一種輪胎及路面噪音全聲場測試裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種輪胎及路面噪音全聲場測試裝置，包括罩殼、測試輪胎、路面轉(zhuǎn)輪、路面板試件、噪聲測試裝置、伺服電動機、無級變速器、油壓自控加載裝置、吸聲尖劈、中隔板、震動發(fā)生裝置、走行輪和計算機；罩殼為一封閉殼體，中隔板為一中心處開有孔的板，中隔板水平安裝在罩殼內(nèi)將罩殼分為上腔體和下腔體；罩殼上腔體內(nèi)壁及中隔板的上表面均設(shè)有吸聲尖劈；罩殼的下腔體安裝路面轉(zhuǎn)輪，上腔體內(nèi)安裝測試輪胎，測試輪胎與路面板試件在中隔板的開孔處相接觸。利用該測試裝置進行測試，測試費用低，自動化程度高，能夠模擬多場合輪胎及路面噪音進行測試研究。
【專利說明】一種輪胎及路面噪音全聲場測試裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于路面測試【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種輪胎及路面噪音全聲場測試裝置，該裝置用于低噪聲路面及低噪聲輪胎的研發(fā)測試。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展以及人口的大面積流動，公路在給人們帶來財富和交通便利的同時，公路修建、沿途貨運、客運車輛產(chǎn)生的噪聲也給周邊的生態(tài)環(huán)境帶來了極大的影響，尤其是對于空間相對有限、人口密集的大中城市危害更為嚴(yán)重，防治公路沿線交通噪聲污染問題越來越受到全社會的廣泛關(guān)注。若長時間處于超標(biāo)噪聲環(huán)境影響中，會給人體在心理和生理上帶來極大的危害。許多國際組織(如歐盟1996發(fā)行了《未來噪音保護政策》綠皮書)已將輪胎及路面噪音作為交通噪音的主要來源，并申明應(yīng)急需采取相應(yīng)的措施降低輪胎及路面噪音；并且歐盟已經(jīng)制定了相關(guān)法律文件來限制輪胎/路面噪音的排放。汽車制造業(yè)，也已經(jīng)清晰地認(rèn)識到，要占據(jù)未來的汽車市場，就必須采取相應(yīng)措施降低輪胎/路面噪音；同時道路工作者也采取了很多措施，降低輪胎及路面噪音，但是效果不是非常令人滿意。
[0003]要研發(fā)新型低噪音輪胎及低噪音路面，首先必須明確輪胎/路面噪音的發(fā)聲機理，并建立一套完整的輪胎/路面噪音測試體系。現(xiàn)存的輪胎/路面噪音測試方法主要有:
[0004]1、滑行通過法(Coast pass by)，采用安裝有測試輪胎的測試車(測試車自身振動噪音要小)，以既定的速度直線滑行通過(關(guān)閉發(fā)動機，及其它傳動裝置)指定的測試區(qū)，在規(guī)定位置放置噪音測試儀，測定其最大的A計權(quán)聲壓級。測試區(qū)長50m，噪音監(jiān)測點設(shè)在測試區(qū)的垂直平分面上，在距地面之上1.2m，距離汽車行駛中心線7.5m遠處。
[0005]此方法的優(yōu)點是:(1)為傳統(tǒng)方法，操作簡單，不需要外加其它專用設(shè)備，初期投入資金少；(2)所有測試輪胎平均分擔(dān)干擾條件的影響，使測試結(jié)果變得更加均衡；(3)考慮了噪音傳播的影響。但是此方法受測試車種類及其外部條件的影響較大，測試精度較低，測定的結(jié)果中含有輪胎/路面噪聲以外的其它噪聲；同時噪聲傳播時，道路邊緣與傳聲器之間的地面對測試結(jié)果影響大，因此測試車與傳聲器之間的路表和地表覆蓋需要滿足要求。
