張力偉　付俊?。?-西安建筑科技大學(xué)信息與控制工程學(xué)院陜西西安710055 -國(guó)家摩托車質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心）

·綜述·

電動(dòng)摩托車及電動(dòng)輕便摩托車用電機(jī)噪聲測(cè)試方法的研究

張力偉1,2付俊俊2
（1-西安建筑科技大學(xué)信息與控制工程學(xué)院陜西西安710055 2-國(guó)家摩托車質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心）

電動(dòng)摩托車及電動(dòng)輕便摩托車（簡(jiǎn)稱電動(dòng)摩托車）用電機(jī)噪聲測(cè)試項(xiàng)目是電動(dòng)摩托車用電機(jī)及控制器測(cè)試項(xiàng)目之一，更是各類電機(jī)的通用試驗(yàn)項(xiàng)目，也是電機(jī)性能的重要評(píng)價(jià)指標(biāo)。正確測(cè)定電機(jī)的噪聲是個(gè)相當(dāng)復(fù)雜的問題，它不僅與測(cè)試方法有關(guān)，還與測(cè)試場(chǎng)地的聲學(xué)環(huán)境條件有關(guān)。根據(jù)電機(jī)尺寸和測(cè)試場(chǎng)地的聲學(xué)環(huán)境，正確選取基礎(chǔ)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，正確安裝電機(jī)和設(shè)置測(cè)點(diǎn)，以及有效地抑制測(cè)試環(huán)境中的背景噪聲，將在很大程度上影響測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性。

電機(jī)噪聲聲壓級(jí)聲功率級(jí)彈性安裝測(cè)點(diǎn)布置

引言

《QC/T 792-2007電動(dòng)摩托車和電動(dòng)輕便摩托車用電機(jī)及控制器技術(shù)條件》是目前我國(guó)電動(dòng)摩托車用電機(jī)及控制器檢測(cè)的唯一標(biāo)準(zhǔn)。目前，機(jī)動(dòng)車公告管理中對(duì)電動(dòng)摩托車檢測(cè)樣車，要求其電機(jī)和控制器單體必須滿足QC/T 792-2007的要求。本標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了電動(dòng)摩托車用電機(jī)及控制器產(chǎn)品檢測(cè)項(xiàng)目33項(xiàng)，而電動(dòng)摩托車用電機(jī)噪聲測(cè)試項(xiàng)目是其中之一。QC/T 792-2007要求電機(jī)懸持在彈性元件上，在額定電壓下空載運(yùn)行，按GB/T 10069.1-2006所規(guī)定的方法進(jìn)行噪聲試驗(yàn)，其噪聲應(yīng)不大于65dB(A)[1]。而《GB/T 10069.1-2006旋轉(zhuǎn)電機(jī)噪聲測(cè)定方法及限值第1部分：旋轉(zhuǎn)電機(jī)噪聲測(cè)定方法》中根據(jù)不同的聲學(xué)環(huán)境條件、不同的背景噪聲等級(jí)、不同的精度等級(jí)和不同的測(cè)試量又引用了不同的基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)。因此，本文將以QC/T 792-2007為基本要求，通過研究GB/T 10069.1-2006和相關(guān)基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)來闡述電動(dòng)摩托車用電機(jī)噪聲測(cè)試方法，并提出注意事項(xiàng)和標(biāo)準(zhǔn)改進(jìn)建議。

1　聲學(xué)基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)的選擇

《QC/T 792-2007電動(dòng)摩托車和電動(dòng)輕便摩托車用電機(jī)及控制器技術(shù)條件》中要求，電動(dòng)摩托車用電機(jī)噪聲測(cè)試方法按照《GB/T 10069.1-2006旋轉(zhuǎn)電機(jī)噪聲測(cè)定方法及限值第1部分：旋轉(zhuǎn)電機(jī)噪聲測(cè)定方法》標(biāo)準(zhǔn)中的要求進(jìn)行試驗(yàn)。而GB/T 10069.1-2006在第5章聲功率級(jí)的測(cè)定中規(guī)定：按照以下類型選擇可使用的聲學(xué)測(cè)量基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)，這些基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了電機(jī)噪聲測(cè)量點(diǎn)的布置以及數(shù)據(jù)處理方法[2]。因此，正確選擇合適的聲學(xué)基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)是準(zhǔn)確、高效測(cè)量電機(jī)噪聲的基本條件。

