国家标准 GB/T1859.4一2017 往复式内燃机声压法声功率级的测定第4部分:使用标准声源简易法 Reciprocatinginternalcombustionengines一 Measurementofsoundpowerlevelusingsoundpressure Part4Survey methodusingareferencesoundsource 2017-05-12发布 2017-12-01实施国家质量监督检验检疫总局发布国家标准化管理委员会国家标准
GB/T1859.4一2017 前言 GB/T1859(往复式内燃机声压法声功率级的测定》分为4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/T1859的第4部分本部分按照GB/T1.1一2009给出的规则起草本部分由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、上海汽车集团股份有限公司商用车技术中心同济大学,安散工业大学、,浙江大学,天津内燃机研究所本部分主要起草人胡爱华、袁卫平,曹家骏、昌宫、余晓流、张兴权、袁自遥、周毅,郝志勇,叶怀汉、景亚兵、刘宝华
GB/T1859.4一2017 引言 GB/T1859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 -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; -降低机器辐射嗓声工程措施的制定(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给出了本系列标雅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 GB/T1859.3 GB/T1859.1 GB/T1859.2 GB/T1859.4 参数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 1个反射面 1个反射面 1个反射面测试环境多个反射面的声场上方的自由场上方的近似自由场上方的声场最好小于测试声源体积无限制;取决于测试环境房间容积的0.5% dB AL声>10dB ALp>6dB AL声3 背景嗓声准则 K10.5d4B K11.3dB K1<3.0dB 测试环境声学合适性准则特殊要求 K4dB K<7dB 特殊要求 s(L<1/2dB s(Lm<1dB 厅 dB 传声器位置合适性准则 (Lm)GB/T1859.4一2017 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 GB/T1859.3 GB/T1859.1 GB/T1859.2 GB/T1859.4 Hz 半消声室精密法工程法简易法使用标准声鄙简易法 l级 2级 3级 3级倍频程 1/3倍频程 508o 2.0 5.0 63 125 00160 l.5 3.0 200一315 1.5 250 2,0 500 400~630 1.5 1.5 10004000 800~5000 1.0 1.5 8000 630010000 1.5 2.5 A计权 1.0 3.0 4.
GB/T1859.4一2017 往复式内燃机声压法声功率级的测定第4部分:使用标准声源简易法范围 GB/T1859的本部分规定了往复式内燃机声功率级的测定方法--使用标准声源简易法本部分适用于GB/T6072.1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/T3785.1电声学声级计第1部分;规范 GB/T4129声学用于声功率级测定的标准声源的性能与校准要求 GB/T6072.1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/T6072.3往复式内燃机性能第3部分:试验测量 GB/T15173电声学声校准器术语和定义 GB/T3785.1,GB/T6072.1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 L" 声压的平方与基准声压的平方之比的以10为底的对数乘以10,单位为分贝(dB) 基准声压 p为20APa -ll 如有GBT3785.1规定的特殊频半计权和时间计权.用合适的下标,如L表示A计权声压级注 3.3 时间平均声压级timeaveragedsoundpressurelevel L 声压户的平方在测量的时间间隔丁内(从4到e)积分值平均后与基准声压的平方之比的以 10为底的对数乘以10,单位为分贝(dB) 基准声压为20APa
GB/T1859.4一2017 Hp'ou L,个=1olg 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,在这种情况下由LA.r表示,缩写为LN 3.4 表面时间平均声压级surfacetimc-averagedsondlpressureleve L" 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 测量时间间隔measurementtimeinterval 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 referencesoundsource;RSS 标准声源满足GB/T4129要求的特定声源 3.7 声自由场awstereetiela 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 3.8 反射面refleetingplane 被测声源位于其上的声反射平坦的表面注:本部分的反射面包括离声源较近的墙面参见7.5和7.6) 3.9 -个反射面上方的声自由场acousticfreefiedoverareneetingplane 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 3.10 测试频率范围firequeneyrangeofinterest 中心频率为63Hz~8000Hz的倍频程(50Hz10000Hz的1/3倍频程所覆盖的频率范围 3.11 基准体referencebox 恰好包络声源且终止于反射面上的最小假想矩形六面体 3.12 测量距离measurementdistanee 基准体与假想矩形六面体测量表面之间的垂直距离 3.13 neasureentsurfae 测量表面包络声源、传声器位置位于其上的用来测量声压级的一个假想表面