[0006]2、統(tǒng)計通過法(Statistical Pass-By Method),這種方法的測試對象為自由混合交通流，測試速度恒定，限速在50km/h以上，評價混合交通流對路面交通噪聲的影響。測試方法類似于滑行通過法(Coast-By Method),分別測試最大的A計權(quán)聲壓級與車輛行駛速度。此方法將車輛分為三類，使用統(tǒng)計回歸的方法得到單種車型在有效行駛速度下的輪胎/路面噪音。依據(jù)車流中不同車型的分配比例，對各個車型進行計權(quán)相加，得到統(tǒng)計通過指標(biāo) SPBI。
[0007]此方法測試結(jié)果能夠很好地代表實際交通的噪音排放，車輛的組成具有代表性。但是此方法只是對單點輪胎/路面噪音特性的測試，測試的限制條件較嚴(yán)格(交通密度不能太大，車流穩(wěn)定，在傳聲器周圍沒有反射物)。[0008]3、控制通過法(Controlled Pass-By Method),共采用兩種車輛和四種輪胎。對于每一組車輛/輪胎組合，需要進行八次測試。測試速度一律分布在70-110km/h，并以參考速度90km/h，進行線性回歸，得到該速度下該組汽車/輪胎組合的噪聲水平。前兩種輪胎用在小客車上，后兩種用于中等/大型測試車上。另外，測試輪胎需是市場上有代表性的，至少能行駛100km以上的，花紋深度至少為輪胎出廠時花紋深度的2/3。最終結(jié)果由測試的每一測試車/輪胎配置噪聲組合平均得到，其中每一測試車輪胎組合噪聲是噪聲/速度回歸曲線中90km/h對應(yīng)的噪聲水平。此方法總共只需要32次測試，采用相同的輪胎和測試車，可重復(fù)性和可再現(xiàn)性良好；但是此方法對測試車和輪胎要求較為寬松。測試車輛速度的分布對最終統(tǒng)計回歸得到的噪聲水平影響很大。
[0009]4、近聲場測試法(Close-Proximity Method),此方法受環(huán)境噪音的影響較小，測試結(jié)果穩(wěn)定，能適應(yīng)大多數(shù)路況下輪胎/路面噪音的測量，可以用于科研和輪胎/路面噪音的檢測等方面；并且只要初期儀器設(shè)備到位之后，使用過程中測量投資較小。但是如果使用此方法測試新設(shè)計路面類型的輪胎/路面噪音，需要花很大費用鋪設(shè)試驗路，在路面技術(shù)方案確定之前不可行。
[0010]5、室內(nèi)轉(zhuǎn)鼓法(Laboratory Drum),該方法可以進行任何路面紋理的模擬，可以很好的反映路面紋理參數(shù)對輪胎/路面噪聲特性的影響，不用鋪筑試驗路，室內(nèi)成型準(zhǔn)確；同時可以方便更換測試輪胎，研究不同的輪胎參數(shù)對于輪胎/路面噪聲的特性影響。測試精度高，測試費用低，是一種具有發(fā)展?jié)摿Φ妮喬?路面噪音測試方法。但是，現(xiàn)有室內(nèi)轉(zhuǎn)鼓法測試儀一般都安置在吸聲試驗室內(nèi)，對于試驗室的聲學(xué)結(jié)構(gòu)要求較高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]針對上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷或不足，本發(fā)明的目的在于，提供一種輪胎/路面噪音全聲場測試裝置，利用該測試裝置進行測試，測試費用低，自動化程度高，能夠模擬多場合輪胎及路面噪音進行測試研究。根據(jù)該測試的結(jié)構(gòu)能夠繪制輪胎及路面噪音聲場分布全景圖，便于進行低噪音路面和低噪音輪胎的研發(fā)測試。
