Frontier Materials & Technologies. 2015; : 37-43
ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА ОЦЕНОЧНЫХ КРИТЕРИЕВ АКУСТИЧЕСКОГО КОМФОРТА АВТОТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ
https://doi.org/10.18323/2073-5073-2015-4-37-43Аннотация
Обеспечение заданного уровня акустического комфорта в пассажирских помещениях автотранспортных средств (далее АТС) и низких уровней внешнего шума представляет собой важное направление при их проектировании и доводке. Одной из актуальных задач при этом является разработка объективных критериев, характеризующих достигаемый уровень акустического комфорта разрабатываемой конструкции АТС. Известные методы и объективные критерии оценки акустического комфорта характеризуются ограниченностью анализируемых нагрузочно-скоростных режимов эксплуатации, сложностью интерпретации и ранжирования получаемых результатов, недостаточной корреляцией с результатами субъективных экспертных оценок. В статье анализируются результаты экспериментальных исследований внутреннего шума 70 моделей АТС (легковых автомобилей) отечественных и зарубежных производителей, выполненных в дорожных и стендовых условиях испытаний. Дорожные акустические испытания проводились на дорогах общего пользования при движении с интенсивным разгоном, стабилизированными скоростями, накатом с выключенным двигателем. Стендовые акустические испытания проводились на неподвижных образцах АТС в условиях полномасштабной аэродинамической трубы и большой полубезэховой акустической камеры. При анализе полученных результатов исследований оценивается статистическое распределение исследуемых параметров, характер их изменения в зависимости от нагрузочно-скоростных режимов эксплуатации, хронологические тенденции. Исследованные образцы АТС ранжируются по четырем категориям акустического комфорта на каждом из исследуемых режимов испытаний. Разработана модель формирования комплексного индекса акустического комфорта АТС, составленная из параметров уровней шума, уровней звуковых давлений на частотах моторных гармоник, индексов артикуляции. Вклады каждого из акустических параметров, замеренных на различных режимах испытаний, определяются эмпирическими коэффициентами весомости. Объективные критерии ранжирования акустических параметров могут быть использованы в технических требованиях на проектирование новых и модернизацию производимых моделей АТС. Комплексный индекс акустического комфорта предлагается применять при определении уровня конкурентоспособности и совершенства конструкций АТС внутри целевой группы аналогов.
Список литературы
1. Dings J. Can you hear us?. Belgium: T&E – European Federation for Transport and Environment, 2008. 12 p.
2. Галевко Ю.В., Щепкин А.И., Фесина М.И. Вопросы шума АТС в КВТ ЕЭК ООН (к 50-летию Женевского соглашения 1958 года) // Журнал автомобильных инженеров. 2008. № 4. С. 36–43.
3. Environmentally Friendly Vehicles and the World Forum for Harmonization of Vehicle Regulations (WP.29). 2003–2012: Ten Years of Progress and Future Trends. Geneva: UNECE, 2013. 39 p.
4. Fastl H., Zwicker E. Psychoacoustics. Facts and Models. Berlin: Springer-Verlag, 2007. 471 p.
5. Geib W. Schallflub im Automobil // ATZ. 1991. № 9. S. 562–576.
6. Rossi F., Nicolini A., Filipponi M. An Index for Motor Vehicle Passengers Acoustical Comfort // The 32nd International Congress and Exposition on Noise Control Engineering. Korea, 2003. P. 1–8.
7. Prasad M.S., Watkins S., Wang X., Hill S., Weymouth D. Rating criteria for vehicle in-cabin noise with emphasis on HVAC system operation // Int. J. Vehicle Noise and Vibration. 2009. Vol. 5. № 1-2. P. 175–191.
8. Genuit K. Sound-Engineering im Automobilbereich. Methoden zur Messung und Auswertung von Geräuschen und Schwingungen. Berlin: Springer-Verlag, 2010. 610 s.
9. Sliggers J. A noise label for motor vehicles: towards quieter traffic // Informal document GRB-61-01. 61st GRB. Rome, 2015. P. 1–18.
10. Pflüger M., Brandl F., Bernhard U., Feitzelmayer K. Fahrzeugakustik. Wien: Springer-Verlag, 2010. 222 s.
11. Lyon R.H. Product Sound Quality - from Perception to Design // Sound and Vibration Magazine. 2003. № 3 (March). P. 18–22.
