轮胎噪音测试方法

技术概述

轮胎噪音测试方法是评估轮胎在行驶过程中产生噪声水平的重要技术手段，随着汽车工业的快速发展和消费者对驾驶舒适性要求的不断提高，轮胎噪音已成为衡量轮胎性能的关键指标之一。轮胎噪音不仅影响驾乘人员的舒适体验，还对环境保护和道路交通安全具有重要意义，因此掌握科学规范的轮胎噪音测试方法对于轮胎制造商、汽车生产企业以及检测机构而言都至关重要。

轮胎噪音的产生机理较为复杂，主要来源于轮胎与路面相互作用时产生的空气动力性噪声、结构振动噪声以及胎面花纹块撞击路面产生的冲击噪声等多种因素的综合作用。在实际行驶过程中，轮胎噪音的声压级、频谱特性等参数会受到车辆行驶速度、路面状况、轮胎结构设计、胎面花纹形式、充气压力、载荷条件等多种因素的影响，因此建立标准化的轮胎噪音测试方法体系具有重要的技术价值。

目前国际上通行的轮胎噪音测试标准主要包括联合国欧洲经济委员会制定的ECE R117法规、国际标准化组织发布的ISO 13325标准以及我国的国家标准GB/T 22042等，这些标准文件对轮胎噪音测试的试验条件、测量方法、数据处理和结果判定等方面都作出了明确的技术规定，为轮胎噪音测试提供了统一的技术依据和评价准则。

从技术发展的角度来看，轮胎噪音测试方法经历了从简单的通过/通不过试验到精细化声学特性分析、从单一工况测试到多工况综合评价、从主观评价到客观定量测量等重要技术演进过程，现代轮胎噪音测试技术已经形成了较为完善的方法体系和质量控制标准，能够为轮胎产品的研发改进和质量控制提供科学可靠的技术支撑。

检测样品

轮胎噪音测试的检测样品范围涵盖各类机动车轮胎，根据不同的分类方式可对检测样品进行系统性划分，以确保测试工作的针对性和全面性，满足不同应用场景下的检测需求。

• 轿车轮胎：包括夏季轮胎、冬季轮胎、全天候轮胎等各类乘用车用轮胎，规格范围涵盖12英寸至22英寸等常见尺寸，是轮胎噪音测试中最主要的检测样品类型。
• 轻型载重汽车轮胎：适用于轻型货车、厢式货车、小型客车等车型的轮胎产品，其承载能力和结构设计与轿车轮胎存在一定差异，噪音特性也具有自身特点。
• 载重汽车轮胎：用于重型货车、大型客车、工程机械车辆等重型车辆的轮胎产品，其大尺寸、高承载的设计特点使得噪音产生机理更为复杂。
• 摩托车轮胎：两轮摩托车、三轮摩托车等摩托车类车辆使用的轮胎产品，其高速行驶特性对噪音测试提出了特殊要求。
• 新能源车辆专用轮胎：针对电动汽车特点开发的低滚阻、低噪音轮胎产品，代表了轮胎噪音控制技术的发展方向。

在进行轮胎噪音测试前，需要对检测样品进行严格的准备和预处理工作。首先，样品应按照相关标准规定进行外观检查，确保胎面无损伤、胎体无变形、花纹深度符合要求。其次，样品需要进行充分的老化处理，新制造的轮胎应在室温条件下存放至少24小时以上，以消除生产过程中的残余应力对测试结果的影响。

样品的充气压力调整也是测试前准备的重要环节，应按照轮胎标准规定或制造商推荐的充气压力进行调整，并在测试过程中保持压力稳定。同时，还需要对样品进行动平衡校验，避免因轮胎不平衡引起的附加振动噪声干扰测试结果。样品的载荷条件应根据测试标准和轮胎规格进行合理设定，确保测试条件能够真实反映轮胎的实际使用工况。