[0012]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案予以實現(xiàn):
[0013]一種輪胎及路面噪音全聲場測試裝置，包括罩殼、測試輪胎、路面轉(zhuǎn)輪、路面板試件、噪聲測試裝置、伺服電動機、無級變速器、油壓自控加載裝置、吸聲尖劈、中隔板、震動發(fā)生裝置、走行輪和計算機；其中:
[0014]所述罩殼為一封閉殼體，中隔板為一中心處開有孔的板，中隔板水平安裝在罩殼內(nèi)將罩殼分為上腔體和下腔體；罩殼上腔體內(nèi)壁及中隔板的上表面均設(shè)有吸聲尖劈；
[0015]罩殼的下腔體底部對稱安裝有兩個支撐架，兩個支撐架之間設(shè)有一水平橫軸；路面轉(zhuǎn)輪通過一軸承安裝在該橫軸上，路面轉(zhuǎn)輪能夠繞橫軸轉(zhuǎn)動，從而將路面轉(zhuǎn)輪安裝在罩殼的下腔體內(nèi)；一個支撐架的上方固定一豎直的支撐桿，該支撐桿向上穿過中隔板進入罩殼的上腔體內(nèi)，支撐桿頂端通過軸承安裝一水平的轉(zhuǎn)軸，該轉(zhuǎn)軸能夠繞自身軸線旋轉(zhuǎn)，測試輪胎安置在罩殼的上腔體內(nèi)且固定在該轉(zhuǎn)軸的一端；轉(zhuǎn)軸的另一端垂直穿出罩殼的側(cè)壁，通過無極變速箱連接伺服電動機；伺服電動機通過無極變速箱驅(qū)動轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，從而帶動測試輪胎旋轉(zhuǎn)；路面轉(zhuǎn)輪的外壁沿周向安裝有多塊相同的弧形的路面板試件；該多塊路面板試件相接剛好形成一個整圓；測試輪胎與路面板試件在中隔板的開孔處相接觸，測試時測試輪胎帶動路面轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)動；
[0016]在測試輪胎與罩殼的上腔體之間的空間中設(shè)有噪音測試裝置；噪音測試裝置通過數(shù)據(jù)線與計算機連接。
[0017]本發(fā)明還包括如下其他技術(shù)特征:
[0018]所述路面轉(zhuǎn)輪的外壁沿周向安裝有8塊相同的弧形的路面板試件。
[0019]所述路面板試件的厚度為40mm?80mm。
[0020]所述噪音測試裝置由均勻分布于罩殼上腔體頂部及側(cè)面的多個聲音傳感器組成。
[0021]所述連接路面轉(zhuǎn)輪的橫軸與油壓自控加載裝置連接，該油壓自控加載裝置包括相連接的油壓機與可編程控制器，可編程控制器與計算機連接。
[0022]所述連接路面轉(zhuǎn)輪的橫軸與兩個支撐架之間設(shè)有震動發(fā)生裝置。
[0023]所述震動發(fā)生裝置米用偏心輪機構(gòu)。
[0024]所述罩殼的底部設(shè)置有四個走行輪。
[0025]所述罩殼的底部設(shè)置有四個可伸縮的支柱。
[0026]所述罩殼的側(cè)面上開有透明的觀察窗。
[0027]本發(fā)明的優(yōu)點如下:
[0028]采用測試輪胎驅(qū)動路面轉(zhuǎn)輪的受力結(jié)構(gòu)，更加符合實際輪胎/路面之間，輪胎主動施力、路面被動受力的力學(xué)結(jié)構(gòu)模式。在路面轉(zhuǎn)輪上設(shè)有震動發(fā)生裝置，可使輪胎/路面的接觸作用為震動接觸，模擬由于路面不平整造成的輪胎顛簸震動發(fā)聲。測試輪胎可更換，實現(xiàn)不同輪胎對輪胎/路面噪音的影響研究；路面轉(zhuǎn)輪外表面可安裝不同的室內(nèi)成型路面板試件，便于研究路面類型及其表面構(gòu)造對輪胎/路面噪音的影響。