[发明专利]一种发动机进气口噪声声功率测试系统及测试方法

权利要求书

1.发动机进气噪声声功率测试的方法，包括步骤如下：

步骤一，将发动机置于台架上或整车状态下，引出进气管便于安装所述发动机进气噪声声功率测试系统；

步骤二，对所述发动机进气噪声声功率测试系统的传声器按序标记为X1、X2、X3、X4、Y1、Y2、Y3、Y4、Z1、Z2、Z3、Z4，并依次用BNC线连接到数采设备的1～12通道上，标定传声器后，在右手坐标系下遵循从右到左的原则按X、Y、Z方向分别将12只传声器按序固定在安装支架的3根杆上；

步骤三，按编号X1-X2、X3-X4、Y1-Y2、Y3-Y4、Z1-Z2、Z3-Z4分别组成6对声强探头，依次标记为I_X1、I_X2、I_Y1、I_Y2、I_Z1、I_Z2，组成声强探头的两只传声器之间的距离d，取所关心的最高频率对应的波长的1/6；

步骤四，调节位置，使得6对声强探头落在边长为L的立方体包络面的六个面上；

步骤五，将组装好的测试系统放置在发动机进气口，使得进气口置于6对声强探头所围成的立方体形的包络面内；

步骤六，数采设备接入发动机的转速信号，启动发动机并使发动机从一设定的初始转速rpm_min缓慢匀加速至设定的截止转速rpm_max，数采设备记录整个加速过程中12只传声器的声压信号以及发动机同步转速信号；

步骤七：PC电脑获取声压信号以及发动机同步转速信号并计算处理所测得的信号，计算方法为：从初始转速按一定的转速步长Δ到截至转速划分出每一个转速点即rpm_min,rpm+Δ,rpm+2Δ,……,rpm+nΔ,rpm_max，计算出每个转速点对应的时刻，根据设定的频率分辨率参数取每个转速时刻下的一段声压信号按照互功率谱声强算法计算出6对声强探头在该转速下的频域声强，按声功率计算方法将6个声强相加后乘以所在包络面面积S＝L²，即得到该转速下的进气口的频域声功率；依此类推计算出每个转速下的频率声功率按矩阵排列，绘制出加速过程的进气噪声声功率colormap；

所述方法采用的系统，包括传声器、传声器安装支架、转速表、数采设备和PC电脑；

所述传声器安装在传声器安装支架上，并通过BNC线束与数采设备相连；所述转速表输入端连接发动机的转速信号线并输出到数采设备的转速通道；转速表用于获取发动机的实时转速并将转速信号输给数采设备，数采设备用于记录传声器测得的声压信号以及转速表测得的同步转速信号，PC电脑用于控制数采设备，以及计算处理所测得的信号；

所述传声器设有12只，每2只传声器按轴线重合、头对头但保留一定间距的方式组成1对声强探头，共计6对声强探头，安装在传声器安装支架上；

所述传声器安装支架包含3根杆，3根杆两两正交组成空间十字架，按右手定则给所述3根杆规定X、Y、Z三个方向；6对声强探头分别安装在3根杆的每一端，每根杆上则有两对即4只传声器，6对声强探头围成一个立方体形的包络面。

2.根据权利要求1所述的发动机进气噪声声功率测试的方法，其特征在于：所述互功率谱声强算法的公式是：

式中：

声强；

Im(S₁₂)：取每对声强探头上两传声器所测声压的互功率谱密度的虚部；

ω：频率；

ρ₀：媒质密度；

d：传声器间距。

3.根据权利要求1所述的发动机进气噪声声功率测试的方法，其特征在于：所述声功率计算方法是通过声强沿包络面积分得到：

式中：

W：声功率；

立方体包络面上每个平面的声强；

立方体包络面上每个平面的面积。