汽车加速行驶车外噪声测试

技术概述

随着全球汽车工业的迅猛发展与城市化进程的加快，汽车保有量持续增长，交通噪声污染已成为现代社会面临的主要环境问题之一。汽车噪声不仅影响居民的日常生活与工作休息，长期暴露在高噪声环境下还会对人体健康造成潜在危害。因此，控制汽车噪声排放已成为各国汽车法规的重点关注领域。汽车加速行驶车外噪声测试作为评价汽车噪声排放水平的关键手段，在汽车研发、生产质量控制、型式认证及环保监管中占据着举足轻重的地位。

汽车加速行驶车外噪声测试，是指在特定的测试场地和环境条件下，车辆以规定的档位和速度行驶，在全油门加速通过测量区域时，使用声级计测量车辆通过时产生的最大A计权声压级。该测试旨在模拟车辆在实际道路行驶中超车或加速时的噪声排放情况，是衡量车辆动力总成系统（发动机、变速箱、进排气系统）以及轮胎路面噪声综合水平的重要指标。

从技术原理上分析，汽车加速行驶车外噪声主要由两大类声源构成：一是动力总成噪声，包括发动机燃烧噪声、机械噪声、进排气噪声以及传动系统噪声，这类噪声通常与发动机转速密切相关；二是轮胎/路面噪声，包括轮胎花纹泵吸空气产生的空气动力性噪声以及轮胎与路面撞击产生的结构振动噪声，这类噪声主要受车速和路面纹理影响。在低速加速时，动力总成噪声往往占主导地位；而在高速加速时，轮胎/路面噪声的贡献率则显著上升。

为了统一评价标准，国际标准化组织（ISO）及各国法规部门制定了一系列严格的测试标准，如联合国法规UN R51系列标准、中国国家标准GB 1495《汽车加速行驶车外噪声限值及测量方法》等。这些标准对测试跑道、环境背景噪声、气象条件、车辆状态以及测量程序都做出了详尽的规定，以确保测试结果的重复性与可比性。随着技术的进步，测试标准也在不断更新，例如引入更贴近实际驾驶工况的测试循环（如ASEP补充测试），以防止车辆利用法规漏洞在特定工况下降低噪声，而在实际驾驶中产生过大声浪。

进行汽车加速行驶车外噪声测试，不仅是为了满足法律法规的准入要求，更是汽车制造商优化NVH（噪声、振动与声振粗糙度）性能的重要依据。通过对测试数据的深入分析，工程师可以精准定位噪声源，改进声学包装设计，优化动力总成悬置系统，开发低噪声轮胎，从而在源头上降低车辆噪声排放，提升产品的市场竞争力与环境友好性。

检测样品

汽车加速行驶车外噪声测试的检测对象涵盖了各类机动车辆，具体样品的分类通常依据车辆的用途、总质量以及动力形式进行划分。依据相关法规，主要的检测样品类别包括：

• M类车辆：指至少有四个车轮并且用于载客的机动车辆。其中包括M1类（包括驾驶员座位在内，座位数不超过九座的载客车辆，即通常所说的乘用车）；M2类（包括驾驶员座位在内，座位数超过九座，且最大设计总质量不超过5吨的载客车辆）；M3类（包括驾驶员座位在内，座位数超过九座，且最大设计总质量超过5吨的载客车辆，即大型客车）。
• N类车辆：指至少有四个车轮并且用于载货的机动车辆。其中包括N1类（最大设计总质量不超过3.5吨的载货车辆）；N2类（最大设计总质量超过3.5吨但不超过12吨的载货车辆）；N3类（最大设计总质量超过12吨的载货车辆）。
• L类车辆：指两轮或三轮机动车辆，虽然其测试标准与四轮汽车有所不同，但在部分法规框架下，某些特定类型的三轮或四轮摩托车也需进行类似的噪声测试。
• 新能源车辆：随着电动化趋势的发展，混合动力汽车（HEV）、纯电动汽车（BEV）已成为重要的检测样品。由于电动汽车在低速行驶时缺乏发动机噪声，部分国家法规要求其加装AVAS（车辆声学提示系统），在加速噪声测试中，需特别关注其低速提示音以及高速时的电机噪声和轮胎噪声特性。
• 特种车辆：如消防车、救护车、工程抢险车等，虽然在某些情况下享有豁免权，但在型式认证时仍需进行基础噪声测试，以确保其底盘部分的噪声符合标准。