轉(zhuǎn)軸連接有油壓自控加載裝置可模擬不同的軸載水平對噪音的影響。伺服電動機和無級變速器置于所述罩殼外面，減小了對輪胎/路面噪音測試的影響。采用噪音測試裝置對測試輪胎的全包圍立體式分布，可測得輪胎/路面噪音的全聲場分布狀況。在罩殼上、下兩個腔體之間設(shè)有采用吸聲材料制作的中隔板，起到消除反射噪聲及路面轉(zhuǎn)輪噪聲對輪胎/路面噪音的影響。罩殼上腔內(nèi)部設(shè)有尖劈共振型吸聲裝置，消除反射噪音及環(huán)境噪音對輪胎/路面噪音的影響；下腔將路面轉(zhuǎn)輪密封包圍，在試驗過程中起到安全防護作用。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0029]圖1為本發(fā)明的輪胎及路面噪音全聲場測試裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖2為本發(fā)明的測試裝置中的油壓自控加載裝置和震動發(fā)生裝置的安裝示意圖；
[0031]圖3為本發(fā)明的輪胎及路面噪音全聲場測試裝置的側(cè)面剖面圖；
[0032]圖中各標(biāo)號含義:1、罩殼；2、測試輪胎；3、路面轉(zhuǎn)輪；4、路面板試件；5、噪音測試裝置；6、伺服電動機；7、無級變速器；8、油壓自控加載裝置；9、尖劈共振型吸聲裝置；10、中隔板；11、震動發(fā)生裝置；12、支撐桿；13、支柱；14、走行輪。
[0033]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步詳細說明。
【具體實施方式】
[0034]參照圖1-圖3，本發(fā)明的輪胎及路面噪音全聲場測試裝置，包括罩殼1、測試輪胎
2、路面轉(zhuǎn)輪3、路面板試件4、噪聲測試裝置5、伺服電動機6、無級變速器7、油壓自控加載裝置8、吸聲尖劈9、中隔板10、震動發(fā)生裝置11、走行輪14和計算機。其中:
[0035]罩殼1為一封閉殼體,中隔板10為一中心處開有孔的板，中隔板10水平安裝在罩殼1內(nèi)將罩殼1分為上腔體和下腔體；罩殼1上腔體內(nèi)壁及中隔板10的上表面均設(shè)有吸聲尖劈9，吸聲尖劈9用于消除反射噪音、路面轉(zhuǎn)輪噪音以及環(huán)境噪音對輪胎/路面噪音的影響。
[0036]罩殼1的下腔體底部對稱安裝有兩個支撐架，兩個支撐架之間設(shè)有一水平橫軸。路面轉(zhuǎn)輪3通過一軸承安裝在該橫軸上，路面轉(zhuǎn)輪3能夠繞橫軸轉(zhuǎn)動，從而將路面轉(zhuǎn)輪3安裝在罩殼1的下腔體內(nèi)。一個支撐架的上方固定一豎直的支撐桿12，該支撐桿12向上穿過中隔板10進入罩殼1的上腔體內(nèi)，支撐桿12頂端通過軸承安裝一水平的轉(zhuǎn)軸，該轉(zhuǎn)軸能夠繞自身軸線旋轉(zhuǎn)，測試輪胎2安置在罩殼1的上腔體內(nèi)且固定在該轉(zhuǎn)軸的一端；轉(zhuǎn)軸的另一端垂直穿出罩殼1的側(cè)壁，通過無極變速箱7連接伺服電動機。伺服電動機通過無極變速箱7驅(qū)動轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，從而帶動測試輪胎2旋轉(zhuǎn)。路面轉(zhuǎn)輪3的外壁沿周向安裝有8塊相同的弧形路面板試件4，該路面板試件4與傳統(tǒng)的車轍板成型儀制作的車轍板試件相同，區(qū)別僅在于該路面板試件4具有弧度。8塊路面板試件4相接剛好形成一個整圓；路面板試件4的厚度根據(jù)待試驗的路面設(shè)計參數(shù)在40mm?80mm之間調(diào)整,該厚度范圍能夠滿足現(xiàn)有浙青路面單層設(shè)計要求。測試輪胎2與路面板試件4在中隔板10的開孔處相接觸，測試時測試輪胎2帶動路面轉(zhuǎn)輪3轉(zhuǎn)動，更加實際地模擬車輛輪胎在路面上行駛時的輪胎對路面的作用過程。
