文章來源于：西門子官網(wǎng)

滿足嚴苛的噪聲排放標準

在城區(qū)，交通噪聲是導致不適的一大源頭，它影響著數(shù)百萬人的日常生活，并會對健康與生活質(zhì)量產(chǎn)生不利影響。為創(chuàng)造更為和諧宜居的生活環(huán)境、降低噪聲所帶來的風險，立法委員們正依據(jù)通過噪聲(PBN)水平制定可以接受的噪聲排放標準和承受極限。

通過噪聲測試是一個標準流程，專門針對國際標準組織 (ISO) 362 標準和歐盟經(jīng)濟委員會 (UN/ECE) R51 法規(guī)而開發(fā)設立。該程序可用于在室外測試賽道上測量車輛噪聲排放水平。其結(jié)果證明車輛是否符合規(guī)定標準。各類道路車輛均須通過此項認證（包括卡車、公交車、摩托車、乘用車和旅行車）。

多種噪聲工程技術(shù)

歐盟 (EU) 范圍內(nèi)的噪聲限制分三個階段實施。乘用車噪聲限制從74dB(A)降至68dB(A)。第一階段將噪聲限制在72dB(A)，并已于2016年7月1日生效。這意味著所有新增機動車輛必須使用歐盟54/2014號法規(guī)所規(guī)定的ISO 362-1:2015新方法進行測試。UN/ECE R51 (R51.03)法規(guī)（第3次修正）已經(jīng)實施，以在整體層面協(xié)調(diào)這些變化。

單一類型的通過噪聲工程技術(shù)遠遠不能滿足日益變化的需求。工程師們一直在對產(chǎn)生通過噪聲的各個部件（如發(fā)動機、排氣系統(tǒng)和輪胎）進行深入研究。汽車工程團隊可利 用這些技術(shù)確定哪些是應著重處理的噪聲源，最有效地降低整體噪聲水平。此外，亦便于在子系統(tǒng)開發(fā)初期設定噪聲水平目標。

用于室內(nèi)和室外 PBN 的創(chuàng)新技術(shù)

簡化認證測試

開發(fā)識別通過噪聲源及設定噪聲目標所需技術(shù)，對車輛工程團隊來說至關(guān)重要。從認證測試到噪聲源貢獻分析，Siemens PLM Software 為高級 PBN 工程提供了一整套行之有效的技術(shù)。Siemens PLM Software 通過噪聲解決方案提供了室外和室內(nèi)通過噪聲測試與分析、標定和維護所需的全部硬件和軟件，這些解決方案均由經(jīng)驗豐富的 LMS Engineering 服務團隊提供強大的支持。

Simcenter 產(chǎn)品組合中集成的 LMS 通過噪聲測試解決方案可提供以下服務：

在 LMS SCADAS 硬件數(shù)采平臺上提供完全集成的硬件解決方案

在 LMS Test.Lab 軟件平臺上提供包括處理、分析和報告等功能的軟件

駕駛員輔助功能，可保證實現(xiàn)最大效率和成功效，以便從一開始就能準確無誤地進行測試

涵蓋絕大部分現(xiàn)有標準，并能夠加以擴展

多種可擴展的通過噪聲工程技術(shù)，用于高級聲源貢獻分析

• 可在開發(fā)流程前期進行模擬

適用于通過噪聲工程的

全方位解決方案

簡化認證測試

通過噪聲工程包括了整車廠 (OEM) 所需的完整流程，使最終原型車成功通過測試，流程包括：設定 PBN 目標、在設計初期預測 PBN水平、評估各個噪聲源的噪聲水平，并執(zhí)行最終認證測試。

Siemens PLM Software 的 LMS Test.Lab 可用于室外通過噪聲，并可針對特定用戶定義程序和特定需求進行配置?，F(xiàn)提供以下兩種標準 PBN 測試典型配置：