1）測(cè)試場(chǎng)地不同的聲學(xué)環(huán)境條件；

2）與被試電機(jī)噪聲級(jí)相關(guān)的背景噪聲級(jí)不同的要求；

3）不同的精度等級(jí)；

4）不同的測(cè)試量：聲壓或聲強(qiáng)。

GB/T 10069.1-2006中列出的可以選擇的基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)如下：

1級(jí)精度：GB/T 6881.1-2002，GB/T 6882-2002，GB/T 16404.1-1996；

2級(jí)精度：GB/T 6881.2-2002，GB/T 6881.3-2002，GB/T 3767-1996，GB/T 16538-1996，

GB/T 16539-1996，GB/T 16404.1-1996，GB/T 16404.2-1996；

標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定一般推薦2級(jí)精度的工程法。但是，如果證實(shí)沒有更為精確的方法可用，也可用3級(jí)精度的簡(jiǎn)易法：

3級(jí)精度：GB/T 3768-1996，GB/T 16404.1-1996，GB/T 16404.2-1996，GB/T 16539-1996。

主要基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用場(chǎng)合如表1所示。

表1　聲功率級(jí)測(cè)定程序及其相關(guān)應(yīng)用場(chǎng)合

標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定一般推薦2級(jí)精度的工程法，因此，在基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)的選用上，如果測(cè)試環(huán)境條件允許，盡量選取2級(jí)精度的基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)在5.3附加條件中明確規(guī)定，對(duì)于近似自由場(chǎng)的測(cè)試場(chǎng)地，采用GB/ T 3767-1996或GB/T 3768-1996兩個(gè)基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的聲壓法進(jìn)行測(cè)量時(shí)，可采用GB/T 10069.1-2006附錄C規(guī)定的簡(jiǎn)化測(cè)點(diǎn)的方法進(jìn)行測(cè)量，這樣可以大大簡(jiǎn)化測(cè)點(diǎn)，減少傳聲器數(shù)量。而在這兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)中，選取2級(jí)精度的GB/T 3767-1996基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)更加合適。

GB/T 3767-1996中要求測(cè)試場(chǎng)地聲學(xué)環(huán)境為反射面上方近似自由場(chǎng)。它可以是：

1）滿足GB 6882附錄A的半消聲室：提供一個(gè)反射面上方自由場(chǎng)的試驗(yàn)室。（環(huán)境修正K2可忽略不計(jì)）。

2）室外平坦空地：測(cè)試環(huán)境除反射面外應(yīng)沒有其他反射體，使聲源能夠向反射面上方的自由空間輻射。（需要按照GB/T 3767-1996附錄A要求計(jì)算環(huán)境修正值K2）。

因此，針對(duì)我單位半消聲室的測(cè)試條件，《GB/T 3767-1996聲學(xué)聲壓法測(cè)定噪聲源聲功率級(jí)反射面上方近似自由場(chǎng)的工程法》為最合適的基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)。

注意：當(dāng)GB/T 10069.1-2006與選取的聲學(xué)基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)在測(cè)量方法和要求上有差異時(shí)，以GB/T 10069.1-2006中的要求為準(zhǔn)。

因此，電動(dòng)摩托車電機(jī)噪聲測(cè)試方法的標(biāo)準(zhǔn)采用流程按照優(yōu)先級(jí)從高到低可寫為：

2　電動(dòng)摩托車用電機(jī)噪聲聲壓級(jí)測(cè)量和聲功率級(jí)計(jì)算

電動(dòng)摩托車用電機(jī)噪聲的最終考核結(jié)果為聲功率級(jí)，但是聲功率級(jí)一般無法直接測(cè)量。因此，我們先根據(jù)選取的聲學(xué)基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)《GB/T 3767-1996聲學(xué)聲壓法測(cè)定噪聲源聲功率級(jí)反射面上方近似自由場(chǎng)的工程法》和《GB/T 10069.1-2006附錄C》規(guī)定的簡(jiǎn)化測(cè)點(diǎn)的方法測(cè)量出電機(jī)噪聲聲壓級(jí)后，再根據(jù)GB/T 3767-1996中聲功率級(jí)計(jì)算公式計(jì)算出最終結(jié)果。