在进行检测前，样品车辆必须处于良好的技术状态。车辆的发动机、传动系统、排气系统应正常工作，轮胎气压应符合制造商的规定，车辆载荷通常为整备质量加上驾驶员与测试设备的质量（或按标准规定的特定载荷状态），以确保测试条件的一致性。

检测项目

汽车加速行驶车外噪声测试的核心检测项目是测量车辆在规定加速工况下的最大声压级。在实际检测过程中，需要根据标准要求对多个参数进行测量与记录，主要项目包括：

• 最大A计权声压级：这是判定车辆是否达标的关键指标，单位为分贝。测试时，车辆以规定档位和入线速度全油门加速通过测量区，声级计捕捉并记录噪声的最大读数。测试结果通常需要取多次测量的平均值，并结合测量不确定度进行修正。
• 进线速度与出线速度：为了确保测试的规范性，需要精确测量车辆驶入测试跑道AA'线时的速度和驶出BB'线时的速度。进线速度直接影响发动机转速和最终的噪声水平，因此必须严格控制。标准中规定了不同档位下的标准入线速度，例如对于M1、N1类车辆，通常规定入线速度为50km/h或发动机转速对应速度。
• 发动机转速：对于内燃机车辆，发动机转速是影响噪声强度的关键变量。测试过程中需要记录加速过程中的发动机最大转速，以确保车辆处于全负荷加速状态，且未超过发动机额定转速。
• 背景噪声：在进行正式测试前及测试过程中，需测量环境的背景噪声（即被测车辆未通过时的环境声音水平）。正式测量的噪声值必须高于背景噪声至少10dB(A)，否则测量结果无效或需进行修正。
• 气象参数：虽然气象参数是环境条件，但也是必须记录的检测数据，包括环境温度、风速、大气压力等。标准通常规定风速不得超过5m/s（在 microphone 高度处），环境温度需在特定范围内。
• 频谱分析（辅助项目）：在某些研发性测试或故障诊断中，除了测量总声压级外，还会进行频谱分析，测量噪声的倍频程或1/3倍频程频谱，以识别主要噪声源的频率特性，如发动机爆发频率、齿轮啮合频率等。

检测方法

汽车加速行驶车外噪声测试遵循严格的标准化流程，以保证测试数据的公正性和科学性。根据国家标准GB 1495及国际标准ISO 362的相关规定，主要检测方法如下：

首先，测试场地必须符合ISO 10844的要求。场地应是一个平坦、干燥的表面，并且具有足够的吸声特性（通常为特定的沥青路面），以减少声波的反射。测量区域通常设有一个长20米、宽若干米的跑道，跑道中心线两侧各7.5米处设置两个传声器（麦克风），传声器高度距离地面1.2米。

其次，车辆需进行预处理和预热。车辆应处于正常工作温度，发动机机油、冷却液温度需达到制造商规定的正常范围。轮胎需在测试前进行磨合，以确保胎面处于正常状态。

测试程序分为两种主要工况：

• 部分油门加速测试（PWT）或特定入线速度测试：这是最常用的测试方法。车辆以规定的入线速度（如50km/h或根据档位计算的特定速度）匀速驶向测试区域起点AA'线。当车辆前端到达AA'线时，驾驶员迅速将油门踏板踩到底（全油门加速），直到车辆后端离开BB'线。在此期间，声级计记录最大声压级。
• 档位选择：测试需在不同的档位下进行，通常选择接近1:1传动比的档位（如直接档）及其相邻档位。对于自动变速器车辆，则需选择特定的驾驶模式（如D挡）。目的是覆盖车辆在实际行驶中可能使用的主要工况。

数据处理与修正：每侧传声器至少进行四次有效测量，记录最大值。测量结果需根据环境温度、气压进行修正。如果车辆两侧测量的噪声值差异较大，则取较大值作为最终结果。此外，为了防止异常数据，标准还规定了测量值的离散度控制范围。