將 LMS SCADAS 置于車外測試跑道附近進行測試

將 LMS SCADAS 置于車內(nèi)（獲取更多測量通道，以進行深入分析）進行測試

整套傳感器

同一套通過噪聲系統(tǒng)，滿足兩種配置使用要求。測試團隊可以輕松切換或組合配置以進行更高級測試。更新后的測試標準(ISO362:2015、UN/ECE R51.03、EU 54/2014法規(guī))對通過噪聲測試設備提出了更高的數(shù)據(jù)管理要求并要與高級工程任務相結(jié)合。對于R51.03 規(guī)定的附加噪聲排放規(guī)定(ASEP)來說更是如此。

若要使用例如遮蔽等技術(shù)，則必須在跑道附近和車輛內(nèi)采集大量數(shù)據(jù)。室外通過噪聲解決方案包含一整套傳感器，包括測速雷達或全球定位系統(tǒng)(GPS)速度傳感器、光柵、光學轉(zhuǎn)速傳感器(RPM)和油門踏板傳感器、氣象站和有線或無線麥克風。

所有傳感器均通過 LMS SCADAS Mobile 硬件中的通過噪聲專用模塊進行調(diào)理。傳感器由LMS SCADAS Mobile 直接供電，無需任何外接電源。

使用模塊化硬件進行

可靠的數(shù)據(jù)采集

LMS SCADAS Mobile 通過噪聲調(diào)理模塊是該解決方案的核心部件，其為一個具備高品質(zhì)集成信號調(diào)節(jié)功能的專用雙插槽模塊。該模塊可對傳感器輸入信號進行調(diào)理，并傳遞所有傳感器的輸出結(jié)果。借助無線傳輸技術(shù)，所有車內(nèi)的傳感器均可與跑道上的傳感器同步。獨立的無線麥克風調(diào)理器保障了高速的數(shù)據(jù)鏈接，可用于設備放在車輛內(nèi)的配置方案。

該產(chǎn)品組合可最大限度地提高效率，并可擴展，易于部署和使用。LMS SCADAS Mobile通過噪聲調(diào)理模塊可用于設備放在車外、車內(nèi)或者僅有車外系統(tǒng)等標準配置類型進行測試。后處理軟件同樣以用戶為中心。不斷增加的測試和日益縮短的研發(fā)周期令文檔記錄和報告成為繁瑣的工作。PBN 應用程序簡化了數(shù)據(jù)及報告的存檔、檢索和對比工作。

可提供永久戶外裝置，測試跑道旁有標準集線器。為跑道上的傳感器（如光柵）提供了本地連接點，并可通過長距離電纜傳遞至強制無障礙區(qū)域以外的控制間?？刂崎g的防雷擊裝置將傳感器輸入連接到 LMS SCADAS。

使 PBN 測試成功率最大化

隨著測試標準的不斷變化，每輛車的 PBN 測試次數(shù)已從2次增加到了30次。這些測試涉及加速、勻速和 ASEP：所有這些測試都要在多個檔位下進行。同時，跑道上的每輛車在全油門加速至每小時50公里(km/h)的目標速度時，操作測試條件都各不相同。

LMS 通過噪聲駕駛員輔助功能可以幫助駕駛員完成這些測試。該應用程序在平板電腦上運行，并可實時反饋目標車速和發(fā)動機轉(zhuǎn)速，以視覺和聲音指導引導駕駛員達成目標，并在測試后更新進線速度。憑借 LMS 通過噪聲駕駛員輔助功能，駕駛員可以最大化PBN 成功測試次數(shù)，將無效測試降至最低。測試完成后，即會向駕駛員反饋測試是否成功，以便在下次駕駛時進行更正。

讓測試跑道的效率最大化

大型 PBN 測試團隊通常都需測試多種不同車型和配置的車輛，因此，多車同時測試成為了普遍要求。通常使用橢圓型測試跑道，同時測試多臺車輛，其他車輛則在此時安裝儀器。