2.1電機(jī)的安裝

測(cè)試時(shí)，電機(jī)的安裝有彈性安裝和剛性安裝兩種方式。QC/T 792-2007中規(guī)定，電機(jī)的安裝方式為彈性安裝。

GB/T 10069.1-2006中對(duì)彈性安裝規(guī)定：支撐裝置和被測(cè)電機(jī)組成系統(tǒng)的最高固有頻率應(yīng)低于電機(jī)最低轉(zhuǎn)速相應(yīng)頻率的1/3。安裝電機(jī)的彈性裝置應(yīng)與GB 10068-2000一致。

結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)GB 10068-2000，電動(dòng)摩托車電機(jī)噪聲測(cè)試彈性安裝要求歸納如下：

1）彈性安裝：彈性安裝是指用彈性懸掛或支撐裝置將電機(jī)與地面隔離，標(biāo)準(zhǔn)GB10068中稱其為"自由懸置"。

2）材料種類：彈性懸掛采用彈簧或強(qiáng)度足夠的橡膠帶等，彈性支撐可采用乳膠海綿、膠皮或彈簧等。為了電機(jī)安裝穩(wěn)定和壓力均勻，彈性材料上可加放一塊有一定剛度的平板。但應(yīng)注意，該平板和彈性材料的總質(zhì)量不應(yīng)大于被試電機(jī)的1/10。

3）尺寸：標(biāo)準(zhǔn)中沒有規(guī)定彈性支撐海綿、膠皮墊和剛度過渡平板的尺寸要求，但在使用中，建議按電機(jī)噪聲測(cè)試方法原標(biāo)準(zhǔn)GB/T 10069.1-1988中的相關(guān)要求，即按被試電機(jī)投影面積的1.2倍裁制[3]，或簡(jiǎn)單地按被試電機(jī)長(zhǎng)b（不含軸伸長(zhǎng)）和寬a（不含設(shè)在側(cè)面的接線盒等）各增加10%，作為它們的長(zhǎng)與寬進(jìn)行裁制，即彈性支撐海綿、膠皮墊和剛度過渡平板的尺寸為1.1b×1.1a。

圖1為采用膠皮墊作為彈性支撐的電動(dòng)三輪摩托車直流串勵(lì)電機(jī)。如果電機(jī)質(zhì)量過大使得膠皮墊接觸部位形變明顯，也可在膠皮墊和電機(jī)底座之間放置與膠皮墊一樣大小的剛性過渡板。如圖3所示。圖2為采用膠皮墊和帶彈簧的橡膠底腳作為彈性支撐的電動(dòng)兩輪摩托車輪轂電機(jī)。

圖1　采用膠皮墊/膠皮墊加剛性過渡板的彈性安裝方式

圖2　采用膠皮墊和彈簧橡膠腳作為彈性支撐的電動(dòng)兩輪摩托車輪轂電機(jī)

4）彈性安裝裝置的伸長(zhǎng)量或壓縮量

在彈性安裝狀態(tài)下測(cè)量電機(jī)的噪聲，與彈性安裝裝置的伸長(zhǎng)量或壓縮量有直接的關(guān)系，但標(biāo)準(zhǔn)中沒有直接給出規(guī)定值。GB 10068-2000規(guī)定：“電機(jī)在規(guī)定的條件下運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，沿6個(gè)可能自由度的固有振動(dòng)頻率應(yīng)小于被試電機(jī)相應(yīng)轉(zhuǎn)速頻率的1/3[4]?！盙B/T 10069.1-2006中規(guī)定：“支撐裝置和被測(cè)電機(jī)組成系統(tǒng)的最高固有頻率應(yīng)低于電機(jī)最低轉(zhuǎn)速相應(yīng)頻率的1/3?！边@里按照GB/T 10069.1-2006中的規(guī)定執(zhí)行。（注意：這里的電機(jī)最低轉(zhuǎn)速應(yīng)為噪聲測(cè)試周期內(nèi)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的最低轉(zhuǎn)速，由于電動(dòng)摩托車用電機(jī)噪聲測(cè)試運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)為額定電壓下空載穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，該最低轉(zhuǎn)速應(yīng)為額定電壓下最高空載轉(zhuǎn)速運(yùn)行周期內(nèi)的轉(zhuǎn)速最低值）這種描述對(duì)于一般操作人員很難理解，下面筆者通過理論推導(dǎo)的方式得出當(dāng)電機(jī)采用彈性安裝后，彈性支撐裝置壓縮量的最小值Z（mm）與其額定轉(zhuǎn)速nN（r/min）的關(guān)系。