对于新型车辆，法规还可能要求进行ASEP（Additional Sound Emission Provisions，附加噪声排放规定）测试。这是一种覆盖更广泛发动机转速和车速范围的测试矩阵，旨在验证车辆在各种非标准驾驶工况下的噪声表现，防止“作弊”行为。

检测仪器

为了确保汽车加速行驶车外噪声测试的精度，必须使用经过计量校准的高精度声学测量仪器。主要的检测仪器设备包括：

• 声级计：这是核心测量设备。根据标准要求，必须使用1级精度（或称为型级）的积分平均声级计。声级计需具备A计权频率计权和F（快）时间计权功能。现代声级计通常集成了数据存储、频谱分析功能，能够实时记录声压级随时间的变化曲线。
• 传声器：即麦克风，用于将声信号转换为电信号。测试中通常使用电容式传声器，并配有防风罩以减少风噪声的干扰。传声器需严格按照标准位置和角度进行安装。
• 声校准器：用于测试前和测试后对声级计进行校准，确保其测量读数准确。常用的校准器频率为1000Hz，声压级为94dB或114dB。
• 车辆测速系统：包括光电测速门、GPS测速系统或五轮仪。测速门通常安装在测试跑道的AA'线和BB'线处，用于精确触发测试起始点并记录通过时间，从而计算加速度。GPS测速系统则能提供连续的速度轨迹，便于分析加速过程。
• 转速测量仪：用于实时监测发动机转速。可以通过连接车辆OBD接口读取数据，或使用非接触式激光转速仪测量曲轴或风扇转速。
• 气象站：用于监测环境温度、湿度、风速和大气压力。风速仪通常安装在传声器的高度，确保风速不超过标准限值（通常为5m/s）。
• 测试跑道：虽然不属于移动仪器，但符合ISO 10844标准的测试跑道是进行合规测试的必要硬件设施，其路面纹理、吸声系数和平整度都有严格的技术参数要求。

所有仪器设备均需定期送至具备资质的计量机构进行校准检定，并出具校准证书，以确保测试数据的法律效力。在进行测试前，操作人员还需检查电池电量、连接线路及设备状态，确保测试系统的可靠性。

应用领域

汽车加速行驶车外噪声测试的应用领域十分广泛，贯穿于汽车的全生命周期，具体包括：

• 车辆型式认证与公告申报：这是该测试最主要的应用领域。每一款新车型在上市销售前，都必须通过国家指定的检测机构的噪声测试，获得“公告”或CCC认证证书。只有符合国家标准限值的车辆才能获得市场准入资格。
• 新产品研发与NVH优化：在汽车设计开发阶段，主机厂会利用噪声测试数据评估不同设计方案的性能。工程师通过对比不同排气系统、隔声材料、轮胎花纹的噪声表现，进行针对性的NVH优化，以在法规限值与产品声品质之间取得平衡。
• 生产一致性（COP）检查：车辆量产上市后，监管机构或制造商内部质量部门会定期抽取生产线上的车辆进行噪声测试，以确保批量生产的产品仍能持续符合认证时的技术要求，防止因工艺波动导致噪声超标。
• 进出口商品检验：对于进出口车辆，海关或商检机构会依据进口国或出口国的法规标准进行噪声检测，例如出口欧盟的车辆需符合ECE R51法规，出口美国的需符合EPA法规，这是国际贸易中确保产品合规的重要环节。
• 环保与交通执法：虽然交通执法通常以路边抽检或定点监测为主，但针对噪声投诉严重的车辆或疑似非法改装车辆，执法部门可参考加速行驶噪声测试方法进行取证检测，作为处罚依据。
• 特种车辆与赛事车辆调校：在赛车运动中，为了控制赛道噪声对周边居民的影响，赛事组织者往往对参赛车辆设定了严格的噪声上限，车队需通过测试来调整车辆状态以通过车检。

常见问题

问题一：汽车加速行驶车外噪声测试的检测周期是多久？

汽车加速行驶车外噪声测试的检测周期一般为7-15个工作日。具体时长会受到多种因素的影响。首先，检测项目的数量是关键因素，如果仅进行单一的法规认证测试，周期相对较短；如果涉及研发阶段的多种工况矩阵测试或ASEP补充测试，工作量增加，周期会相应延长。其次，样品数量和排队情况也会影响进度，如果检测机构排期较满，等待时间会增加。此外，环境条件也是不可忽视的因素，由于噪声测试必须在户外专用跑道上进行，且对风速、温度、背景噪声有严格要求，恶劣天气可能导致测试无法进行，从而拖延周期。如果客户有特殊加急需求，部分检测机构可提供加急服务，但需视实验室具体安排而定。

