检测项目
静音轮胎滚动噪声检测是评估轮胎在行驶过程中与路面相互作用产生噪声水平的关键技术,其检测项目主要围绕轮胎在特定条件下的噪声发射特性展开。通过模拟实际道路行驶工况,结合精密声学测量技术,量化轮胎滚动噪声的声压级、频率特性及声品质等参数,为轮胎产品的静音性能优化、法规符合性验证及消费者选购提供科学依据。核心检测项目不仅包括基本噪声级测量,还涵盖了对噪声源识别、频谱分析及主观听感评价等多维度指标的深入研究。
- 通过噪声测试:在标准测试路面(如ISO 10844规定的路面)上,使用经过校准的声学传感器阵列,测量车辆以特定速度(如80 km/h)匀速通过时,轮胎产生的最大A计权声压级。此项目是各国轮胎噪声法规(如欧盟ECER117、中国GB/T 18505)的核心要求,直接反映轮胎的法规符合性及环境友好性。
- 近场噪声测试:通过将传声器近距离(通常距离轮胎胎面10-20厘米)布置于轮胎侧面或前方,测量轮胎滚动时产生的噪声。该方法能有效排除发动机、排气系统等其他噪声源的干扰,更精确地评估轮胎自身结构、花纹设计对噪声的贡献,常用于轮胎研发阶段的性能对比与优化。
- 声强法与声源定位:利用声强探头或声学相机(声学阵列)测量轮胎周围声场的声强矢量,通过声强云图或波束形成技术,可视化识别轮胎胎面花纹沟槽、横向沟槽、肩部等主要噪声辐射区域。此项目对于理解轮胎噪声产生机理、指导低噪声花纹设计具有重要价值。
- 频谱分析与声品质评估:对采集的轮胎噪声信号进行1/3倍频程或窄带频谱分析,识别噪声能量集中的频率范围(如1000 Hz以下的低频轰鸣声、1000-5000 Hz的中频啸叫声等)。同时,结合心理声学参数(如响度、尖锐度、粗糙度、波动强度)对噪声的“刺耳度”、“烦躁度”等进行主观听感量化,评价轮胎的“静音”或“舒适”品质。
- 模态分析与结构振动测试:通过激振器或力锤激励轮胎,并使用加速度计测量轮胎胎面、侧壁等部位的振动响应,分析轮胎的固有频率、振型等模态参数。轮胎的结构振动是滚动噪声的重要来源,此项目有助于识别与噪声辐射密切相关的结构共振特性。
检测范围
静音轮胎滚动噪声检测的应用范围广泛,覆盖了从原材料筛选、新产品研发到市场准入、质量监督的轮胎全生命周期。检测对象不仅限于成品轮胎,其范围也延伸至影响轮胎噪声性能的各关键要素。
- 乘用车轮胎(轿车、SUV、MPV等):作为市场主流,乘用车轮胎对舒适性和静音性能要求极高。检测范围涵盖夏季胎、冬季胎、四季胎以及各类高性能、超高性能轮胎。重点评估其在干燥、湿滑路面上的噪声表现,特别是针对城市路况中常见的低速至中速巡航工况。
- 商用车轮胎(卡车、客车):商用车轮胎因其载重大、使用强度高,其滚动噪声对城市声环境的影响更为显著。检测不仅关注单胎噪声,还需考虑双胎并装、不同负载条件下的噪声特性,以满足日益严格的商用车噪声法规。
- 新能源汽车专用轮胎:由于新能源汽车没有传统发动机的掩蔽效应,轮胎滚动噪声成为车内噪声的主要来源。针对此类轮胎,检测范围需特别关注低速行驶(<60 km/h)时的车内通过噪声和近场噪声,以及特定频率段(如200-500 Hz)的“轰鸣”声,对轮胎的静音设计提出更高要求。
- 不同配方与结构轮胎:检测范围包括使用不同橡胶配方(如硅基配方)、带束层材料、帘线材料的轮胎,评估材料阻尼特性对振动与噪声的抑制作用。同时,对比研究子午线轮胎与斜交胎、缺气保用轮胎与普通轮胎在噪声性能上的差异。
- 轮胎花纹设计变体:针对同一规格轮胎的不同花纹设计方案(如非对称花纹、单导向花纹、块状花纹等)进行滚动噪声对比测试。检测范围聚焦于花纹节距排列、沟槽深度与宽度、刀槽花纹设计等对噪声频谱和声压级的影响。
检测重要性