检测项目

轮胎噪音测试涉及多个检测项目，这些项目从不同角度和维度全面反映轮胎的声学性能特征，为轮胎产品的噪音评价和质量改进提供科学依据。

• 通过噪声：轮胎在测试场地上以规定速度滑行通过测量区域时产生的噪声声压级，是评价轮胎外部噪声特性的核心指标，以分贝为单位表示。
• 加速噪声：车辆在加速行驶过程中轮胎产生的噪声声压级，反映了轮胎在动力输出工况下的噪声特性。
• 定速噪声：车辆以恒定速度行驶时轮胎产生的噪声声压级，能够消除加速过程中的干扰因素，更准确地表征轮胎的稳态噪声特性。
• 噪声频谱特性：对轮胎噪声信号进行频域分析，获取不同频率成分的声压级分布特征，为轮胎噪声源的识别和控制提供依据。
• 噪声时间历程：记录轮胎噪声随时间变化的动态特性，分析噪声信号的时域特征参数。
• 声功率级：表征轮胎噪声辐射能力的客观物理量，通过声压级测量结果换算得到，能够更客观地评价轮胎噪声性能。

除了上述主要检测项目外，根据特定需求还可以开展轮胎噪声的方向性特性测试、近场噪声测试、远场噪声测试、车内噪声测试等专项检测。这些检测项目的设置既考虑了轮胎噪声的客观物理特性，也兼顾了人耳的主观听觉感受，形成了较为完整的轮胎噪声检测项目体系。

在检测过程中，还需要记录和报告测试环境参数，包括环境温度、相对湿度、大气压力、风速风向等，这些参数对测试结果可能产生影响，需要在数据处理时进行必要的修正。同时，测试路面状况、背景噪声水平等条件参数也是检测结果报告的重要内容，应详细记录以确保测试结果的可追溯性和可比性。

检测方法

轮胎噪音测试方法根据测试原理、测试场地和测试条件的不同可分为多种类型，各种方法具有各自的特点和适用范围，在实际检测工作中应根据检测目的和标准要求选择合适的测试方法。

滑行法是轮胎通过噪声测试的标准方法，该方法要求测试车辆在进入测量区域前达到规定的行驶速度，然后切断动力使车辆滑行通过测量区域，在此过程中测量轮胎产生的噪声声压级。滑行法的优点是能够排除发动机噪声对测试结果的干扰，更准确地评价轮胎本身的噪声特性，是目前国际标准和各国法规普遍采用的测试方法。

滑行法的具体实施步骤包括：首先，测试车辆需要在加速区加速至规定速度以上，通常要求进入测量区时的车速比目标测试速度高约10公里每小时；其次，在进入测量区前切断车辆动力，使车辆依靠惯性滑行通过测量区；第三，在测量区两侧设置传声器，按规定位置和高度测量并记录噪声信号；最后，通过数据处理获得各测点的最大声压级，并根据标准规定的计算方法得到最终的测试结果。

统计通过法是一种改进的轮胎噪声测试方法，该方法通过对多次测试结果进行统计分析，能够有效降低测试结果的随机误差，提高测试结果的重复性和复现性。统计通过法要求对每个测试工况进行多次重复测量，通常不少于四次，并按照标准规定的统计方法对测试结果进行处理，计算得到轮胎噪声的代表值。

近场声强法是一种利用声强探头在轮胎近场区域测量声强分布的方法，该方法能够定位噪声源的位置，分析噪声辐射的方向特性，对于轮胎噪声机理研究和产品优化改进具有重要价值。近场声强法测试需要在消声室或半消声室内进行，测试环境要求较高，测试周期较长，成本也相对较高。

转鼓试验法是在实验室条件下利用轮胎转鼓试验台进行噪声测试的方法，该方法不受天气条件限制，测试条件可控性强，适用于轮胎研发阶段的噪声性能评价和对比分析。转鼓试验法需要特别注意转鼓表面与实际路面的差异对测试结果的影响，必要时需要进行修正处理。

无论采用何种测试方法，都需要严格控制测试条件，确保测试结果的准确性和可靠性。测试应在干燥、清洁、平整的路面上进行，背景噪声应至少比被测噪声低10分贝以上，环境温度通常要求在5℃至40℃范围内，风速不应超过5米每秒。传声器的校准也是测试前的重要准备工作，应使用标准声源对传声器系统进行校准，确保测量系统的准确性。