Siemens PLM Software 為您提供專用的多車測試系統(tǒng)，用于測量賽道和車內(nèi)數(shù)據(jù)。監(jiān)控系統(tǒng)采用安全 Wi-Fi 數(shù)據(jù)網(wǎng)絡，會自動確認允許使用測量區(qū)域的車輛，同時該系統(tǒng)會連接跑道硬件并/或?qū)⒁唤M正確數(shù)據(jù)（通常是麥克風數(shù)據(jù)）對應到相應車輛，然后再為后續(xù)車輛清理測量區(qū)域。

提高準確性

此類分布式系統(tǒng)架構(gòu)創(chuàng)建了一套可靠、自主且智能的 PBN 系統(tǒng)，可向車輛內(nèi)傳輸和存儲數(shù)據(jù)。駕駛員在測試賽道上可執(zhí)行任意操作。屏幕會指示是否允許駕駛員進行下一次測量。

中央觀測儀會監(jiān)視測量計劃的進度，測量完成后通常會在辦公室內(nèi)完成對數(shù)據(jù)的進一步分析。最后，您可使用多組麥克風進行高級分析（在中心線前后各布置若干對麥克風）。如此，便可采用專門的算法來選擇最接近目標發(fā)動機轉(zhuǎn)速的一對麥克風。此方法既提高了可重復性，又有助于對 PBN 運行進行更準確的對比。

獲得更深入的工程見解

在模擬室外通過噪聲測試的試驗室內(nèi)進行室內(nèi)通過噪聲測試，可避免因天氣原因造成的工作延誤，提高工作效率，確保按期完成測試流程。而且有助于推動車輛研發(fā)計劃，方便可靠地再現(xiàn)與車輛改造相關(guān)的測試。LMS Test.Lab 可用于室內(nèi)通過噪聲測試，有助于快速查找和驗證解決方案。

室內(nèi) PBN 解決方案類似于室外通過噪聲測量。該方案需對車輛每側(cè)的若干麥克風進行測量，并將噪聲水平結(jié)果重新創(chuàng)建為與車輛位置相關(guān)的函數(shù)，對應外場測量一對麥克風的結(jié)果。

此外，時域方法可以讓用戶回放偵聽合成的時間信號并將其用于總聲壓（總量級和后處理）。此方法提供的相關(guān)分析更為有用，可協(xié)助工程師深入了解噪聲較大的組件。

室內(nèi)通過噪聲解決方案能夠?qū)⑹覂?nèi)通過噪聲與工程解決方案相結(jié)合，以定位聲源并進行聲源排序，從而提高工作效率和準確性，縮短開發(fā)時間。

檢測首要通過噪聲源

聲源識別是進行高級通過噪聲工程的主要目的。在 PBN 測試過程中，可以利用不同的技術(shù)來定位最主要的聲源。

借助聲波束成型技術(shù)，工程師可通過計算聲源信號到達陣列麥克風時的時間延遲來跟蹤移動聲源。LMS Test.Lab 支持該項技術(shù)，可配合LMS Test.Lab 室內(nèi)通過噪聲測試時使用。由于其為戶外測試設置，因此陣列和車輛之間需保持較大距離。在室內(nèi)應用此解決方案可避免低頻聲源分離結(jié)果變差，并提供安全測試，防止撞擊陣列。

遮蔽技術(shù)有助于深入了解子系統(tǒng)對于整體PBN 水平的影響。該技術(shù)可用于室內(nèi)或室外車輛測試，修改或隔離噪聲源時，如動力系統(tǒng)、排氣、尾管和輪胎，以隔離其對整體噪聲水平的貢獻。利用 LMS Test.Lab 中的通過噪聲貢獻量分析模塊，分析加裝遮蔽組件前后的車輛差異，推算出被遮蔽組件的影響。

