一种半消声室平板钢带试验机测试轮胎噪声的装置及方法
阅读说明：本技术 一种半消声室平板钢带试验机测试轮胎噪声的装置及方法 (Device and method for testing tire noise by using semi-anechoic chamber flat steel belt testing machine ) 是由 刘坤 王君 张勇 杨洪涛 黄娜 邱昌峰 周磊 徐超 田苗 于 2021-07-22 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种半消声室平板钢带试验机测试轮胎噪声的装置及方法,属于轮胎制造技术领域。包括轮胎,所述轮胎的轮轴上安装压力传感器；还包括设置在地平面上的半消音室,设置在地平面下的地下室,所述地下室内部设置运输带,所述运输带上表面与所述地平面平齐,运输带通过驱动电机驱动,运输带表面设置模拟路面的纹理；所述半消音室内位于运输带的一侧设置用于采集噪音的麦克风和用于给轮胎加载重力以模仿车身重量的液压加载装置,通过所述传感器来获得液压加载装置加载压力的大小。本发明能够较好的模拟实车状态,使得轮胎噪音测试的值较真实；且测试费用低、受外在因素影响低。(The invention discloses a device and a method for testing tire noise by a semi-anechoic chamber flat steel belt testing machine, belonging to the technical field of tire manufacturing. The tire comprises a tire, wherein a pressure sensor is mounted on an axle of the tire; the device comprises a basement, a driving motor, a semi-anechoic chamber and a conveyer belt, wherein the semi-anechoic chamber is arranged on the ground level, the basement is arranged below the ground level, the conveyer belt is arranged in the basement, the upper surface of the conveyer belt is flush with the ground level, the conveyer belt is driven by the driving motor, and the surface of the conveyer belt is provided with textures simulating a road surface; and a microphone for collecting noise and a hydraulic loading device for loading gravity on the tire to simulate the weight of a vehicle body are arranged on one side of the conveying belt in the semi-silencing chamber, and the loading pressure of the hydraulic loading device is obtained through the sensor. The invention can better simulate the real vehicle state, so that the value of the tire noise test is more real; and the test cost is low and the influence of external factors is low.)
技术领域
本发明涉及轮胎制造技术领域，具体涉及一种半消声室平板钢带试验机测试轮胎噪声的方法及装置。
背景技术
现有常用的轮胎噪声测试方法分为以下三种：
1.室外空气噪声测试：试验场光滑路面上，车辆以80km/h车速在试验场噪声测试路面上用麦克风进行噪声测试，通过数据采集设备传递到电脑软件，得出测试结果。缺点：试验场测试费用昂贵，需要测试人员对场地内进行设备布置，车手驾驶，受天气环境(如风速等)影响较大；且主要测试300～5000Hz 频率范围内的空气噪声。
2.室外低频结构噪声测试：试验场粗糙路面上，40km/h，60km/h车速车内用声级计进行车内噪声测试，主要缺点：必须在试验场特殊粗糙路面上进行测试，测试费用高，需要车内进行主观评价和相关车内声级计测试，主要测试 20～500HZ频率范围内噪声。