“電機(jī)及其自由懸置系統(tǒng)沿6個(gè)可能自由度的固有振動(dòng)頻率”用f0(H z)表示，應(yīng)用下述理論公式求出：

式中K——彈性材料的彈性常數(shù)；

m——振動(dòng)系統(tǒng)的質(zhì)量，kg。

由于彈性材料的彈性常數(shù)K=mg/Z，g為重力加速度，取g=9800mm/s2；Z為電機(jī)安裝之后彈性材料的壓縮量（mm）。將這些關(guān)系和數(shù)據(jù)代入式（1）中，得出式（2）。

被試電機(jī)相應(yīng)轉(zhuǎn)速頻率fN(Hz)用下式求?。?/p>

式中n——電機(jī)的轉(zhuǎn)速，r/min。

根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)中“支撐裝置和被測(cè)電機(jī)組成系統(tǒng)的最高固有頻率應(yīng)低于電機(jī)最低轉(zhuǎn)速相應(yīng)頻率的1/3?！钡囊螅?/p>

通過上式（2）、（3）和（4），得出電機(jī)安裝之后彈性懸掛或支撐裝置的伸長(zhǎng)量或壓縮量的Z（mm）與被試電機(jī)相應(yīng)轉(zhuǎn)速n（r/min）的關(guān)系：

GB 10068-2000規(guī)定：根據(jù)被試電機(jī)的質(zhì)量，電機(jī)轉(zhuǎn)速在600~3600r/min范圍內(nèi)，懸置系統(tǒng)應(yīng)具有的彈性位移與轉(zhuǎn)速的關(guān)系如圖3所示。

圖3彈性懸掛或支撐裝置的伸長(zhǎng)量或壓縮量的Z（mm）與被試電機(jī)相應(yīng)轉(zhuǎn)速n（r/min）的關(guān)系

實(shí)際上圖3是根據(jù)式（5）繪制出的。表2給出了幾對(duì)常用值，試驗(yàn)中的電機(jī)轉(zhuǎn)速代入（5）式也可求出最小伸長(zhǎng)或壓縮量。

表2彈性安裝裝置的最小伸長(zhǎng)或壓縮量

2.2電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)

QC/T 792-2007中規(guī)定，電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)為在額定電壓下空載運(yùn)行。標(biāo)準(zhǔn)并未給出空載運(yùn)行的狀態(tài)，因此為了測(cè)量空載運(yùn)行時(shí)的最大噪聲，應(yīng)為空載最高轉(zhuǎn)速運(yùn)行。

2.3測(cè)試設(shè)備

筆者單位使用的測(cè)試設(shè)備為丹麥B&K公司的3053型噪聲振動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)，配合傳聲器可以進(jìn)行電機(jī)噪聲的測(cè)試。圖4為丹麥B&K 3053型噪聲振動(dòng)測(cè)試系統(tǒng),這套系統(tǒng)由B&K 3053噪聲振動(dòng)分析儀、

圖4丹麥B&K 3053型噪聲振動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)

2.4電機(jī)噪聲測(cè)量點(diǎn)的布置

結(jié)合GB/T 10069.1-2006附錄C和GB/T 3767-1996的測(cè)點(diǎn)布置要求可以將測(cè)點(diǎn)的布置方式總結(jié)如下：

根據(jù)GB/T 10069.1-2006中附錄C的規(guī)定，根據(jù)電機(jī)軸中心高度的不同，傳聲器安放測(cè)點(diǎn)的數(shù)目，測(cè)試半徑以及測(cè)試面型式的選取都不一樣，簡(jiǎn)要總結(jié)如表3所示：

表3　旋轉(zhuǎn)電機(jī)噪聲測(cè)定方法簡(jiǎn)化測(cè)點(diǎn)的布置

1）半球面測(cè)試面測(cè)點(diǎn)布置法：將電機(jī)安放在測(cè)量場(chǎng)地中心位置。以電機(jī)在地面上的垂直投影中心為球心，測(cè)面為一個(gè)下扣的半球，傳聲器測(cè)點(diǎn)應(yīng)在這個(gè)半球面上，并使其軸線對(duì)準(zhǔn)球心位置，高度0.25m。測(cè)點(diǎn)分布圖如圖5所示。

