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重型卡车轮胎滑行法噪声分析

Yintao Wei^a, , Yongbao Yang^{a, ,} , Yalong Chen^a, Hao Wang^a, Dabing Xiang^a, Zhichao Li^b

办公室资助开放期刊，长安大学，基于知识共享许可协议

摘要

重型卡车轮胎是道路交通噪声的主要来源之一。然而,这些轮胎噪声产生的原理和传播方式尚未进行过系统地研究。为了用不同的结构和模式确定重型卡车轮胎的噪声,并分析室内轮胎噪声和室外滑行法的轮胎噪声之间的相关性,我们设计实施了一个集成的轮胎室内噪声测试和室外滑行法的噪声测试。室内试验是在消声室内的转鼓上进行的，同时测量近场和远场的轮胎噪声。户外试验在新的符合ISO 10844标准的路面上进行了滑行测试。用推导出的适当的修正公式在合理误差范围内进行数据定量分析,可以用来预测滑行法噪声和室内轮胎噪声测试是否准确和有效。分析表明,当建立室内外重型卡车轮胎噪声之间的关系时,应注意用负荷能力指数是否超过121来区分轮胎,根据指定的测试程序，普通轮胎没有任何双合适的指标。

关键字：轮胎噪声、滑行噪声、远场噪声、近场噪声、重型卡车轮胎

1、介绍

已经认识到,当轿车或卡车的速度超过60公里/小时,轮胎噪声成为车辆噪声的主要来源(Anfosso-Ledee et al.,2000; Heckl, 1986; Herman et al., 2000; Kim et al., 2007; Kroppet al., 2012; Iwao and Yamazaki, 1996; Nilsson et al., 1980;San dberg and Descornet, 1980)。最近的政府监管和代码,如欧盟轮胎标签法,进一步关注了轮胎噪音在指定的表面上的行为和机制,即ISO 10844标准表面。(Donavan, 1997, 2005;Donavan and Rymer, 2003; European Union, 2009; ISO, 2011;Landsberger et al., 2001; Sohaney et al., 2012; Moore, 2011;Sandberg, 2012)。根据117年由联合国监管指定的适当方式(联合国欧洲经济委员会,2011年)，为了了解轮胎噪音的产生和传播机制,应该测量室内噪声和滑行法的噪音来确定它们之间的关系。对于轮胎设计师，为了有效且高效地筛选和改善他们的产品，理解这样的关系是非常重要的。(Ge et al., 2002; Lippmann and Reid, 1976; Paje et al., 2007;Woodward et al., 2005)。不幸的是,在发表的文献中可以找到定量分析室内和室外轮胎噪声之间在专为重型卡车轮胎(Sandberg, 2005; Sandberg and Ejsmont, 2002)指定的ISO 10844(ISO 2011)标准路面上的关系的数据和分析是有限的,。

在这项研究中,在新的ISO 10844标准表面成功设计和实施了一个完整的轮胎室内噪声测试和室外滑行法的噪声测试。基于这些实验的结果和点声源轮胎噪声模型，首次建立了重型卡车轮胎室内近场噪声和滑行法噪声之间的定量关系。特别是,它发现并提出基于轮胎宽和由ENECE监管检查117法规测试程序给出的物理改性，室内和滑行法的轮胎噪声之间的定量关系需要修改。

之后的导论,在第一节中,设计出了室内试验和室外滑行法的测试,包括实验过程的细节。然后介绍了测试结果和相关讨论。最后得出了结论。

2、实验设计

2.1、室内噪声测试

测试对象是从国内供应的4套轮胎。两套轮胎的规格是315/60 R22.5。一组有一块胎面花纹(CM335)和其他有肋骨模式(CR966)。另外两套轮胎的规格是R22.5 385/65。一组有混合胎面花纹(AT557),另一组有一根肋骨模式(WSR1)。为了方便起见,轮胎被标了代号,如图1所示。为了理解室内近场噪声和远场噪声之间的关系,本文同时进行室内的近场噪声测量和远场噪声测量。

图1.

测试轮胎的胎面花纹(a) CM335. (b) CR966. (c) AT557. (d) WSR1

2.1.1、设备和仪器

测试工具是一个平坦的拖拉机(CA4180P66K2AZ)。测试轮胎安装在右前轮。测试车辆上的负载是根据标准来调整的。之后,其他设备都依次安装在适当的位置(陈,2014)。

为了测量近场噪声，9个麦克风被固定在半圆右侧定义角间距(0°、30°、45°,60°、90°、120°、135°、150°和180°)的后端,前端以逆时针顺序(图2)。半圆的半径是1 m和轮胎接触面积的中心点是圆的中心。此外,麦克风的位置离地面0.1米。麦克风都是对着轮胎印迹的中心点。

图2.

用于测量近场噪声的麦克风布局

为了测量远场噪声，5个麦克风安装在右边一行从距离轮胎7.5米到1.2米的地面模拟轮胎的旁通噪音(图3)。5个麦克风之间的间距是2米。环境条件是消声室,环境温度是25°C,周围的声音水平低于25 dB(A)。

图3.

测量远场噪声的麦克风布局

2.1.2.实验过程

实验分为两个部分。一个是管理背景噪声，另一个控制恒定的速度。

在第一个测试中,环境噪声由在测试前车辆前安装在鼓上的所有设备决定。转鼓开始工作后,环境噪声测量的速度依次为50公里/小时,70公里/小时,90公里/小时,120公里/小时。完成第一次测试后,车辆固定在转鼓上,空调和其他组件因为可能会产生噪音而关闭。转鼓被设置为“鼓驱动”模式,因为鼓驱动可以让轮胎旋转速度恒定。技术人员记记下车辆和轮胎的速度，从而测量不同速度轮胎的近场和远场噪声。

2.2.滑行法的测试

这个测试的测试轮胎四套如上所述。这个实验在联合国欧洲经济委员会117监管局(联合国欧洲经济委员会,2011)的监管下严格执行。本实验的主要目的是获得轮胎的滑行法的噪声和室内噪声定量识别两次测试之间的相关性。

2.2.1.设备和仪器

测试车辆是一个有着185马力的力量和一个5米的轴距的，4mtimes;2 m的中型载重汽车。为了满足测量的要求,在测试车辆上安装了一个平衡锤。除此之外,根据联合国欧洲经济委员会的标准(联合国欧洲经济委员会,2011)，喷雾抑制襟翼被拆除。

另外,为了屏蔽测试车辆产生的额外噪音,根据联合国欧洲经济委员会的标准(联合国欧洲经济委员会,2011年)在试验车辆上安装了一个综合声学处理器,如图4中所示。关于其他设备的附加信息可以在文献中找到.2.2.2(陈,2014)。

图4.

用于滑行法测试的车辆

2.2.2实验过程

实验是在北京交通部试验场的高速公路上进行的。平均气温是30°C，风速低于5米/秒。此外,周围的声压级小于60 dB(A)。

测试车辆进入线A-Arsquo;或者B-Brsquo;，引擎关掉沿着直线自由滑行,如图5所示。车辆的中心线同时也是试车跑道的中心。车辆的瞬时速度是通过安装在驾驶室V box进行记录的。当卡车通过麦克风的位置时麦克风记录下车辆最大的声压级值。测试车的速度是60 - 80公里/小时。麦克风在两边固定,至少4个麦克风进行了从70到80公里/小时的复制测量。额外的4个麦克风进行了从60公里/小时提高到70公里/小时的复制测量。收集了不少于8个合格的数据集。每个实验都记录了空气和路面温度以及风力的速度。

图5.

滑行法测量方法的原理图（单位：

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