12. Bowen D.L. Correlating Sound Quality Metrics and Jury Ratings // Sound and Vibration Magazine. 2008. № 9 (September). P. 12–14.
13. Kim T.G., Lee S.K., Lee H.H. Characterization and quantification of luxury sound quality in premium-class passenger cars // Journal of Automobile Engineering. 2009. Vol. 223. № 3. P. 343–353. DOI: 10.1243/09544070JAUTO989.
14. Nakasaki R., Hasegawa H., Kasuga M. Subjective evaluation of sound images of air-conditioning system in a vehicle // Acoust. Sci. & Tech. 2011. Vol. 32. № 4. P. 137–142.
15. Bodden M. Instrumentation for Sound Quality Evaluation // ACUSTICA. Acta acustica. 1997. Vol. 83. P. 775–783.
16. Robinson D., Hawksford M. Psychoacoustic models and non-linear human hearing // AES 109th Convention. Los Angeles, 2000. P. 11–14.
17. Consolidated Resolution on the Construction of Vehicles (R.E.3) // World Forum for Harmonization of Vehicle Regulations. 161th session. Geneva, 2014. P. 1–102.
18. ГОСТ Р 51616. Автомобильные транспортные средства. Шум внутренний. Допустимые уровни и методы испытаний. М.: Изд-во стандартов, 2000. 19 с.
19. РФ. Правительство. Технический регламент о безопасности колесных транспортных средств : утв. постановлением № 720 от 10.09.2009.
20. ГОСТ Р 41.85-99. Единообразные предписания, касающиеся официального утверждения двигателей внутреннего сгорания или систем электротяги, предназначенных для приведения в движение механических транспортных средств категорий M и N, в отношении измерения полезной мощности и максимальной 30-минутной мощности систем электротяги. М.: Изд-во стандартов, 2001. 32 с.
21. Фесина М.И., Краснов А.В., Горина Л.Н. Автомобильные акустические материалы. Проектирование и исследование низкошумных конструкций автотранспортных средств. В 2 ч. Ч. 1. Тольятти: ТГУ, 2010. 304 с.
Frontier Materials & Technologies. 2015; : 37-43
RESEARCH AND DEVELOPMENT OF EVALUATION CRITERIA OF MOTOR VEHICLES ACOUSTIC COMFORT
https://doi.org/10.18323/2073-5073-2015-4-37-43Abstract
Ensuring the set level of acoustic comfort in passenger compartments of motor vehicles (hereinafter – MV) and low levels of external noise represents the important direction in their design and improvement. One of the important tasks in this process is the development of the objective criteria that characterize the attainable level of acoustic comfort of the developed construction of a vehicle. Well-known methods and objective criteria for assessment of acoustic comfort are characterized by limited load and high-speed modes of operation, complexity of interpretation and ranging of the obtained results, and insufficient correlation with results of the subjective expert opinion. The paper analyzes results of experimental studies of internal noise of 70 models of motor vehicles (cars) of the domestic and foreign manufacturers executed in road and bench test conditions. Road acoustic tests were carried out on public roads, moving with intensive acceleration, stabilized speeds, and motion with the engine switched off. Bench acoustic tests were carried out on motionless samples of motor vehicles in the conditions of a full-scale whirl tube and a big semi-anechoic acoustic chamber. In the course of analysis of the obtained results the researcher assesses statistical distribution of the studied parameters; the nature of their change depending on the load and high-speed modes of operation; chronological tendencies. The studied samples of MV are ranged into four categories of acoustic comfort in each of the studied modes of acoustic tests. The model of formation of a complex index of MV acoustic comfort has been developed based on the parameters of noise levels, levels of sound pressure at frequencies of motor harmonicas, and articulation indexes. Contribution of each of the acoustic parameters measured on various modes of tests is defined by empirical coefficients of weight. Objective criteria of ranging the acoustic parameters in various load and high-speed modes of operation can be used in technical requirements to design of the new and modernization of the existing models of MV. The complex index of acoustic comfort is offered to be applied for determination of competitiveness level and perfection of MV design within the target group of analogs.