圖5　半球面測(cè)點(diǎn)布置法測(cè)點(diǎn)位置

2）平行六面體測(cè)試面測(cè)點(diǎn)布置法：平行六面體測(cè)試面測(cè)點(diǎn)布置法常稱為等效矩形或方箱形面測(cè)點(diǎn)布置法。它可以想象為被試電機(jī)放在一個(gè)方形的包裝箱內(nèi)，該包裝箱的底就是安放被試電機(jī)的地面，所有的測(cè)點(diǎn)就分布在包裝箱上。各測(cè)點(diǎn)距被試電機(jī)表面的距離為1m。對(duì)于較小尺寸的電機(jī)，可在電機(jī)的前、后、左、右及正上方各設(shè)置一個(gè)測(cè)點(diǎn)，距地面的高度為電機(jī)的軸中心高加彈性支撐高度，但最低為0.25m，如圖6所示。

圖6　平行六面體測(cè)試面測(cè)點(diǎn)布置法測(cè)點(diǎn)位置

3）增加測(cè)點(diǎn)布置方法。相鄰測(cè)點(diǎn)間的聲級(jí)差若大于5dB，則應(yīng)在其間增加測(cè)點(diǎn)，直至小于5dB為止。平行六面體增加的測(cè)點(diǎn)位置為原兩點(diǎn)的中間位置或六面體相對(duì)地面投影的頂點(diǎn)位置。

對(duì)較大尺寸的電機(jī)也應(yīng)增加測(cè)點(diǎn)，其測(cè)點(diǎn)間的直線距離不得大于1m。（即僅對(duì)于平行六面體布置的測(cè)量面，相鄰兩個(gè)測(cè)點(diǎn)之間的距離超過1m時(shí)，應(yīng)在左右兩側(cè)增加測(cè)點(diǎn)）。但是這類電機(jī)在電動(dòng)摩托車上基本不可能使用，增加測(cè)點(diǎn)方法如圖7所示。圖8為電動(dòng)摩托車輪轂電機(jī)和小型差速電機(jī)的試驗(yàn)圖。

圖8　電動(dòng)摩托車輪轂電機(jī)和小型差速電機(jī)試驗(yàn)圖

2.5測(cè)量方法

GB/T 3767-1996中規(guī)定：在聲源工作的典型周期上（電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)為在額定電壓下空載運(yùn)行）觀察時(shí)間平均聲壓級(jí)，在測(cè)試的頻率范圍內(nèi)，在每個(gè)傳聲器位置上讀取時(shí)間平均聲壓級(jí)[5]。測(cè)量以下量：

b)背景噪聲的A計(jì)權(quán)聲壓級(jí)。

對(duì)中心頻率160Hz及其以下的頻帶，觀察周期應(yīng)至少30s，對(duì)中心頻率200Hz及其以上的頻帶，觀察周期至少為10s。我們可以通過計(jì)算被測(cè)量聲源的中心頻率來確定觀察周期（測(cè)量時(shí)間），也可以全部以30s作為觀察周期。下圖為一組輪轂電機(jī)的5點(diǎn)A計(jì)權(quán)聲壓級(jí)測(cè)試數(shù)據(jù)。的測(cè)試方法與一樣，只是電機(jī)處于不工作狀態(tài)，測(cè)試結(jié)果也為5組傳聲器的測(cè)試數(shù)據(jù)。圖9為某輪轂電機(jī)測(cè)試數(shù)據(jù)。注意：為了減少背景噪聲的影響，應(yīng)盡量采用噪聲值較小的直流源或蓄電池組作為電機(jī)動(dòng)力電源。

圖9　一組輪轂電機(jī)的5點(diǎn)A計(jì)權(quán)聲壓級(jí)測(cè)試數(shù)據(jù)（68.1、68.8、69.2、68.7、68.8）（dB（A））

2.6表面聲壓級(jí)和聲功率級(jí)的計(jì)算

在現(xiàn)行的電機(jī)噪聲考核標(biāo)準(zhǔn)中，大部分采用聲功率級(jí)，少部分采用聲壓級(jí)。這是因?yàn)?，聲功率?jí)只與聲源的功率有關(guān)；而聲壓級(jí)則與聲壓和測(cè)量點(diǎn)到聲源的距離兩個(gè)因素有關(guān)，即在給出聲壓級(jí)數(shù)值的同時(shí)，還應(yīng)給出測(cè)量距離，所以表述不如聲功率級(jí)方便。電動(dòng)摩托車用電機(jī)噪聲測(cè)試方法采用聲功率級(jí)作為試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行最終考核。

