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| 标准编号 | GB/T 1859.2-2015 (GB/T1859.2-2015) | | 中文名称 | 往复式内燃机 声压法声功率级的测定 第2部分:简易法 | | 英文名称 | Reciprocating internal combustion engines -- Measurement of sound power level using sound pressure -- Part 2: Survey method | | 行业 | 国家标准 (推荐) | | 中标分类 | J93 | | 国际标准分类 | 27.020 | | 字数估计 | 23,296 | | 发布日期 | 2015-12-10 | | 实施日期 | 2016-07-01 | | 旧标准 (被替代) | GB/T 1859-2000部分 | | 引用标准 | GB/T 3785.1; GB/T 4129; GB/T 6072.1; GB/T 6072.3; GB/T 15173 | | 起草单位 | 上海内燃机研究所 | | 归口单位 | 全国内燃机标准化技术委员会 | | 标准依据 | 国家标准公告2015年第38号 | | 提出机构 | 中国机械工业联合会 | | 发布机构 | 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局、中国国家标准化管理委员会 | | 范围 | 本部分规定了往复式内燃机声功率级的测定方法-简易法。本部分适用于GB/T 6072.1适用范围的往复式内燃机, 以及尚无合适标准可使用的其他内燃机。 | GB/T 1859.2-2015
Reciprocating internal combustion engines.Measurement of sound power level using sound pressure.Part 2: Survey method
ICS 27.020
J93
中华人民共和国国家标准
部分代替GB/T 1859-2000
往复式内燃机 声压法声功率级的测定
第2部分:简易法
2015-12-10发布
2016-07-01实施
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局
中国国家标准化管理委员会发布
目次
前言 Ⅲ
引言 Ⅳ
1 范围 1
2 规范性引用文件 1
3 术语和定义 1
4 声学环境 3
4.1 总则 3
4.2 背景噪声准则 3
4.3 测试环境声学合适性准则 3
5 测量仪器 3
5.1 总则 3
5.2 校准 4
5.3 使用 4
6 安装和工作条件 4
6.1 总则 4
6.2 安装条件 4
6.3 工作条件 4
7 测量 5
7.1 总则 5
7.2 测量不确定度 5
7.3 基准体 5
7.4 测量距离 5
7.5 测量表面及面积 5
7.6 传声器位置 5
7.7 传声器位置合适性准则 8
8 计算 8
8.1 总则 8
8.2 测得的声压级平均值标准偏差的计算 8
8.3 声功率级的计算 9
9 记录内容 10
10 报告 10
附录A(规范性附录) 声学环境鉴定方法 11
附录B(规范性附录) 基准气象状况声功率级 14
参考文献 15
前言
GB/T 1859《往复式内燃机 声压法声功率级的测定》分为4个部分:
---第1部分:工程法;
---第2部分:简易法;
---第3部分:半消声室精密法;
---第4部分:使用标准声源简易法。
本部分为GB/T 1859的第2部分。
本部分按照GB/T 1.1-2009给出的规则起草。
本部分代替GB/T 1859-2000《往复式内燃机 辐射的空气噪声测量 工程法及简易法》中的简
易法部分。
本部分与GB/T 1859-2000相比,主要技术变化如下:
---删除了“工程法”的相关内容;
---增补了“术语和定义”的条目;
---修改了“声学环境”的规定;