GB/T1859.4一2017 3.14 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 3.15 背景噪声修正backgroundnoisecorreetionm K 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KA表示 3.16 声功率soundpower w 通过一个表面,微元上的声压和法向质点速度u 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sondpowerlevel Lw 声功率w与基准声功率w之比的以10为底的对数乘以10,单位为分贝(dB) 基准声功率w 为1pw Lw -W 注:在A计权情况下,用LwA表示声学环境 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测试环境除反射面外应没有其他反射体,反射面(地面)应超出测量表面在其上的投影,反射面(地面)的吸声系数在测试频率范围内应小于0.1 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/T3785.1规定的2级仪器的要求
GB/T1859.4一2017 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/T15173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/T4129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人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被测声源 6.2.1安装发动机安装在反射面(地面)上,其支撑方式、与测功设备的联接方式和安装高度等是噪声辐射的重要影响因素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0.5nm 6.2.2工作条件 6.2.2.1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ISO15619 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
GB/T1859.4一2017 6.2.2.2运转工况噪声测量时,发动机应在ISO标准基准状况下按GB/T6072.1规定的1SO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45C 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/T6072.3规定进行测量 7.1总则本部分规定了多个反射面的声场条件下,在包络被测声源和标准声源的测量表面上分别测量时间平均声压级以计算被测声源声功率级的方法-使用标准声源简易法(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和标准声源单独工作时的声压级及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4.0dB 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本部分规定,基准体长度为、宽度为且<,高度为l 7.4测量距离测量距离d优先选择1m,至少0.1m;推荐按0.125m,0.25m,0.5m、1m数系选择,也可按 0.1m,0.125m,0.16m,0,2m,0.25m,0.315m,0.4m,0,5m,0.63m,0,8m、1m、1.25m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0.1m. 7.5测量表面测量表面是包络被测声源和标准声源,并终止于一个反射面地面)或多个反射面(包括地面)的假想表面图1示例为1个反射面(地面),基准体与地面间的距离D等于零;图2图5示例为多个反射面,除地面外的反射面(墙面),其与对应基准体表面间的距离D、D、D，和D，均小于(d十0.1)m
GB/T1859.4一2017 图11个反射面图22个反射面图33个反射面
GB/T1859.4一2017 图44个反射面百 - 图55个反射面注:图1图5 反射面(以下同,不另注): 基准体; 测量表面(以下同,不另注) 基准体和反射面间距离; D，D -测量距离以下同,不另注) 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Ad(为尺寸比数,应小于或等于3),见图6 本部分规定传声器位置位于每个面积单元的中心(落人反射面的位置除外),传声器位置的数目至少为3 注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).
GB/T1859.4一2017 传声器位置布置典型示例见图7一图11,其他类型也可用这种方法得到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[见第9章中d)2)] 二kdl s skl kd 图6测量表面传声器位置准体 P 2aGB/T1859.4一2017 准体 o RP1 2aGB/T1859.4一2017 R4 2'3 准体 R2 RP1 2aGB/T1859.4一2017 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s(Lm)简称声压级均值偏差,见8.2)小于或等于/区dB,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因素引起的测量不确定度注2:增加测量距离和增加传声器位置的数目通常可减小声压级均值偏差 7.8标准声源 7.8.1总则标准声源的放置方法有替代法、顶置法和并置法,其测量表面传声器位置及其数目与被测声源的相同 7.8.2替代法如被测声源能移开,则采用替代法标准声源放置在被测声源的位置上,其底面中心与基准体底面中心重合 7.8.3顶置法如被测声源不能移开,当(k一2)d时,标准声源放置在被测声源顶面2个等分面的中心位置上,见图13 ,<(k-1)d.<(k 一2)dl 顶置法标准声源位置 11
GB/T1859.4一2017 /2十d <(k一1)d,>(k一2)d 图13顶置法标准声源位置 7.8.4并置法如被测声源不能移开,且>(k-1)d,则采用并置法标准声源放置在所在的两个侧面上,该侧面长度为十2d、高度为l十d;标准声源高度为(l十d)/2 <(k一2)d时,标准声源放置在该两侧的中心位置上,见图14 >(k一2)d时,标准声源放置在该两侧的两个等分面的中心位置上,见图15 >(k一1)d,l<(k一2)d 图14并置法标准声源位置 12
