Испытания на шумность

Технология испытаний шумности автомобильной техники строится исходя из общей теории звуко-акустики применительно к функционированию системы «водитель-автомобиль-дорога».

Звук – колебательное движение среды, воспринимаемое слуховыми органами человека.

Шум – звук, мешающий функционированию человека. Шум воздействует не только на органы слуха. Через центральную и вегетативную нервные системы звуковые колебания упругой среды влияют на функционирование внутренних органов и психофизиологическое состояние водителя и пассажиров в Т и ТТМ. Негативное восприятие шума приводит к снижению производительности труда, утомлению, а при длительном воздействии – к развитию различных заболеваний.

Шум является одной из составляющих комфорта Т и ТТМ и влияет через состояние водителя на управляющие действия и, следовательно, на активную безопасность в системе «водитель-автомобиль-дорога».

При оценке шума используются величины психофизиологического восприятия звука и величины его физического измерения, между которыми устанавливаются определенные связи.

Психофизиологическое восприятие звука характеризуется его гром­костью и оценивается в единицах, фонах.

Для физической характеристики шума используются внесистемные величины: звукового давления, интенсивности звука, звуковой энергии, звуковой мощности.

В акустических испытаниях Т и ТТМО выделяют внешний и внутренний шумы. Внешний шум представляется акустическим полем в окружающем Т и ТТМО пространстве. Внутренний шум представляется акустическим полем в салоне или кабине водителя. Основное отличие их оценки состоит в том, что характеристики внутреннего шума относятся к показателям потребительских свойств Т и ТТМО, а характеристики внешнего шума включаются в оценку экологической обстановки эксплуатационной среды.

Для анализа шума используются интервалы частот звуковых колеба­ний, в каждом из которых оценивается средний уровень звука. Интервалы устанавливаются в виде октавных или 1/3-октавных полос, частоты которых стандартизированы.

Для измерения уровня шума или уровней звукового давления, уров­ней громкости звука служат шумомеры, в которых собран весь измерительный комплекс – электроакустический преобразователь, микрофон, усилитель, полосовые фильтры, индикаторы и калибраторы. Измерительные усилители содержат корректирующие системы, выделяющие тот же частотный диапазон, что и звук, воспринимаемый человеком.

При испытаниях Т и ТТМО используют запись акустического шума на запоминающий носитель, что позволяет провести спектральный анализ шума.

Правила №51 ЕЭК ООН регламентируют нормы и методику измере­ния внешнего шума. Наравне с Правилами №51 действует отечественный стандарт – ГОСТ 27436-87. Кроме Правил №51, действует предписание Правил №59 ЕЭК ООН, которые регламентируют испытания сменных систем выпуска отработавших газов, что позволяет контролировать производителя этих систем.

Правила №28 ЕЭК ООН действуют для ограничения внешнего шума Т и ТТМ и нормируют уровень шума, производимого звуковыми сигнальными приборами, установленными на транспортом средстве.

Для снижения вредного воздействия шума на водителей и пассажиров действуют также требования ГОСТ 27435-87, в котором установлены методы измерения внутреннего шума, и приведены его допустимые величины.

Все Т и ТТМ категорий М₁ и N₁, имеющие не более четырех пе­редач механической коробки передач (ручное переключение), испытываются на второй передаче. При числе передач более четырех испытания проводятся на 2 -и и 3-й передачах и за результат измерения принимают среднее арифметическое значение уровней звука, измеренных на этих передачах.

Все Т и ТТМ категории М₂, М₃, N₂, N₃, имеющие коробку с числом передач «n», испытываются нa передачах, начиная с n /2 до n (при нечетном n испытания начинают с (n +1)/2). За результат испытаний принимают наибольшее значение уровня звука на любой передаче из испытуемого диапазона.

Указанные испытания проводят в движении на контрольном участке дороги длиной 20 м с установившейся скоростью автомобиля 50 км/ч. При пересечении Т и ТТМ отметки начала испытательного участка водитель резко до упора нажимает педаль управления подачей топлива (открытием дроссельной заслонки). После прохождения задней частью Т и ТТМ отметки конца мерного участка водитель выводит в минимальное положение педаль управления подачей топлива. За время прохождения регистрируется максимальное показание шумомера в дБ.

Измерение внутреннего шума Т и ТТМ осуществляется на разгоне от скорости, соответствующей 0, 45…0, 90 номинальной частоты вращения коленчатого вала двигателя или до 120 км/ч. После стабилизации начальной скорости водитель резко нажимает (до упора) педаль управления подачей топлива. Регистрируется максимальное завремя разгона показание шумомера в дБ. Измерения проводятся у места водителя и у мест пассажиров на высоте 0, 6 м от нижней подушки сидения при включенной системе вентиляции и отопления салона (кабины).

Звуковая мощность Т и ТТМ в окружающей среде при движении определяется суммированием вкладов различных источников:

§ излучения наружными поверхностями двигателя;

§ излучения наружными поверхностями коробки передач;

§ излучения наружными поверхностями элементов систем впуска и выпуска воздуха и отработавших газов;

§ отражения от поверхности дороги;

§ взаимодействия шин с поверхностью дороги;

§ обтекания потоком встречного воздуха;

§ передачи колебательной энергии от силового агрегата до ведущих колес.

Достоверное определение вклада отдельных источников в шум авто­мобиля является сложной задачей. В практике выявления и ранжирования (определения удельного веса) основных источников шума автомобиля используется несколько методов.

Первым и наиболее достоверным является метод, в котором в качестве параметра используются энергетическая характеристика акустического поля автомобиля – звуковая мощность. Удобства этого показателя заключается в возможности оценки звуковой мощности при последовательном отключении отдельных источников. Однако метод не нашел широкого применения из-за трудоемкости и отсутствия однозначной связи звуковой мощности с нормируемым Правилами №51 ЕЭК ООН параметром – звуковым давлением.

Другой метод, применяемый при идентификации источников шума, осно­ван на статистической теории акустики и отражен в РД 37.052.137-88.

Разделение источников непосредственно на объекте можно осуществлять двумя основными способами – изоляцией (отключением) исследуемого источника при работающих и открытых остальных или изоляцией всех источников, кроме исследуемого. Второй способ является более приемлемым для реализации в стендовых условиях. Применение его позволяет выделить менее значимые источники шума, которые при высоком уровне общего шума являются замаскированными.