---增补了“测量仪器”的规定;
---修改并增补了“安装和工作条件”的规定;
---修改并增补了“测量”的规定;
---增补了“计算”的规定;
---增补了“记录内容”的条目;
---修改了“报告”的规定;
---删除了GB/T 1859-2000中的附录A和附录B;
---增加了附录A(规范性附录)《声学环境鉴定方法》和附录B《标准基准状况声功率级》。
本部分由中国机械工业联合会提出。
本部分由全国内燃机标准化技术委员会(SAC/TC177)归口。
本部分起草单位:上海内燃机研究所、上汽集团商用车技术中心、潍柴动力股份有限公司、同济大
学、安徽工业大学、浙江大学、宁波雪龙车用零件检测有限公司、天津内燃机研究所。
本部分主要起草人:吴旭陵、袁卫平、胡爱华、姜晓敏、陈民忠、余晓流、张兴权、袁自遥、周毅、
郝志勇、叶怀汉、韩峰、景亚兵、刘宝华、赵世立。
本部分所代替标准的历次版本发布情况为:
---GB/T 1859-1980、GB/T 1859-1989、GB/T 1859-2000;
---GB/T 8194-1987。
引 言
GB/T 1859的本部分是声压法测定往复式内燃机声功率级的系列标准之一。该系列标准规定了
一种在包络声源的测量表面上测量声压级以计算声功率级的方法。
声功率级测定结果与测试环境和声源的安装条件基本无关,这是用声功率级表征各种类型机器和
设备噪声辐射的一个重要原因。
声功率级有如下用途:
---规定条件下机器辐射噪声的标示;
---噪声标示值的验证;
---各种型号和尺寸的机器辐射噪声的比较;
---与购买合同或规范中规定的噪声限值的比较;
---降低机器辐射噪声工程措施的制定(一般还需提供频带声功率级);
---指定位置噪声声压级的预测。
表1给出了本系列标准包络表面法适用的三种准确度等级的声功率级测定方法,测定结果精确到
0.1dB。本部分规定的方法允许测定A计权声功率级,准确度为3级。
表1 声压法测定往复式内燃机声功率级的国家标准一览表
参数
GB/T 1859.3 GB/T 1859.1 GB/T 1859.2 GB/T 1859.4
半消声室精密法 工程法 简易法 使用标准声源简易法
1级 2级 3级 3级
测试环境
1个反射面
上方的自由场
1个反射面
上方的近似自由场
1个反射面
上方的声场
多个反射面的声场
声源体积
最好小于测试
房间容积的0.5%
无限制;取决于测试环境
背景噪声准则a
ΔLp ≥10dB ΔLp ≥6dB ΔLp ≥3dB
K1≤0.5dB K1≤1.3dB K1≤3.0dB
测试环境声学合适性准则b 特殊要求 K2≤4dB K2≤7dB 特殊要求
传声器位置合适性准则c sL'pm() ≤1/2dB sL'pm() ≤ 2/2dB sL'pm() ≤1dB sL'pm() ≤ 2dB
测量仪器d
声级计/滤波器/声校准器
1级/1级/1级 2级/2级/1级
可获得的声功率级 A计权或频带 A计权
用途
声功率级校准试验;
工程措施的制定
声功率级验收试验;
工程措施的制定
声功率级比较试验
a 本部分的声压级差值ΔLp和背景噪声修正K1参见8.3.2。
b 本部分的环境修正K2参见8.3.3。
c 本部分的均值偏差sL'pm()参见7.7。
d 本部分的仪器要求参见第5章。
表2给出了声功率级测量不确定度限值(再现性标准偏差的上限)。它们反映了测量不确定度的综
合效应,但不包括被测声源的安装条件与运转工况等因素引起的声功率级变化。
在往复式内燃机的噪声控制中,相关各方(包括制造方、安装方以及使用方等)必须进行声学信息的
有效交流,这些声学信息通过测量得到。只有在规定的测量条件下得到明确的声学量,并采用标准规定
的测量仪器和方法所测量的结果才是有效的。因此,选用这些标准时,应根据噪声测量目的和测量条件
作出最佳选择。
表2 声功率级测量不确定度限值(再现性标准偏差的上限) 单位为分贝
中心频率/Hz
倍频程 1/3倍频程
GB/T 1859.3
半消声室精密法
1级
GB/T 1859.1
工程法
2级
GB/T 1859.2
简易法
3级
GB/T 1859.4