开展静音轮胎滚动噪声检测,其重要性体现在法规合规、技术发展、市场竞争及环境保护等多个层面,是轮胎产业实现高质量、可持续发展不可或缺的一环。
- 满足日益严格的法规要求:全球范围内,对轮胎滚动噪声的限值正不断加严(如欧盟轮胎标签法规将噪声等级作为强制标示信息)。通过权威的第三方检测,确保轮胎产品符合目标市场的准入标准,避免因噪声超标导致的贸易壁垒和市场禁入风险,是企业合法销售的前提。
- 驱动产品技术创新与优化:精确的噪声检测数据是轮胎企业进行低噪声技术研发的基石。通过识别主要噪声源和关键频率,指导工程师优化轮胎花纹设计(如采用变节距技术、优化沟槽共振频率)、改进胶料配方(提高阻尼性能)、调整结构参数(如带束层角度、胎体帘线密度),从而系统性提升产品的静音性能。
- 提升产品市场竞争力与品牌形象:在轮胎标签制度下,较低的噪声等级(如欧盟标签中波浪线较少的“静音”标识)直接向消费者传递了产品的高品质和环保特性,成为重要的市场卖点。通过第三方检测获得客观、公正的静音性能数据,有助于企业在激烈的市场竞争中脱颖而出,树立技术领先、环境负责的品牌形象。
- 改善城市声环境与公共健康:道路交通噪声是城市环境噪声的主要来源,而轮胎滚动噪声在中高速时是车辆的主要噪声源。推广和使用低噪声轮胎,能够有效降低城市道路交通噪声污染,改善居民生活环境质量,符合全球对可持续城市发展和公共健康保护的共同追求。
- 保障驾乘舒适性与安全性:过高的轮胎噪声不仅影响车内人员的交谈和听觉舒适度,长时间暴露还可能引起驾驶疲劳。低噪声轮胎通过优化设计,往往也伴随着更平顺的接地特性和更优的湿地抓地力,间接提升了车辆的操控稳定性和安全性。
检测仪器
实现精准、可重复的静音轮胎滚动噪声检测,依赖于一系列高精度、专业化的声学与振动测量仪器及辅助设备。这些仪器共同构成了从数据采集、信号处理到结果分析的完整测量链。
- 标准室外试验场与底盘测功机:室外试验场需铺设符合ISO 10844标准的低噪声路面,确保路面纹理和声学特性的一致性与可比性。室内检测则使用高精度底盘测功机,模拟真实路面的滚动条件,并配备可精确控制的环境舱(温湿度控制),实现全天候、可重复的测试。
- 高精度声学传感器(传声器):采用符合IEC 61672-1标准的1级工程测量传声器,具备平坦的频率响应、高动态范围和低自生噪声。通常配备防风罩以减小风噪干扰,用于通过噪声测试和近场噪声测试中的声压信号采集。
- 声强探头与声学相机:声强探头由两个相位匹配的传声器组成,用于测量声场中特定点的声强矢量。声学相机(或称声学阵列)则由数十至数百个传声器按特定几何形状排列构成,结合波束形成算法,可快速生成轮胎噪声的声源分布云图,实现噪声源的可视化定位。
- 多通道数据采集与分析系统:核心设备,负责同步采集来自传声器、加速度计、速度传感器等的多路信号。系统需具备高采样率、高分辨率(通常24位ADC)和抗混叠滤波功能。内置或外接专业声学分析软件,可实时进行FFT分析、1/3倍频程分析、声强计算、声品质参数计算及数据存储。
- 激光测速仪与第五轮:用于精确测量测试车辆在通过噪声测试区时的瞬时速度,确保测试严格在法规规定的速度公差(如±1 km/h)内进行,保证检测结果的准确性和可比性。
- 振动加速度计与模态激振设备:采用ICP型或电荷型加速度计,粘贴于轮胎特定位置,测量轮胎滚动或受激时的振动加速度。模态分析还需使用力锤或激振器对轮胎施加已知的激励力,以获取频响函数。
- 环境参数监测设备:包括温度、湿度、大气压力传感器,用于记录测试时的环境条件。根据相关标准,需对测量的声压级进行环境修正,确保数据在不同时间、地点测试的可比性。
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