检测仪器

轮胎噪音测试需要使用专业的声学测量仪器和辅助设备，这些仪器的性能指标直接影响测试结果的准确性和可靠性，因此对检测仪器的选择、校准和使用都有严格的技术要求。

• 声级计：轮胎噪声测试的核心测量仪器，应符合IEC 61672标准规定的1级或2级精度要求，能够进行A计权声压级测量和时间计权处理，具备峰值保持、最大值保持等功能。
• 传声器：声学测量系统的传感器部件，用于将声波信号转换为电信号，应根据测试要求选择合适的传声器类型、频率响应范围和动态范围。
• 声校准器：用于对测量系统进行校准的标准器具，通常使用活塞发声器或声级校准器，校准频率为250赫兹或1000赫兹，校准声压级为94分贝或114分贝。
• 数据采集系统：用于采集、存储和处理噪声信号的数字化设备，应具备足够的采样频率、动态范围和存储容量，支持实时分析和后处理功能。
• 频谱分析仪：用于对噪声信号进行频域分析，获取噪声的频谱特性参数，应具备快速傅里叶变换功能，支持倍频程和三分之一倍频程分析。
• 测速设备：用于测量和记录车辆行驶速度的设备，通常采用光电测速系统或雷达测速仪，测速精度应满足标准规定的要求。
• 气象测量仪器：用于测量环境温度、湿度、大气压力、风速风向等气象参数的仪器设备，为测试结果的环境修正提供数据支持。

测量系统的安装和调试也是确保测试质量的重要环节。传声器的安装位置应符合标准规定，通常要求传声器距离测试跑道中心线7.5米，传声器高度为1.2米，传声器轴线应水平并垂直指向测试跑道中心线。传声器应配备防风罩以减少风噪声的影响，同时应采取必要的防潮、防尘措施保护传声器。

对于测量系统的性能验证，应定期进行仪器校准和系统校验，确保测量系统的准确性和可靠性。校准工作应由具备资质的计量机构进行，校准周期通常为一年。在日常测试前，还应使用声校准器对测量系统进行现场校准，检查测量系统的灵敏度是否发生变化，如发现异常应及时进行调整或送检。

随着信息技术的发展，现代轮胎噪声测试系统越来越多地采用数字化、网络化、智能化技术，实现了测试数据的自动采集、实时处理和远程传输。一些先进的测试系统还集成了高速摄像、激光测振等辅助测量手段，能够同步获取轮胎的动态变形、振动特性等参数，为轮胎噪声机理研究提供更丰富的数据支持。

应用领域

轮胎噪音测试方法的应用领域十分广泛，涵盖了轮胎研发、生产制造、质量控制、产品认证、科学研究等多个方面，为轮胎行业的技术进步和产品质量提升发挥着重要作用。

在轮胎研发设计领域，轮胎噪音测试是新产品开发过程中的重要环节。通过对不同花纹设计、不同结构参数、不同材料配方轮胎的噪声性能进行测试对比，研发人员可以评估设计方案对噪声性能的影响，优化轮胎的声学特性，开发出低噪声、高舒适性的轮胎产品。特别是在新能源车辆快速发展的背景下，低噪声轮胎的市场需求日益增长，轮胎噪声测试在研发环节的重要性更加凸显。

在产品质量控制领域，轮胎噪音测试是轮胎出厂检验和批次抽检的重要项目之一。通过建立完善的噪声检测质量控制体系，生产企业可以监控产品质量的稳定性，及时发现和解决产品质量问题，确保出厂产品满足标准规定和客户要求的噪声性能指标。

在产品认证领域，轮胎噪音测试是轮胎产品获得市场准入资格的必要条件。根据各国法规要求，轮胎产品需要通过规定的噪声测试并取得相应的认证证书方可在市场上销售。例如，在欧盟市场销售的轮胎需要满足ECE R117法规规定的噪声限值要求，我国销售的轮胎也需要满足国家标准GB 26126规定的噪声限值要求。

在科学研究和标准制定领域，轮胎噪音测试方法为轮胎噪声机理研究、噪声控制技术研究、测试方法改进研究等提供了重要的技术手段。通过大量的测试数据积累和分析，研究人员可以深入了解轮胎噪声的产生机理、传播规律和影响因素，为制定科学合理的噪声限值标准和测试方法标准提供依据。