1）測(cè)量表面平均聲壓級(jí)的計(jì)算。測(cè)量表面平均聲壓級(jí)和測(cè)量表面平均背景噪聲聲壓級(jí)用式（6）和式（7）計(jì)算：

L"p——測(cè)量表面平均背景噪聲聲壓級(jí)，dB；

L'pi——在第i個(gè)傳聲器上測(cè)得的聲壓級(jí)，dB；

L"pi——在第i個(gè)傳聲器上測(cè)得的背景噪聲聲壓級(jí)，dB；

N——傳聲器位置數(shù)目。

2）背景噪聲修正。修正值K1用式（8）計(jì)算：

3）表面聲壓級(jí)計(jì)算。表面聲壓級(jí)Lp按式（9）計(jì)算：

這里的環(huán)境修正K2在測(cè)試場(chǎng)地為半消聲室的情況下可忽略不計(jì)。

4）最終聲功率級(jí)的計(jì)算。聲功率級(jí)LW按式（10）計(jì)算：

S——測(cè)量表面的面積，m2；

S0——單位面積，1m2。

對(duì)于測(cè)點(diǎn)距離聲源中心（半徑）為1m的半球面，S=6.28m2，對(duì)于半徑為0.4m的半球面，S=1.00m2。我們可以看出，當(dāng)半徑為1m時(shí)］近似為8dB， LW比近似大8dB；當(dāng)半徑為0.4m時(shí)，10lg］近似為0.021，可以認(rèn)為在測(cè)點(diǎn)半徑為0.4m時(shí)，表面聲壓級(jí)近似等于聲功率級(jí)。

以2.5中某輪轂電機(jī)5點(diǎn)法測(cè)得的數(shù)據(jù)為例，聲功率級(jí)計(jì)算結(jié)果如表4所示。

表4某輪轂電機(jī)5點(diǎn)法噪聲測(cè)試結(jié)果dB（A）

因此，該電動(dòng)兩輪摩托車用輪轂電機(jī)測(cè)試結(jié)果超出65dB（A）的限值，測(cè)量結(jié)果為不合格。

2.7測(cè)試數(shù)據(jù)與建議

2.7.1電動(dòng)摩托車及電動(dòng)輕便摩托車用幾種特殊電機(jī)測(cè)試數(shù)據(jù)

目前，國(guó)內(nèi)電動(dòng)摩托車及電動(dòng)輕便摩托車常用的電機(jī)型式主要為：電動(dòng)兩輪摩托車和電動(dòng)兩輪輕便摩托車用輪轂式永磁無刷直流電機(jī)，電動(dòng)三輪摩托車和電動(dòng)三輪輕便摩托車用差速式永磁無刷直流電機(jī)。其中電動(dòng)兩輪摩托車用輪轂電機(jī)額定轉(zhuǎn)速在680r/min~850r/min之間，電動(dòng)三輪摩托車和電動(dòng)三輪輕便摩托車用差速電機(jī)額定轉(zhuǎn)速在2 500r/min~ 6 000r/min之間。除此之外，也有些電動(dòng)兩輪摩托車或大功率電動(dòng)兩輪摩托車采用皮帶或者軸傳動(dòng)的中置式電機(jī)。表5是隨機(jī)抽取10臺(tái)不同類型常用電機(jī)的聲功率級(jí)測(cè)試結(jié)果。

表5　不同類型常用電機(jī)的聲功率級(jí)噪聲測(cè)試結(jié)果

從表5可以看出，從隨機(jī)抽取的10臺(tái)電機(jī)中，只有兩臺(tái)功率較小的電機(jī)噪聲測(cè)量結(jié)果滿足65dB（A）的限值要求。

2.7.2噪聲測(cè)試數(shù)據(jù)超標(biāo)原因分析

結(jié)合現(xiàn)行國(guó)家電機(jī)噪聲測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，電動(dòng)摩托車用電機(jī)產(chǎn)品特性、功率和額定轉(zhuǎn)速范圍，以及A計(jì)權(quán)的測(cè)量特性分析測(cè)試數(shù)據(jù)超標(biāo)原因有以下幾點(diǎn)：