[0037]在測試輪胎2與罩殼1的上腔體之間的空間中設(shè)有噪音測試裝置5，噪音測試裝置5由均勻分布于罩殼1上腔體頂部及側(cè)面的多個聲音傳感器組成。噪音測試裝置5通過數(shù)據(jù)線與計算機連接；連接路面轉(zhuǎn)輪3的橫軸與油壓自控加載裝置8連接；油壓自控加載裝置8包括相連接的油壓機與可編程控制器(PLC)，可編程控制器與計算機連接。計算機用于通過可編程控制器(PLC)控制油壓機對連接路面轉(zhuǎn)輪3的橫軸提供豎直向上的壓力。
[0038]連接路面轉(zhuǎn)輪3的橫軸與兩個支撐架之間設(shè)有震動發(fā)生裝置11，用于在測試過程中使路面轉(zhuǎn)輪3振動從而模擬路面不平的狀態(tài)。震動發(fā)生裝置11采用偏心輪機構(gòu)。
[0039]罩殼1的底部設(shè)置有四個走行輪14，便于移動本發(fā)明的測試儀。罩殼1的底部還設(shè)置有四個可伸縮的支柱13。當(dāng)本發(fā)明開始工作前，將可伸縮支柱13伸開后代替走行輪14支撐測試儀，保證其穩(wěn)定性。
[0040]罩殼1的側(cè)面上開有透明的觀察窗。
[0041]本發(fā)明的工作原理如下:
[0042]測試輪胎2與路面轉(zhuǎn)輪3在油壓自控加載裝置8的作用下，實現(xiàn)測試試驗要求的接觸壓強。路面轉(zhuǎn)輪3的轉(zhuǎn)軸上安有震動發(fā)生裝置11，模擬由于路面不平整性造成的輪胎震動發(fā)聲。測試時，由伺服電動機6通過無級變速器7帶動測試輪胎2轉(zhuǎn)動，輸入測試輪胎2的直徑后，由計算機控制實現(xiàn)0?120km/h車速的模擬轉(zhuǎn)動。測試輪胎2的轉(zhuǎn)動帶動路面轉(zhuǎn)輪3轉(zhuǎn)動從而模擬輪胎在路面上的行駛過程。
[0043]噪音測試裝置5測得的數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)傳輸線傳輸至外置計算機，計算機用于根據(jù)測得數(shù)據(jù)對繪制輪胎/路面噪音全聲場分布圖，可供低噪音輪胎和低噪聲路面的測試研究。
[0044]本發(fā)明并不局限于上述的具體實施方案，上述的具體實施方案僅僅是示意性的、指導(dǎo)性的。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本說明書的啟示下，在不脫離本發(fā)明權(quán)利要求所保護的范圍的情況下，還可以做出很多種的形式，這些均屬于本發(fā)明保護之列。
【權(quán)利要求】
1.一種輪胎及路面噪音全聲場測試裝置，其特征在于，包括罩殼(1)、測試輪胎(2)、路面轉(zhuǎn)輪(3)、路面板試件(4)、噪聲測試裝置(5)、伺服電動機(6、無級變速器(7)、油壓自控加載裝置(8)、吸聲尖劈(9)、中隔板(10)、震動發(fā)生裝置(11)、走行輪(14)和計算機；其中:所述罩殼(1)為一封閉殼體，中隔板(10)為一中心處開有孔的板，中隔板(10)水平安裝在罩殼(1)內(nèi)將罩殼(1)分為上腔體和下腔體；罩殼(1)上腔體內(nèi)壁及中隔板(10)的上表面均設(shè)有吸聲尖劈(9)；罩殼(1)的下腔體底部對稱安裝有兩個支撐架，兩個支撐架之間設(shè)有一水平橫軸；