GB/T1859.4一2017 l8>(k一1)d,l>(k一2)d 图15并置法标准声源位置注;图12一图15 D 标准声源位置计算 8.1总则本部分给出了测得的声压级平均值标准偏差(见7.7)的计算公式和声功率级的计算方法 8.2测得的声压级平均值标准偏差的计算所有传声器位置处测得的声压级平均值L用式(4)计算,单位为分贝dB): 式中: L， -第i个传声器位置处测得的声压级,单位为分贝(dB); N 传声器位置的数目 M 所有传声器位置处测得的声压级平均值L的标准偏差s(Lm)用式(5)计算,单位为分贝(dB): Lm " s(l为m Nw-N 13
GB/T1859.4一2017 如s()/区dlB,测量有效;如s(Lm)>V厄dB,测量无效,应另选一个测量表面重新测量或重新选择一个更好的测试环境 8.3声功率级的计算 8.3.1测得的表面声压级被测声源测得的表面声压级L,标准声源测得的表面声压级L和背景噪声声压级L分别用式(6),式(7)和式(8)计算,单位为分贝dB): N 104.u" L,=1olg -- 6 NM 10A.M,les 习 LrR)=10lg LN二 10.1Ln( 8 [ L=1olg 式中 -第i个传声器位置处测得的标准声源表面声压级,单位为分贝(dB) L -第i个传声器位置处测得的背景噪声声压级,单位为分贝(dB) Li(B 8.3.2背景噪声修正背景噪声修正K用式(9)计算,单位为分贝(dB): -0,lp K，=一1olg(1一10 式中被测声源工作时测得的表面声压级与背景噪声声压级的差值,即;L,=-L断,单位 L 为分贝(dB) 如L>10dB,则令K，=0dB,即不需要修正;如3dB3.0dB,测量无效注K>3.0dB时,声功率级测定结果不能满足容许的3级准确度要求,但按限值修正的结果可用于指示被测声源辐射的噪声上限 8.3.3表面声压级被测声源表面声压级L，和标准声源表面声压级LKR,用式(10)和式(11)计算,单位为分贝(dB): L-L一K (10 -LR一Ks7 1) V" h(Rss)y 8.3.4声功率级计算声功率级Lw用式(12)计算,单位为分贝(dB): 十 L 12 Lw=Lw(sy (Rss) 如有多个标准声源的位置,用式(13)计算,单位为分贝(dB) l10.1l(Rss (13 LAR=10lg LN5 14
GB/T1859.4一2017 式中标准声源第个位置处的表面声压级,单位为分贝(dB) IiRSS) N -标准声源位置数 RSS 记录内容下列内容如适用,应收集并记录以按本部分要求进行测量发动机发动机的描述,包括型号、规格(如类型、冲程数、气缸数目、缸径、行程、外形尺寸、冷却方式;IsO标准功率及相应转速等、编号、制造商; 22 所用燃油类型及其辛婉值或十六婉值; 33 柴油机喷油定时静态和动态)或汽油机点火定时静态和动态); 4 基座特性及发动机与其联接方式(弹性或刚性); 5 发动机与测功设备的联接方式(弹性或刚性》 6 安装条件,包括发动机曲轴中心和油底壳底部距反射面的高度辅助装置的描述,包括空气滤清器,排气消声器(如有)和冷却风喇(如有)隔声罩(如有) 77 8 噪声测试时的发动机功率及相应转速 b)声学环境测试环境的描述(包括地面、墙壁和天花板的物理描述,以及被测声源和其他物体的位置 1 草图); 噪声测试时声源附近的气象状况(包括大气压、温度、相对湿度和风速) 测量仪器 1测量仪器的描述,包括名称、型号、编号和制造商 2)声校准器和测量系统等的检定方法、日期,地点和结果，防风罩(如有)特性 33 d)声学数据测量方法及准确度等级; 基准体尺寸、测量距离、标准声源、传声器位置及其数目,修改后的传声器位置(如有,见 22 7.6). 第i个传声器位置处测得的声压级L，及测得的声压级平均值的标准偏差s(L,) 3 背景噪声修正Ki; 4 5 表面声压级L; 声功率级Lw 6 7)测量日期,地点和人员 10 报告报告按第9章记录测量所需的数据,仅提供声功率级(A计权)测定结果报告应声明测量完全符合GB/T1859的本部分规定报告还应涵盖本部分正文中要求的报告说明报告中的声功率级(A计权)测定结果精确到0.1dB. 15
GB/T1859.4一2017 参考文献 [1]GB/T14367一2006声学噪声源声功率级的测定基础标准使用指南(IsO3740;2000. MOD [[2]GB/T19052一2003 声学机器和设备发射的噪声噪声测试规范起草和表述的准则 ISO12001:1996,IDT Determinationofsound levels [[3]IsO3744;2010 lpowerlevelsandsound AcousticS energy Enginee ofnoisesoureesusingsoundpressure eeringmethodsforan essentialyfreefield overareflectin ngplane levels [[4]IsO3745;2012 Determinationosoundpowerlevelsandsoundl Acoustics energy ofnoisesourcesusingsoundpressure Precisionmethodsforanechoicroomsandhemi anechoicrooms AcousticDeterminationofsoundpowerlevelsandsoundenergylevelsof [5]IsO3746;2010 noisesourcesusingsoundpressure Surveymethodusinganenvelopingmeasurementsur faceover reflectingplane [[6IS03747:2010 -Determinationofsoundpowerlevelsandsoundenergylevels Acoust1cS ofnoisesourcesusingsoundpressure Engineering/surveymethodsforuseinsituinare verberantenvironment [[7]Iso15619;2013Reciprocatinginternalcombustionengines一Measurementmethodforex haustsilencersSoundpowerlevelofexhaustnoiseandinsertionlossusingsoundpressure andpowerlossratio 16

