半自由声场内燃机噪声实验室的设计与建设

　　1 前言

　　随着人民生活水平的不断提高和环保意识的日益加强,减少噪声已提上了议事日程。汽车作为现代化生活的标志在带给人们快速、方便的同时,也产生了严重的噪声和空气污染。内燃机是汽车的心脏部分,它的优劣直接影响到整车的性能。减小内燃机的噪声,不但是内燃机工作者面临亟待解决的一大课题,更是保证人民生活水平的一大课题。从内燃机工业的发展方向来看,能源与环境问题将成为21世纪的两大主题。而影响环境的两大因素--噪声和排放在以后相当长的时间内是内燃机产品竞争力的关键所在。早在80年代原机械工业部机械研究院曾以二轮投票的方式,征求国内113位专家的意见,对22项重点的机电产品降噪研究的重要性、迫切性和可能性进行调查,结果一致认为,内燃机降噪研究最重要、最迫切,但是其可能性却居第四、五位。说明内燃机降噪研究的迫切性和艰巨性。众所周知,对测试环境和测试设备的苛刻的要求是影响内燃机噪声研究的一个重要因素。因此建设标准的内燃机噪声实验室是深入开展内燃机噪声研究的一个必要的条件,是非常有意义的工作。

　　本文介绍了天津大学内燃机学科在211工程建设中,利用原有的实验室空间设计和建设半自由声场内燃机噪声实验室的情况。

　　2 内燃机噪声实验室建设的基本要求

　　2.1 国家标准中内燃机噪声测试对声学环境的要求

    在GB-8194-87(内燃机噪声声功率级的测定--工程法及简易法6及GB-1859-895内燃机噪声声功率级的测定 准工程法6中对声学测试环境提出了要求:一个理想的声学测试环境是一个反射面上的自由场,即除了地面是反射面之外,没有其它反射物,内燃机噪声直接向反射面上的自由场中辐射。适合上述标准的测试环境有:一个反射平面上的自由场实验室,如半消声室;具有坚硬、平坦地面的室外开阔场地;以及可对环境进行修正的普通内燃机台架试验室,并规定了在普通内燃机台架实验室内进行噪声测量时,工程法要求A/S≥6,准工程法要求A/S≥4,而A/S在1到4之间可用简易法。其中A为测试环境吸声量,S为测量表面的面积。

　　上述国家标准在背景噪声上也提出了要求,即:在每个测试点位置上,所测得内燃机噪声的A声级,频带声压级之差至少大于6dB。在内燃机的安装上,标准要求应尽可能安装在实验室的地面中央,以满足声学测试环境要求。为了减少安装高度对测量结果的影响,内燃机应尽可能靠近地面。

　　2.2 噪声实验室建设的基本要求

　　为满足半消声室的要求,实验室需要有一定的空间以能够布置测试点;四壁对研究范围内的噪声的吸声率应达99%以上,地面应接近于全反射;此外,对四壁还有隔声要求。