3.现有室内转鼓测试方法：半消声室内，转鼓驱动加载的轮胎，用相应位置的麦克风测试轮胎滚动噪声。转鼓鼓面和实际实验场地路面不同，无法较为准确模拟室外实车测试的场景。转鼓是圆形，无法和路面一样与花纹沟密闭接触，形成路面接触印痕面积，产生相关风琴管噪声、喇叭噪声等空气噪声，也就无法得到真实的噪声数值。
发明内容
本发明针对上述所述的现有技术中轮胎噪音三种测试方法不同的缺点，提供了一种半消声室平板钢带试验机测试轮胎噪声的装置及方法，能够较好的模拟实车状态，使得轮胎噪音测试的值较真实；且测试费用低、受外在因素影响低。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种半消声室平板钢带试验机测试轮胎噪声的装置，包括轮胎，所述轮胎的轮轴上安装压力传感器；
还包括设置在地平面上的半消音室，设置在地平面下的地下室，所述地下室内部设置运输带，所述运输带上表面与所述地平面平齐，运输带通过驱动电机驱动，运输带表面设置模拟路面的纹理；所述半消音室内位于运输带的一侧设置用于采集噪音的麦克风和用于给轮胎加载重力以模仿车身重量的液压加载装置，通过所述传感器来获得液压加载装置加载压力的大小。
作为优化，所述驱动电机设置在地平面以下的相对地下室的单独密封空间。
作为优化，所述放置驱动电机的单独密封空间以及地下室四周的墙壁上均设置聚氨酯泡沫。
作为优化，所述运输带表面设置模拟路面分为钢制光滑纹理和钢制粗糙纹理两种纹理，以分别模拟光滑和粗糙的路面。
作为优化，所述麦克风的设置位置为距离被测试轮胎横向距离1m，垂直距离1m。
一种半消声室平板钢带试验机测试轮胎噪声的方法，根据上述所述的装置，包括以下步骤：
S1：启动驱动电机，驱动电机分别以不同的速度分别带动钢制光滑纹理运输带和钢制粗糙纹理运输带空转，以得到背景噪音；
S2：调节轮胎参数；
S3：将调整好参数的轮胎放置在运输带表面钢制光滑纹理或者钢制粗糙纹理二者任一表面上方，且轮胎与运输带互相接触；
S4：启动液压加载装置，对轮胎进行加压，以模拟轮胎实际行驶时的驱动载荷；
S5：确定麦克风的位置；
S6：启动驱动电机，驱动电机以不同的速度带动运输带运转，以模拟不同的行驶速度；
S7：将麦克风获取的信号进行数据处理，通过电脑软件LMS TEST LAB 进行数据处理，获得轮胎噪音大小及频率范围。
作为优化，所述S2步骤中，具体步骤包括：
将轮胎本体和轮辋装配好，按标准进行充气，充气好后在室温(23±1)℃±停放1小时。
作为优化，所述S4步骤中：
所述对轮胎(9)进行加压，加载的载荷为车辆行驶时轮胎驱动载荷的80％。
作为优化，所述S1步骤中：
所述空转的速度为：钢制光滑纹理(41)速度为60km/h、80km/h、100km/h；钢制粗糙纹理速度为40km/h、60km/h。
作为优化，所述S6步骤中：
所述不同的速度为：钢制光滑纹理(41)速度为60km/h、80km/h、100km/h；钢制粗糙纹理速度为40km/h、60km/h。
本发明相较于现有技术取得了以下技术效果：
本发明一种半消声室平板钢带试验机测试轮胎噪声的装置及方法，
(1)采用光滑和粗糙表面的两种平面钢带代替圆形转鼓驱动轮胎旋转，既可模拟测试花纹噪声，又可模拟测试路面噪声。较好的模拟实车状态下，轮胎单独发出的噪声
(2)同一轮胎可先在光滑钢带平面上测试，完成后，在粗糙钢带平面上测试；能对比同一轮胎在不同路面上测试时，分析噪声频率范围和声压级的不同。
(3)噪声测试采用电机驱动平面钢带运转，地面以下的运转部分周围墙壁采用聚氨酯泡沫对背景噪声和振动进行一定的隔离；很好的避免了电机驱动和平板钢带旋转产生的干扰噪声对实际轮胎测试的影响。
(4)运输带运转，保证轮胎/钢带接触面积和轮胎/路面的接触面积基本相似，更能很好的模拟测试泵浦噪声、风琴管噪声、拍打噪声等转鼓试验无法准确模拟的噪声种类。
(5)不受驾驶员或天气、车辆等主客观干扰因素的影响，在半消声室内，平板钢带试验机上单独又全面的模拟研究轮胎在滚动过程中与不同路面接触产生的结构噪声和空气噪声大小及频率范围；对后续研究轮胎结构/配方等结构对噪声的影响提供了极大的便利，缩短了周期，节省研发成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例装置主视图；
图2为本发明实施例装置左视图；
图3为本发明实施例装置俯视图；
图4为本发明实施例测试结果；
其中1-半消音室；2-单独密封空间；3-聚氨酯泡沫；4-运输带；41-钢制光滑纹理；42-钢制粗糙纹理；5-驱动电机；6-运行支架；7-驱动滚筒；8-从动滚筒；9-轮胎；10-麦克风；11-液压加载装置；12-地平面；13-轮轴；14地下室。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供了一种半消声室平板钢带试验机测试轮胎噪声的装置及方法，能够较好的模拟实车状态，使得轮胎噪音测试的值较真实；且测试费用低、受外在因素影响低。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图1-3所示，本发明提供了一种半消声室平板钢带试验机测试轮胎噪声的装置，包括被测试的轮胎9，所述轮胎9包括轮胎本体、轮辋和轮轴13，所述轮胎9的轮轴13上安装压力传感器；