路面轉(zhuǎn)輪(3)通過一軸承安裝在該橫軸上，路面轉(zhuǎn)輪(3)能夠繞橫軸轉(zhuǎn)動，從而將路面轉(zhuǎn)輪(3)安裝在罩殼(1)的下腔體內(nèi)；一個支撐架的上方固定一豎直的支撐桿(12)，該支撐桿(12)向上穿過中隔板(10)進入罩殼(1)的上腔體內(nèi)，支撐桿(12)頂端通過軸承安裝一水平的轉(zhuǎn)軸，該轉(zhuǎn)軸能夠繞自身軸線旋轉(zhuǎn)，測試輪胎(2)安置在罩殼(1)的上腔體內(nèi)且固定在該轉(zhuǎn)軸的一端；轉(zhuǎn)軸的另一端垂直穿出罩殼(1)的側(cè)壁，通過無極變速箱(7)連接伺服電動機；伺服電動機通過無極變速箱(7)驅(qū)動轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，從而帶動測試輪胎(2)旋轉(zhuǎn)；路面轉(zhuǎn)輪(3)的外壁沿周向安裝有多塊相同的弧形的路面板試件(4);該多塊路面板試件(4)相接剛好形成一個整圓；測試輪胎(2)與路面板試件(4)在中隔板(10)的開孔處相接觸，測試時測試輪胎(2)帶動路面轉(zhuǎn)輪(3)轉(zhuǎn)動；在測試輪胎(2)與罩殼(1)的上腔體之間的空間中設(shè)有噪音測試裝置(5);噪音測試裝置(5)通過數(shù)據(jù)線與計算機連接。
2.如權(quán)利要求1所述的一種輪胎及路面噪音全聲場測試裝置，其特征在于，所述路面轉(zhuǎn)輪(3)的外壁沿周向安裝有8塊相同的弧形的路面板試件(4)。
3.如權(quán)利要求1所述的一種輪胎及路面噪音全聲場測試裝置，其特征在于，所述路面板試件(4)的厚度為40mm?80mm。
4.如權(quán)利要求1所述的一種輪胎及路面噪音全聲場測試裝置，其特征在于，所述噪音測試裝置(5)由均勻分布于罩殼(1)上腔體頂部及側(cè)面的多個聲音傳感器組成。
5.如權(quán)利要求1所述的一種輪胎及路面噪音全聲場測試裝置，其特征在于，所述連接路面轉(zhuǎn)輪(3)的橫軸與油壓自控加載裝置(8)連接，該油壓自控加載裝置(8)包括相連接的油壓機與可編程控制器，可編程控制器與計算機連接。
6.如權(quán)利要求1所述的一種輪胎及路面噪音全聲場測試裝置，其特征在于，所述連接路面轉(zhuǎn)輪(3)的橫軸與兩個支撐架之間設(shè)有震動發(fā)生裝置(11)。
7.如權(quán)利要求6所述的一種輪胎及路面噪音全聲場測試裝置，其特征在于，所述震動發(fā)生裝置(11)米用偏心輪機構(gòu)。
8.如權(quán)利要求1所述的一種輪胎及路面噪音全聲場測試裝置，其特征在于，所述罩殼(1)的底部設(shè)置有四個走行輪(14)。
9.如權(quán)利要求1所述的一種輪胎及路面噪音全聲場測試裝置，其特征在于，所述罩殼(1)的底部設(shè)置有四個可伸縮的支柱(13)。
10.如權(quán)利要求1所述的一種輪胎及路面噪音全聲場測試裝置，其特征在于，所述罩殼(1)的側(cè)面上開有透明的觀察窗。
【文檔編號】G01M17/02GK103674233SQ201310685258
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年12月13日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月13日
【發(fā)明者】陳德, 韓森, 牛冬瑜, 關(guān)甫洋, 胡魁, 徐鷗明, 劉亞敏, 高魏, 黃啟波, 畢研秋, 李俊, 孫妮, 薛雪, 韓嬈嬈 申請人:長安大學(xué)