References
1. Dings J. Can you hear us?. Belgium: T&E – European Federation for Transport and Environment, 2008. 12 p.
2. Galevko Yu.V., Shchepkin A.I., Fesina M.I. Voprosy shuma ATS v KVT EEK OON (k 50-letiyu Zhenevskogo soglasheniya 1958 goda) // Zhurnal avtomobil'nykh inzhenerov. 2008. № 4. S. 36–43.
3. Environmentally Friendly Vehicles and the World Forum for Harmonization of Vehicle Regulations (WP.29). 2003–2012: Ten Years of Progress and Future Trends. Geneva: UNECE, 2013. 39 p.
4. Fastl H., Zwicker E. Psychoacoustics. Facts and Models. Berlin: Springer-Verlag, 2007. 471 p.
5. Geib W. Schallflub im Automobil // ATZ. 1991. № 9. S. 562–576.
6. Rossi F., Nicolini A., Filipponi M. An Index for Motor Vehicle Passengers Acoustical Comfort // The 32nd International Congress and Exposition on Noise Control Engineering. Korea, 2003. P. 1–8.
7. Prasad M.S., Watkins S., Wang X., Hill S., Weymouth D. Rating criteria for vehicle in-cabin noise with emphasis on HVAC system operation // Int. J. Vehicle Noise and Vibration. 2009. Vol. 5. № 1-2. P. 175–191.
8. Genuit K. Sound-Engineering im Automobilbereich. Methoden zur Messung und Auswertung von Geräuschen und Schwingungen. Berlin: Springer-Verlag, 2010. 610 s.
9. Sliggers J. A noise label for motor vehicles: towards quieter traffic // Informal document GRB-61-01. 61st GRB. Rome, 2015. P. 1–18.
10. Pflüger M., Brandl F., Bernhard U., Feitzelmayer K. Fahrzeugakustik. Wien: Springer-Verlag, 2010. 222 s.
11. Lyon R.H. Product Sound Quality - from Perception to Design // Sound and Vibration Magazine. 2003. № 3 (March). P. 18–22.
12. Bowen D.L. Correlating Sound Quality Metrics and Jury Ratings // Sound and Vibration Magazine. 2008. № 9 (September). P. 12–14.
13. Kim T.G., Lee S.K., Lee H.H. Characterization and quantification of luxury sound quality in premium-class passenger cars // Journal of Automobile Engineering. 2009. Vol. 223. № 3. P. 343–353. DOI: 10.1243/09544070JAUTO989.
14. Nakasaki R., Hasegawa H., Kasuga M. Subjective evaluation of sound images of air-conditioning system in a vehicle // Acoust. Sci. & Tech. 2011. Vol. 32. № 4. P. 137–142.
15. Bodden M. Instrumentation for Sound Quality Evaluation // ACUSTICA. Acta acustica. 1997. Vol. 83. P. 775–783.
16. Robinson D., Hawksford M. Psychoacoustic models and non-linear human hearing // AES 109th Convention. Los Angeles, 2000. P. 11–14.
17. Consolidated Resolution on the Construction of Vehicles (R.E.3) // World Forum for Harmonization of Vehicle Regulations. 161th session. Geneva, 2014. P. 1–102.
18. GOST R 51616. Avtomobil'nye transportnye sredstva. Shum vnutrennii. Dopustimye urovni i metody ispytanii. M.: Izd-vo standartov, 2000. 19 s.
19. RF. Pravitel'stvo. Tekhnicheskii reglament o bezopasnosti kolesnykh transportnykh sredstv : utv. postanovleniem № 720 ot 10.09.2009.
20. GOST R 41.85-99. Edinoobraznye predpisaniya, kasayushchiesya ofitsial'nogo utverzhdeniya dvigatelei vnutrennego sgoraniya ili sistem elektrotyagi, prednaznachennykh dlya privedeniya v dvizhenie mekhanicheskikh transportnykh sredstv kategorii M i N, v otnoshenii izmereniya poleznoi moshchnosti i maksimal'noi 30-minutnoi moshchnosti sistem elektrotyagi. M.: Izd-vo standartov, 2001. 32 s.
21. Fesina M.I., Krasnov A.V., Gorina L.N. Avtomobil'nye akusticheskie materialy. Proektirovanie i issledovanie nizkoshumnykh konstruktsii avtotransportnykh sredstv. V 2 ch. Ch. 1. Tol'yatti: TGU, 2010. 304 s.