1）與電動(dòng)自行車、電動(dòng)輕便摩托車用小功率電機(jī)相比，電動(dòng)摩托車用電機(jī)電壓高，功率大，轉(zhuǎn)速高。GB 7258-2012中要求電動(dòng)摩托車最大設(shè)計(jì)車速大于50km/h，或其電動(dòng)機(jī)最大輸出功率總和大于4kW。因此，為了滿足此要求，電動(dòng)兩輪摩托車用輪轂電機(jī)額定電壓和額定功率大部分保持在48V/ 60V；1 200W/1 500W。電動(dòng)三輪摩托車用差速電機(jī)額定電壓和額定功率基本在60V，1 800W以上。相同的特點(diǎn)是功率大、轉(zhuǎn)速高，因此噪聲測(cè)量結(jié)果必然會(huì)高。

2）與現(xiàn)行國(guó)家電機(jī)噪聲測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)相比，QC/T 792-2007中針對(duì)電動(dòng)摩托車及電動(dòng)輕便摩托車用電機(jī)噪聲測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)限值更加嚴(yán)格。QC/T 792-2007中引用《GB/T 10069.1-2006旋轉(zhuǎn)電機(jī)噪聲測(cè)定方法及限值第1部分：旋轉(zhuǎn)電機(jī)噪聲測(cè)定方法》作為測(cè)量方法，但未引用其限值部分《GB 10069.3-2008旋轉(zhuǎn)電機(jī)噪聲測(cè)定方法及限值第3部分：噪聲限值》。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 10069.3-2008規(guī)定的旋轉(zhuǎn)電機(jī)噪聲限值如圖10所示。

圖10　 GB 10069.3-2008中規(guī)定的不同電機(jī)的噪聲限值[6]

我們可以看出，對(duì)于絕大多數(shù)電動(dòng)兩輪摩托車用1 200W/1 500W，680r/min~850r/min的輪轂電機(jī)其噪聲限值為74dB（A）。而對(duì)于大多數(shù)2kW~5kW，2 500r/min~5 000r/min的電動(dòng)三輪摩托車差速電機(jī)來說，其限值分別為85dB（A）、89dB（A）和86dB（A）、93dB（A）。

3）電機(jī)特性與A計(jì)權(quán)測(cè)量原理共同決定。在測(cè)量中發(fā)現(xiàn)，電動(dòng)兩輪摩托車用輪轂電機(jī)和電動(dòng)三輪摩托車用差速電機(jī)噪聲多為高頻段噪聲，也就是說噪聲表現(xiàn)非常尖銳。測(cè)試結(jié)果較高與A計(jì)權(quán)的測(cè)量原理有直接聯(lián)系。聲級(jí)的計(jì)權(quán)是指使用儀器對(duì)人耳所能聽到的聲音頻率范圍內(nèi)，不同頻率段的聲級(jí)進(jìn)行不同的衰減。有3種計(jì)權(quán)方式，即A、B、C，其中A計(jì)權(quán)是對(duì)低頻段進(jìn)行較大衰減、對(duì)高頻段較少衰減直至不衰減的一種計(jì)權(quán)方式，它較準(zhǔn)確地反映了人耳對(duì)不同頻率噪聲的反應(yīng)程度，即對(duì)于相同聲壓或聲功率的聲音，人耳對(duì)頻率較高的反應(yīng)較靈敏，而對(duì)頻率較低的反映不太靈敏；B計(jì)權(quán)是對(duì)低頻進(jìn)行少量衰減；C計(jì)權(quán)是所有頻率都不衰減[7]。電機(jī)噪聲測(cè)試采用A計(jì)權(quán)，正好對(duì)高頻段噪聲靈敏度較高，這是噪聲超標(biāo)的主要原因之一。因此，為了減少電動(dòng)摩托車用電機(jī)噪聲，應(yīng)從減少高頻段噪聲上下功夫。

2.7.3標(biāo)準(zhǔn)改進(jìn)建議

針對(duì)我國(guó)電動(dòng)摩托車和電動(dòng)輕便摩托車用電機(jī)測(cè)試唯一標(biāo)準(zhǔn)《QC/T 792-2007電動(dòng)摩托車和電動(dòng)輕便摩托車用電機(jī)及控制器技術(shù)條件》，在噪聲測(cè)試項(xiàng)目中有以下幾點(diǎn)建議：