使用标准声源简易法
3级
63 50~80 2.0 5.0
125 100~160 1.5 3.0
250 200~315 1.5 2.0
500 400~630 1.5 1.5
1000~4000 800~5000 1.0 1.5
8000 6300~10000 1.5 2.5
A计权 1.0 1.5 3.0 4.0
往复式内燃机 声压法声功率级的测定
第2部分:简易法
1 范围
GB/T 1859的本部分规定了往复式内燃机声功率级的测定方法---简易法。
本部分适用于GB/T 6072.1适用范围的往复式内燃机(以下除特别说明外,简称发动机),以及尚
无合适标准可使用的其他内燃机。
2 规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文
件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
GB/T 3785.1 电声学 声级计 第1部分:规范
GB/T 4129 声学 用于声功率级测定的标准声源的性能与校准要求
GB/T 6072.1 往复式内燃机 性能 第1部分:功率、燃料消耗和机油消耗的标定及试验方法
通用发动机的附加要求
GB/T 6072.3 往复式内燃机 性能 第3部分:试验测量
GB/T 15173 电声学 声校准器
3 术语和定义
GB/T 3785.1、GB/T 6072.1界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
3.1
声压 soundpressure
瞬态压力和静态压力之间的差值,单位为帕(Pa)。
3.2
声压级 soundpressurelevel
Lp
声压p的平方与基准声压p0的平方之比的以10为底的对数乘以10,单位为分贝(dB)。基准声压
p0为20μPa。
Lp=10lg
p2
p20
(1)
注:如有GB/T 3785.1规定的特殊频率计权和时间计权,用合适的下标,如LpA表示A计权声压级。
3.3
Lp,T
声压p的平方在测量的时间间隔T 内(从t1到t2)积分值平均后与基准声压p0的平方之比的以10
为底的对数乘以10,单位为分贝(dB)。基准声压p0为20μPa。
Lp,T =10lg
T∫
t2
t1
p2(t)dt
p20
êê
úú
(2)
注1:通常省略下标“T”,因为时间平均声压级必须在某一测量时间间隔内测定。
注2:时间平均声压级经常是A计权,在这种情况下以LpA,T表示,缩写为LpA。
3.4
Lp
经背景噪声修正和环境修正,测量表面上所有传声器位置处时间平均声压级的能量平均,单位为分
贝(dB)。
3.5
用于确定时间平均声压级,被测声源一个或多个运转时期或运转周期,单位为秒(s)。
3.6
声自由场 acousticfreefield
均匀的各向同性的媒质中,边界影响可忽略不计的声场。
注:实际上的声自由场是在测试的频率范围内边界或其他物体的反射可忽略不计的声场。
3.7
反射面 reflectingplane
被测声源位于其上的声反射平坦的表面。
3.8
一个无限大反射面上方半空间中的声自由场,其中无其他任何障碍物。
3.9
中心频率为63Hz~8000Hz的倍频程(50Hz~10000Hz的1/3倍频程)所覆盖的频率范围。
3.10
基准体 referencebox
恰好包络声源且终止于一个反射面(地面)上的最小假想矩形六面体。
3.11
测量距离 measurementdistance
基准体与假想矩形六面体测量表面之间的垂直距离。
3.12
测量表面 measurementsurface
包络声源、面积为S、测点位于其上、用来测量声压级的一个假想矩形六面体的外表面,量表面终止
于反射面(地面)。
3.13
背景噪声 backgroundnoise
来源于除被测声源以外的所有噪声。
注:背景噪声包括空气声、结构振动声以及仪器电噪声。
3.14
K1
背景噪声对测量表面传声器位置处表面声压级影响的修正量,单位为分贝(dB)。
注:在A计权情况下,用K1A表示。
