潘惠丰++邱洪亮
[摘 要]汽车发电机由于其工作性质必然会产生噪音，各汽车发电机企业也致力于解决其噪声问题。汽车发电机属于交流发电机，因此发电机的噪声声学实验设计按照交流发电机噪声声学测试标准，设计汽车发电机噪声测试的驱动试验台的主体方案。本文根据国内汽车发电机噪音声学实验研究，根据相关的设计标准，探究汽车发电机噪声测试方案方案设计。
[关键词]汽车发电机；噪声测试；方案设计；声学实验
中图分类号：U463.631 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）03-0107-01
引言
当前汽车发电机噪声测试是汽车检测的薄弱环节，但汽车发电机的噪声控制影响汽车整体的乘坐体验，是汽车发电机整体性能的重要参照指标，我国汽车制造与检测的尖端技术掌握不够全面，对汽车发电机噪声的产生与控制领域研究较浅，因此在国内缺乏有效的汽车测试验证测试实验平台，目前汽车交流发电机噪声测试的主要方法是实车实验和台架测试，实车实验中汽车发电机噪声收集和数据的整合存在大量的影响因素，一般只用于汽车舒适性性能的测试，因此在本次汽车发电机噪声的测试方案设计中采用台架测试的方式搭建实验台，对汽车发电机在汽车发动机不同工作状态下的噪声进行测试以及噪音的控制，并对发电机的噪声变化曲线进行分析，得出汽车发电机噪声的产生的规律以及影响因素，并为汽车发电机的噪声的控制提供理论支持。
1. 汽车发电机噪声来源分析
发电机通过发电机转矩的输入旋转产生电能，发电机的转速与震动的频率有直接的关系，因此根据噪声产生不同的方式分为机械噪声、电磁噪声、空气动力噪声。机械噪声是汽车发电机在机械传动中产生的噪声，机械振动的频率与噪声的性质有较大关系，是一种高频噪声，是产生车内噪音的重要来源，对乘车环境造成极大的影响。电磁噪音是汽车励磁发电机在转动过程中磁场脉冲变化产生的，发电机的定子与转子在脉冲切割作用下产生电流，并能引起转子与定子的脉冲波动，产生低频噪音。电磁噪音与发动机震动形成的性质迥异，发动机低沉的噪声，难以掩盖高频音波，因此在发动处于怠速状态时，电磁噪音尤为显著，容易引起乘车人员的察觉，并产生不适的反应，是现代汽车发电机亟待解决的问题。汽车发电机空气噪很小，汽车发电机制作工艺相对较高，采用密封设计，因此空气噪声较少。我国汽车发电机按照QC /T 729—2005行业标准进行噪声的检测控制，但是在标准中对噪音测试方案的规范性与科学性没有限定，仅仅考虑汽车发电机在正常工作状态下噪声控制的范围小于 23dB（A）。
2. 汽车发电机噪声测试方案设计
2.1 汽车发电机噪声测试实验室吸声结构设计
噪音测试实验室吸音结构的设计与方案的选择是测试环节的重要环节，对测试结果有直接的影响。实验室吸音结构采用当前技术较为前卫的尖劈吸声结构，尖劈装隔音材料通过对声波的直接过滤和多次的反射过滤实现声波的高效吸收，当声波从尖劈尖端传入时，声波会向四周扩散，借助吸声层对声波的过滤作用，隔音材料的声阻抗与空气的声阻抗能够很好的匹配，因此能够实现声波的高效吸收，在国内汽车发电机的噪声检测实验室的建设的不够完善，由于劈尖状结构的自身特点，以及材料的性质，造价较为昂贵，因此也限制了汽车发电机噪声检测技术的发展。
2.2 消声室设计
目前我国消声室的建设标准根据等级可以采用ISO3744、ISO3745、ISO3746等国标。汽车发电机噪声的检测要求精度较高，为了达到汽车发电机测试精度兼顾消声室的经济性，本此探析汽车发电机噪声测试方案设计中采用ISO3745的国际标准，针对汽车发电机在汽车不同工作状态下的噪音性质进行评定。国际声学标准对比见表1。
2.3 发动机驱动试验台设计
在消音室进行汽车发电机的消音实验中，需要汽车发动机的动态模拟。因此需要模拟汽车发动机装置。汽车发电机噪声测试方案设计采用电动机替代发动机的设计，通过改变电动机的速度调节参数，模拟汽车发动机不同的运动状态，通过T型的同步带进行传动，将该装置装于隔音箱中，并置于消音室较高的位置，降低电动机噪声对汽车发电机噪声测试精度的影响。电动机的代替汽车发动机的安装结构如图1所示
2.4 发电机转速测量设计
发电机转动是产生噪声的本质原因，因此要精确的测量发电机的输出转速，为了达到转速的准确控制和记录，采用常规光电脉冲信号测量结合三相交流电采集的模式，确保转速的准确测量，首先在发电机的输出转轴上设置光电脉冲的反射点，然后利用光电脉冲记录装置实现对转速的精确记录，其次利用三相电的特征采集经过换算，得出发电机的转速，由于光电脉冲采样对距离和设备的要求较高，因此在实际操作中存在许多不便，因此以采集三相交流电相频特征换算为发电机的转速为主要的汽车发电机测量手段。
3 汽车发电机噪声测试验收分析方法
汽车发电机噪声的收集与验收分析方法有两方面，一方面是对消声室背景噪音的收集与分析，环境背景噪声应该
满足小于25dB，截止频率应保持在100±5hz，另一方面需要借助专业的噪音分析设备进行音波曲线的分析，去除考核中驱动台的动态本底噪音。汽车发电机的噪声检测环境噪音值标准，见表2。
根据测试结果，记录台面的震动频率符合设定标准，通过对噪音的阶次分析，汽车发电机没有明显的共振频率，不出现幅值重合段。因此符合以上测试条件则可以判断汽车发电机的噪声控制符合使用标准。
结语
本课题通过对噪声声学环境要求的分析，确定试验设计方案中吸声结构的设计，确保噪声收集和吸引效果的准确性，搭建汽车交流发电机实验平台，建立尖劈吸声消声室，对汽车发电机噪声进行测试验证。为汽车发电机噪声的优化和改进提供必要的参考，对车辆NVH性能的提升有重要的促进作用，对汽车发电机噪声的控制研究有重大意义。
参考文献
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