1）是否可結(jié)合電機(jī)噪聲國(guó)家測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)和我國(guó)電動(dòng)摩托車用電機(jī)產(chǎn)品噪聲實(shí)際水平提高標(biāo)準(zhǔn)限值。

2）對(duì)于一些無法穩(wěn)定運(yùn)行在空載轉(zhuǎn)速的電機(jī)如直流串勵(lì)電機(jī)，是否考慮帶負(fù)載運(yùn)行狀態(tài)下的噪聲測(cè)量。

3）對(duì)于帶減速器的差速電機(jī)，是否考慮帶變速機(jī)構(gòu)的噪聲測(cè)量。

4）是否可根據(jù)車輛型式、電機(jī)額定功率和額定轉(zhuǎn)速，驅(qū)動(dòng)電機(jī)數(shù)量進(jìn)行限值劃分。

3　結(jié)束語

隨著電動(dòng)摩托車檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)的不斷加嚴(yán)和電動(dòng)摩托車及其零部件專項(xiàng)檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)的逐漸制定。與摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)一樣，電動(dòng)摩托車用電機(jī)的強(qiáng)制性產(chǎn)品認(rèn)證要求勢(shì)在必行。因此，電動(dòng)摩托車整車及其電機(jī)、控制器等相關(guān)零部件產(chǎn)品的技術(shù)提升是電動(dòng)摩托車發(fā)展的必由之路。

1全國(guó)汽車標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì).QC/T 792-2007電動(dòng)摩托車和電動(dòng)輕便摩托車用電機(jī)及控制器技術(shù)條件[S].北京：中國(guó)計(jì)劃出版社，2008

2全國(guó)旋轉(zhuǎn)電機(jī)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì).GB/T 10069.1-2006旋轉(zhuǎn)電機(jī)噪聲測(cè)定方法及限值第1部分：旋轉(zhuǎn)電機(jī)噪聲測(cè)定方法[S].北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2006

3全國(guó)旋轉(zhuǎn)電機(jī)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì).GB 10069.1-1988旋轉(zhuǎn)電機(jī)噪聲測(cè)定方法及限值噪聲工程測(cè)定方法[S].北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，1988

4全國(guó)旋轉(zhuǎn)電機(jī)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì).GB 10068-2000軸中心高為56mm及以上電機(jī)的機(jī)械振動(dòng)振動(dòng)的測(cè)量、評(píng)定及限值[S].北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2000

5全國(guó)聲學(xué)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì).GB/T 3767-1996聲學(xué)聲壓法測(cè)定噪聲源聲功率級(jí)反射面上方近似自由場(chǎng)的工程法[S].北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，1996

6全國(guó)旋轉(zhuǎn)電機(jī)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì).GB 10069.3-2008旋轉(zhuǎn)電機(jī)噪聲測(cè)定方法及限值第3部分：噪聲限值[S].北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2008

7才家剛,吳亞琪.電機(jī)試驗(yàn)技術(shù)及設(shè)備手冊(cè)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2011

Research on theMeasurementMethod of AirborneNoise Emitted byMotor for ElectricMotorcyclesand ElectricMopeds

Zhang Liwei1,2,Fu Junjun2
1-Schoolof Information and Control Engineering,Xi`an University ofArchitectureand Technology(Xi'an,Shanxi, 710055,China)2-China NationalMotorcycle Testing Center

Motor noise test for electric motorcycles and electric mopeds(hereinafter referred to as electric motorcycles)is one of themotors and controllers test items for electricmotorcycles.Motor noise test is one of themotor general test items too.It is an important evaluation index ofmotor performance.How to correctly determinemotor noise isa very complicated problem.It isnotonly related to the testmethod,butalso related to the acoustic environmentof the test room.Correct selection of base teststandard,properly installedmotor and effectively restraining thebackground noisewill influence theaccuracy of the test results.

Motor noise,Sound pressure level,Sound power level,Elasticmounting,Microphone arrangement

U483

A

2095-8234（2016）02-0068-09

2016-02-03）

張力偉(1984-),男，工程師，主要研究方向?yàn)樾履茉措妱?dòng)車及電機(jī)、控制器、蓄電池、充電器等電器零部件檢測(cè)與產(chǎn)品應(yīng)用技術(shù)。