3.15
K2
由声反射对测量表面传声器位置处表面声压级影响的修正量,单位为分贝(dB)。
注:在A计权情况下,用K2A表示。
3.16
声功率 soundpower
通过一个表面,微元上的声压p和法向质点速度un的乘积在整个表面上的积分,单位为瓦(W)。
注:大小与单位时间内声源辐射空气声能量的速率有关。
3.17
声功率级 soundpowerlevel
LW
声功率W 与基准声功率W0之比的以10为底的对数乘以10,单位为分贝(dB)。基准声功率W0
为1pW。
LW =10lg
W0
(3)
注:在A计权情况下,用LWA表示。
4 声学环境
4.1 总则
本部分适用的测试环境为一个完全隔离背景噪声并满足4.3要求的房间或室外平坦空地。
应避免环境条件对传声器的不利影响(如风、气流冲击、高温或低温等),还应遵循测量仪器制造商
对不利环境条件的指示;应采取措施确保任何反射面不会因振动而引起明显的声辐射。
4.2 背景噪声准则
在传声器位置上平均后的背景噪声时间平均声压级应比未修正的被测声源时间平均声压级(以下
除特别说明外,简称声压级)至少低3dB,最好低10dB以上。
4.3 测试环境声学合适性准则
附录A规定了环境修正K2的测定方法。
如K2A≤7dB,则满足本部分测试环境声学合适性准则要求;否则测量无效。
5 测量仪器
5.1 总则
包括传声器、电缆和风罩(如有)在内的测量系统应至少满足 GB/T 3785.1规定的2级仪器的
要求。
5.2 校准
每次系列测量前后,每个传声器应在测试频率范围内一个或多个频率上用声校准器对整个测量系
统进行校准,声校准器应至少满足GB/T 15173规定的1级仪器的要求。每次系列测量前后测量系统
不作调整的校准读数的差值应小于或等于0.5dB,否则系列测量无效。
满足要求的测量系统、声校准器和满足GB/T 4129要求的标准声源,每隔一定时间应依据相应的
标准进行检定。
除非国家法规另有规定,声校准器的检定间隔不超过1年,测量系统和标准声源的检定间隔不超过2年。
5.3 使用
噪声测量时,为减少观测者对测量的影响,传声器可安装在不与振动表面相联的刚性机架或支座
上,其取向应始终与校准时的声波入射角相同且指向测量体(与该传声器位置相关的单元测量体)中心。
应使用满足要求的积分声级计测量时间平均声压级。如使用声级计测量时间计权声压级,被测声
源稳态运转时用时间计权S(慢),被测声源非稳态(如发动机升/降速工况)运转时用时间计权F(快),
这时测得的(平均)值可代表时间平均声压级。
时间平均声压级的测量时间间隔至少10s,最好20s或更长。
6 安装和工作条件
6.1 总则
发动机的安装和工作条件对被测声源的声功率辐射产生很大影响,本部分规定了最大限度地减小
引起声功率级变化的安装和工作条件。
6.2 安装条件
发动机安装在反射面(地面)上,基准体与对应墙面、天花板间的距离应大于0.5m。
噪声辐射与发动机的支撑方式、测功设备的联接方式和安装高度等有关。如安装基座是刚性的,发
动机宜与安装基座弹性联接;如安装基座是弹性的,发动机允许与安装基座刚性联接。发动机宜与测功
设备弹性联接,其最低声辐射表面(通常是油底壳底部)与地面间距离应小于或等于0.5m。
6.3 工作条件
6.3.1 工作状况
噪声辐射与发动机安装的辅助装置有关,空气滤清器、排气消声器和冷却风扇等是否安装应予记录
并在报告中说明。齿轮箱或对发动机进行加载的任何从动机械应在报告中说明。齿轮箱或从动机械辐
射的噪声应作为附加噪声处理。
注:排气消声器排气噪声声功率级测定参见ISO 15619。
某些特定用途(如摩托车用)发动机,若需用设备或非基本辅助装置(如用鼓风机进行冷却)才能进
行台架试验,则应将这些设备或非基本辅助装置噪声作为附加噪声处理,或者暂时关闭这些设备或非基
本辅助装置,但应确保发动机能正常运转。
附加噪声是背景噪声的一部分,应采取适当措施降低其影响,以符合4.2的规定。如在附加噪声频
率范围内用传输能力较低的高致密材料将结构表面屏蔽或罩盖,用消声器降低气体动力性噪声。
6.3.2 运转工况