还包括设置在地平面12以上用于试验测试的半消音室1，半消音室1上一个由特殊工艺制造的密闭空间以防止外部噪音干扰试验，以及地平面12以下设置地下室14，地下室14设置传动的零部件会产生噪音，而半消音室1设置的均为测试轮胎9噪音的零部件，这样就很好的将一些会产生噪音的零部件隔离出去，尽可能避免外部噪音给实际测试结果带来的干扰。所述地下室14 内部设置运输带4，所述运输带4上表面与所述地平面12平齐，运输带4通过驱动电机5驱动，驱动电机5驱动驱动滚筒7、从动滚筒8带动运输带4运行，且运输带4通过运行支架6支撑。本方案中，所述驱动电机5采用三相交流电机，运输带4表面设置模拟路面的纹理；所述半消音室1内部位于运输带 4的一侧设置用于采集噪音的麦克风10和用于给轮胎9加载重力以模仿车身重量的液压加载装置11，通过所述传感器来获得加载压力的大小。工作时，轮胎9安装在运输带4上方，通过液压加载装置11给轮胎9加压，用来模仿实际行驶中车身的重量，然后运输带4模仿路面情况，启动驱动电机5，运输带4运转，轮胎9在运输带4上模仿实际行驶时的情况，进而麦克风10会收集这时产生的噪音，即有效的测得了轮胎9在实际行驶时的噪音分贝。再将麦克风10收集到的数据通过电脑软件LMS TEST LAB进行数据处理，获得轮胎 9噪音大小及频率范围，如图4所示。本发明装置能够较好的模拟实车状态，因此测得的噪音大小数值较为精确，且受外在因素影响低。
具体的，在本方案的实施例中，为了降低驱动电机5产生的噪音干扰，获得较准确的轮胎9噪音值，将驱动电机7与运输带及轮胎9隔离开来，所述驱动电机7设置在地平面12以下的相对地下室14的单独密封空间2。
具体的，在上述实施例中，为了进一步提高外界噪音产生的干扰，获得较准确的轮胎9噪音值，所述放置驱动电机5的单独密封空间2以及地下室14 四周的墙壁上均设置用于隔离噪音的聚氨酯泡沫3，这样可以很好的避免了驱动电机5和输送带4旋转产生的干扰噪声对实际轮胎测试的影响。本方案中所述聚氨酯泡沫3的厚度为10cm。
具体的，在本方案的实施例中，为了模拟不同的路况，所述运输带4表面设置模拟路面花纹分为钢制光滑纹理41和钢制粗糙纹理42两种纹理，以分别模拟光滑和粗糙的路面。钢制光滑纹理41和钢制粗糙纹理42以运输带4中心为中心，对称分布。在不同条件下的输送带4上测试，能对比同一轮胎在不同路面上测试时，分析噪声频率范围和声压级的不同。
具体的，在本方案的实施例中，所述麦克风10的设置位置为距离被测试轮胎9横向距离1m，垂直距离1m。
一种半消声室平板钢带试验机测试轮胎噪声的方法，根据上述所述的测试装置，包括以下步骤：
S1：启动驱动电机5，驱动电机5分别以不同的速度分别带动钢制光滑纹理41运输带和钢制粗糙纹理42运输带空转，以得到背景噪音值，确保背景噪音低于25分贝，以免背景噪音过高给测试数据带来影响。
S2：调节轮胎9参数，将轮胎本体和轮辋装配好，按标准GB/T 2977的要求进行充气，充气好后在室温(23±1)℃±停放1小时；
S3：将调整好参数的轮胎9放置在运输带4表面钢制光滑纹理41或者钢制粗糙纹理42二者任一表面上方，且轮胎与运输带互相接触；
S4：启动液压加载装置11，对轮胎进行加压，加载的载荷为车辆行驶时轮胎驱动载荷的80％，以模拟轮胎9实际行驶时的驱动载荷；
S5：确定麦克风10的位置，所述麦克风10的设置位置为距离被测试轮胎 9横向距离1m，垂直距离1m；
S6：启动驱动电机5，驱动电机5以不同的速度带动运输带4运转，以模拟不同的行驶速度；麦克风10则会采集到不同速度下轮胎9产生的噪音值。
S7：将麦克风10获取的信号进行数据处理，通过电脑软件LMS TEST LAB 进行数据处理，获得轮胎噪音大小及频率范围。
具体的，上述方法中，步骤S1中，所述空转的速度为：钢制光滑纹理41 速度为60km/h、80km/h、100km/h；钢制粗糙纹理42速度为40km/h、60km/h。
具体的，上述方法中，步骤S6中，所述不同的速度为：钢制光滑纹理41 速度为60km/h、80km/h、100km/h；钢制粗糙纹理42速度为40km/h、60km/h。
以上麦克风的位置根据标准GB/T 6882-2016所制定；运输带上的钢带纹理根据ISO10844所制定。
本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
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