分析通過噪聲源的貢獻量

為提升不同子系統(tǒng)（如進氣、動力總成、排氣、尾管和輪胎）的噪聲識別精度，并進行排序，我們專門開發(fā)了一種通過噪聲源排序應用程序。這是一項基于空氣路徑噪聲源量化(ASQ)的技術(shù)，由傳遞路徑分析(TPA)衍生而來。該技術(shù)有助于解決問題、降低通過噪聲，并越來越多地用于目標設定，在設計流程中提前進行 PBN 工程。

該方法利用噪聲源周邊麥克風的信號對其聲功率進行量化。使用基于局部噪聲傳遞函數(shù)的能量逆矩陣算法對聲功率進行估算。聲源和通過噪聲麥克風之間的目標噪聲傳遞函數(shù)用于計算已確定聲源向通過噪聲麥克風的傳播。聲源功率和目標噪聲傳遞相結(jié)合，最終得出各個聲源的貢獻量。

為采集所有噪聲傳遞函數(shù)并優(yōu)化方向性和噪聲輸出水平，我們開發(fā)了專用的 LMS Qsources 硬件無指向聲源。該聲源涵蓋的頻率范圍為 150 Hz到 10 kHz。

營造理想的虛擬測試環(huán)境

噪聲傳遞函數(shù)(NTF)最常用于物理測量。該 函數(shù)亦可通過 Simcenter 3D 軟件仿真得到。仿真模型的價值在于可輕松得到理想的虛擬測試環(huán)境，并在設計初期階段獲得海量結(jié)果。有效仿真模型的結(jié)果通常介于20Hz至4或5kHz之間。由于模型表示整車的幾何結(jié)構(gòu)，所需CAE模型非常龐大，要進行很多頻率的計算，耗費大量時間。

Simcenter 3D 提供了最新的、功能強大的聲學仿真方法，如聲學快速多級邊界元(FM BEM)和自適應有限元(FEM AO)，獲取構(gòu)成整體通過噪聲水平所有聲源的聲學 NTF。

支持標準

輕型車輛

ISO 362:1998，符合 UN/ECE 51.02 法規(guī)

適用于 M 型（輕型車輛）的 ISO 362-1:2007、ISO362-1:2015，符合 UN/ECE 51.03 法規(guī)和 EU (EU) 54/2014 法規(guī)

適用于輕型車輛 (M1) 的附加噪聲排放規(guī)定(ASEP) ISO 362

ISO 16254 最低噪聲要求

汽車標準測試 (TRIAS) 20，適用于輪胎滑行噪聲測試

SAE J1470

SAE J986

重型車輛

適用于 M3 型和 N 型（卡車）的 ISO 362-1:2007、ISO362-1:2015，符合 UN/ECE 51.03 法規(guī)和 EU (EU) 54/2014 法規(guī)

SAE J366

摩托車

適用于 L 類摩托車（L1、L2、L3）的 ISO 362-2:2009

適用于 L3 類摩托車的 UN/ECE 41.02 法規(guī)

適用于 L1 類摩托車的 UN/ECE 63.01 法規(guī)

適用于 L2、L4、L5 類摩托車的 UN/ECE 9.03 法規(guī)

ASEP 41 法規(guī)：適用于摩托車的擴展內(nèi)容ISO 362-2:2009

F76A US

排氣噪聲

排氣噪聲：歐共體 (EEC) 93/ 97、ISO 5130、TRIAS 20

SAE J1169 排氣噪聲

輪胎噪聲

適用于輪胎噪聲的 UN/ECE 117 法規(guī)

用于一般滑行測試和回歸分析的一般輪胎噪聲測試（未定義任何檢驗指標）

墨西哥官方標準 (NOM-082-ECOL-1994) 摩托車

根據(jù) ISO 362-3:2015 對輪胎噪聲建模，用于取得室內(nèi)通過噪聲認證

• TRIAS 20（輪胎滑行噪聲測試）

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