问题二：汽车加速行驶车外噪声测试的检测价格是多少？

汽车加速行驶车外噪声测试的检测价格并非固定不变，而是受多种因素综合影响的。首先，检测项目的复杂程度直接决定了成本，标准的型式认证测试与包含ASEP扩展测试的复杂项目在定价上存在显著差异。其次，检测所依据的标准不同，对设备、场地和人员工时的要求也不同，价格也会有所波动。此外，样品的数量以及是否需要提供额外的技术分析报告也会影响最终报价。为了获取准确的检测费用信息，建议客户直接联系我们的技术顾问，提供具体的车辆信息、测试标准及项目需求，我们将根据实际情况为您提供详细的报价方案。

问题三：为什么汽车加速行驶车外噪声测试对场地要求这么高？

场地条件是保证测试结果准确性和可比性的基础。首先，路面的纹理和吸声特性直接影响轮胎/路面噪声的大小，如果路面过于粗糙或过于光滑，测得的噪声值会产生巨大偏差，无法真实反映车辆本身的噪声水平。ISO 10844标准严格规定了路面的构造深度和吸声系数，旨在标准化轮胎噪声的激发条件。其次，场地周围的环境（如建筑物、树木、围墙）会产生声波反射，干扰测量结果，因此标准要求测试跑道周围需有足够的自由场空间。此外，背景噪声必须足够低，以避免环境噪音掩盖车辆的真实噪声。因此，只有符合严格标准的专用跑道，才能保证不同时间、不同地点测试结果的一致性。

问题四：新能源电动汽车在进行加速噪声测试时有什么特殊之处？

新能源电动汽车由于没有传统的内燃机，其噪声特性与传统汽车截然不同。在低速时，电动汽车极其安静，主要噪声源为电机的高频啸叫和轮胎噪声，且总声压级较低，这对于保护行人安全是有利的，但也因此需要加装AVAS（声学车辆提示系统）来警示行人。在进行加速行驶车外噪声测试时，对于混合动力车辆，需要明确测试模式（纯电模式还是混动模式），并确保电池荷电状态（SOC）在规定范围内。对于纯电动汽车，由于电机噪声频率较高，声级计的频率响应需确保准确捕捉高频成分。此外，电动汽车极高的加速性能可能导致测试过程中车速快速超过限值，这对驾驶员的操作和测速系统的响应速度提出了更高要求。

问题五：如果车辆未通过噪声测试，通常有哪些改进方向？

当车辆未通过噪声测试或声压级接近限值时，通常需要从多个方面进行改进。首先是动力总成声源控制，例如优化发动机燃烧过程以降低机械冲击，改进排气消声器的内部结构以降低排气噪声，或者在发动机舱增加声学包裹材料。其次是传动系统优化，如提高齿轮加工精度以降低啮合噪声，优化变速箱悬置系统以减少结构振动传递。第三是轮胎选型，选择滚动噪声更低的轮胎花纹配方是最直接的降噪手段。此外，空气动力学优化（如优化后视镜、车底护板）也能在一定程度上降低高速行驶时的风噪。具体的改进方案需结合噪声源识别结果，针对主要贡献源进行重点攻关。

问题六：测试结果中的“修正值”是什么意思？

在测试报告中，通常会看到测量值和修正后的最终结果。修正值主要基于两个方面的考量。一是背景噪声修正，如果测试时的背景噪声与车辆噪声之差在10dB(A)以内，标准规定需要对测量结果进行数学修正，以扣除环境背景噪声的影响，但这通常仅限于差值较小的情况。二是环境条件修正，主要是温度和气压修正。声级计和声波在空气中的传播特性受环境温度和大气压力影响，虽然现代仪器具备自动修正功能，但在处理原始数据时，仍需依据标准公式将测量结果修正到参考环境条件（如23℃）下的数值，以确保不同环境条件下测试结果的可比性。因此，最终的判定结果是基于修正后的数值，而非直接的读数。