噪声测量时,发动机应在ISO 标准基准状况下按GB/T 6072.1规定的ISO 标准功率及相应转速稳
定运转,此时发动机油温、冷却介质温度稳定,环境和进气温度不得高于45℃。
如需要,也可在升/降速工况或其他工况下进行噪声测量,并在报告中说明。
发动机功率及相应转速的测量应按GB/T 6072.3规定进行。
7 测量
7.1 总则
本部分规定了一个反射面上方的声场条件下,在包络声源的测量表面上测量时间平均声压级以计
算声源声功率级的方法---简易法(3级准确度),可用于比较试验。
噪声测量时,应先确定基准体和测量距离以确定测量表面并布置传声器位置。
测得的量包括被测声源工作时的声压级和被测声源不工作时的背景噪声声压级。
7.2 测量不确定度
按本部分规定测定的声功率级测量不确定度(再现性标准偏差的上限)为3.0dB。
7.3 基准体
确定基准体时,可将发动机上非重要声能辐射体的凸出部分忽略。为安全起见,基准体允许大到足
以包住危险区,如一台另外的固定机械的运动件。
7.4 测量距离
位于声学条件不利的声源(如有许多反射体、背景噪声较高),可选择较小的测量距离;位于声学条
件满足的声源,可选择较大的测量距离。
测量距离d推荐1m,至少0.125m;优先按0.125m、0.25m、0.5m、1m、2m、4m、8m数系选择;
也可按0.125m、0.16m、0.2m、、5m、6.3m、8m数系选择。测量表面与墙面和天花板间的距离应大
于或等于0.125m。
注:较小的测量距离可能难以满足传声器位置合适性准则,参见7.7。
7.5 测量表面及面积
矩形六面体测量表面的面积S按式(4)计算,单位为平方米(m2):
S=4ab+bc+ca() (4)
式中:
a=0.5l1+d;
b=0.5l2+d;
c=l3+d。
其中:
l1、l2、l3---分别为基准体的长、宽、高,单位为米(m)。
7.6 传声器位置
将测量表面的每一个面细分为尽可能少的等尺寸矩形面积单元,面积单元的最大边长为kd,k为
尺寸比数,应小于或等于3,见图1。本部分规定传声器位置位于每个面积单元的中心(落入反射面的位
置除外),传声器位置布置典型示例见图2~图6,其他类型也可用这种方法得到。
注1:减小尺寸比数直至增加矩形面积单元以增加传声器位置的数目通常可降低声压级均值偏差(见7.7)。
注2:图2~图6中发动机大小是相对测量距离而言,并不反映其绝对大小。
如某个位置因机械障碍(如传动轴、从动机械等)、安全原因或气流等的不利影响而无法布置传声器
或不允许测量,则应另选一个可行的接近位置,并在报告中说明[见9d)2)]。
图1 测量表面传声器位置
l1≤(k-2)d,l2≤(k-2)d,l3≤(k-1)d;1个单元测量体。
图2 小型发动机测量表面和传声器位置示意图
l1≤(k-2)d,l2≤(k-2)d,(k-1)d< l3≤(2k-1)d;2个单元测量体。
图3 小型立式发动机测量表面和传声器位置示意图
2(k-1)d< l1≤(3k-2)d,l2≤(k-2)d,l3≤(k-1)d;3个单元测量体。
图4 长型发动机测量表面和传声器位置示意图
(k-2)d< l1≤2(k-1)d,(k-2)d< l2≤2(k-1)d,(k-1)d< l3≤(2k-1)d;8个单元测量体。
图5 中型发动机测量表面和传声器位置示意图
2(k-1)d< l1≤(3k-2)d,(k-2)d< l2≤2(k-1)d,(k-1)d< l3≤(2k-1)d;12个单元测量体。
图6 大型发动机测量表面和传声器位置示意图
7.7 传声器位置合适性准则
如发动机工作时所有传声器位置处测得的声压级平均值的标准偏差sL'pm()(简称声压级均值偏
差,见8.2)小于或等于1.0dB,则满足传声器位置合适性准则要求;否则测量无效。
注1:所有传声器位置处测得的声压级平均值与测得的表面声压级不完全相同,但测得的声压级均值偏差反映了声
学条件、声源特性、测量距离、传声器位置及其数目等......
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