于目标转速。如果不满足这样的条件,应使用条件e)。
e) 如果挡位选择器选择的位置不满足目标转速条件和目标车速条件,将目标车速条件变成如下条件:
vBB’ =vtargetBB’+5 km/h
进行测量时要求使用上述车速条件,但要求转速最接近目标转速条件。
车辆通过PP’线后,允许将挡位向高挡位变换,获得一个更低的加速度。
f) 如果车辆的变速箱只能提供一个挡位可选择,在测试过程中,这个挡位又限制了发动机转速,那么测试过程中只考虑目标车速条件。
3.3.3 没有转速可用的动力总成
车辆配置的动力总成没有可用的转速,即不满足目标转速条件,这时只要求满足目标车速条件。对于这种情况,有以下可能的车速条件。
a) 如果没有转速可用,必须要满足目标车速条件。
b) 如果没有转速可用,目标车速条件也不满足,那么,考虑两个测试条件:
定义第一个测试条件vBB’ 1:
25 km/h ≤ vBB’ 1 ≤ 35 km/h
定义第二个测试条件vBB’ 2:
35 km/h ≤ vBB’ 2 ≤ 45 km/h
两个测试条件都将用于进一步的计算声压级Lurban。
c) 如果没有转速可用,定义的第一个车速测试条件
vBB’ 1:25 km/h ≤ vBB’ 1 ≤ 35 km/h
也不能满足,那么只按第二个车速测试条件
vBB’ 2:35 km/h ≤ vBB’ 2 ≤ 45 km/h
进行测试,只有第二个车速测试条件用于进一步的计算声压级Lurban。
3.4 数据读取与处理
每个挡位至少测量4组数据。
车辆的参考点每次在AA’线与BB’线+5米之间通行时,须标识最大的A计权声压级。如果声音的峰值明显超出了通常观测到的声压级大小,那次测量应该舍弃。
对于给定的测试条件,车辆每边的结果应该分开平均。每边的中间结果应该是算术平均,四舍五入到小数点后第一位。
后续进一步计算的声压级Lurban须按车辆的左侧和右侧分开处理。测试的最终结果为两边结果的最大者,最终结果四舍五入到最近的整数。
如果只使用了一个测试条件,那么最终的结果Lurban是两边结果的最大者。
如果使用了两个测试条件,那么,两个测试条件每一边的两个平均值应计算其算术平均值,那么最终的结果为这两个算术平均值的最大者。
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