往复式内燃机声压法声功率级的测定第4部分：使用标准声源简易法GB/T1859.4-2017

在工业生产中，往复式内燃机是一种常见的动力设备。测量其噪音水平对于环境保护和职业健康至关重要。声压法是一种测量噪音水平的常用方法之一，通过该方法可以测定往复式内燃机的声功率级。

根据国家标准GB/T1859.4-2017，使用标准声源简易法进行测量，可以获得较为准确和可靠的结果。下面是具体的测量步骤：

步骤一：准备工作

1. 确定测量点，通常为发动机的正前方。

2. 根据环境温度和大气压力，选择标准声源的适当声压级。

3. 对标准声源进行校准，确保其输出符合要求。

步骤二：测量

1. 开启发动机，使其运转至稳定状态。

2. 将声级计放置于测量点，并设置好A计权和快速时间常数。

3. 将标准声源放置于与测量点相同位置，并打开其输出。

4. 记录声级计的读数，即为声压级。

步骤三：计算声功率级

1. 根据标准声源的声功率级和声压级的差值，得出待测物体的声功率级。

2. 如果需要将结果转换为分贝（dB）单位，可以使用以下公式：

Lw = 10log₁₀(P/P₀) + L_p

其中，P是待测物体的声功率，P₀是参考值，通常取10^-12 W，L_p是标准声源的声功率级。

通过以上步骤，可以使用标准声源简易法GB/T1859.4-2017准确地测定往复式内燃机的声功率级，为保护环境和职业健康提供有效手段。