在政府采购和招投标领域，轮胎噪音测试数据是评价轮胎产品综合性能的重要参考指标。越来越多的政府采购项目和技术规格书对轮胎噪声性能提出了明确要求，低噪声轮胎产品在市场竞争中具有明显优势。

在交通事故鉴定和产品质量纠纷处理领域，轮胎噪音测试可以作为判断产品质量状况的技术依据。通过对涉事轮胎进行噪声测试，并与标准规定或产品明示指标进行比对，可以为纠纷处理提供客观、公正的技术依据。

常见问题

在轮胎噪音测试的实际工作中，经常会遇到各种技术和操作层面的问题，以下对一些常见问题进行分析解答，以帮助相关人员更好地理解和应用轮胎噪音测试方法。

问题一：轮胎噪音测试对环境条件有哪些要求？

轮胎噪音测试对环境条件有较为严格的要求，这些要求是为了确保测试结果的一致性和可比性。首先，测试应在干燥、无积水、无积雪的坚硬路面上进行，路面应符合标准规定的纹理深度和平整度要求。其次，环境温度通常要求在5℃至40℃范围内，有些标准对温度范围有更严格的规定。第三，测试时的风速不应超过5米每秒，当风速超过规定限值时应暂停测试。第四，背景噪声应至少比被测噪声低10分贝，以确保测量结果的有效性。第五，测试区域应远离反射面和噪声源，避免外界因素对测试结果的干扰。

问题二：为什么需要进行多次重复测量？

轮胎噪音测试结果的重复性受多种因素影响，包括车辆行驶轨迹的偏差、风速风向的变化、轮胎温度的变化、测量仪器的随机误差等。进行多次重复测量可以有效降低这些随机因素的影响，提高测试结果的统计可靠性。根据标准规定，每个测试工况通常需要进行不少于四次的重复测量，并按照统计方法计算最终结果。当测量结果的分散性超过标准规定限值时，还需要增加测量次数。

问题三：滑行法测试中车辆速度如何控制？

在滑行法测试中，车辆速度的控制是影响测试结果准确性的关键因素之一。测试车辆应在进入测量区前达到规定的初始速度，通常要求比目标测试速度高约10公里每小时，以确保在通过测量区时能够稳定在目标速度附近。车辆速度的测量应使用经校准的测速设备，测速精度应满足标准规定要求。在数据处理时，应记录车辆通过测量区时的瞬时速度，并按照标准规定的方法计算速度修正系数，对测试结果进行必要的修正。

问题四：轮胎噪声限值是如何规定的？

轮胎噪声限值由各国法规或标准作出规定，不同类型、不同规格的轮胎适用不同的限值要求。以欧盟ECE R117法规为例，该法规根据轮胎类型和断面宽度规定了不同的噪声限值，轿车轮胎的限值通常在70分贝至74分贝范围内，载重汽车轮胎的限值相对较高。我国国家标准GB 26126也对轮胎噪声限值作出了规定，与欧盟法规基本协调一致。需要指出的是，随着环保要求的不断提高，轮胎噪声限值呈逐步收紧的趋势，这对轮胎企业的技术水平提出了更高要求。

问题五：如何提高轮胎噪音测试结果的重复性？

提高轮胎噪音测试结果重复性的措施包括：严格按照标准规定控制测试条件，确保测试环境参数在允许范围内；对测试车辆进行充分的预热和磨合，使轮胎温度达到稳定状态；规范驾驶员的操作，保持车辆行驶轨迹的一致性；使用性能稳定、精度合格的测量仪器，并定期进行校准维护；对测量系统进行现场校准，确保测量系统灵敏度的一致性；合理设置测试顺序，避免轮胎温度变化过大；加强测试人员培训，提高操作技能水平和质量意识。

问题六：轮胎噪音测试与车内噪声测试有什么区别？

轮胎噪音测试和车内噪声测试是两种不同的测试，各有其测试目的和方法特点。轮胎噪音测试主要评价轮胎作为噪声源向外界辐射噪声的特性，测试在室外测试场进行，测量轮胎滑行通过时的外部噪声声压级，测试结果用于轮胎产品的噪声性能评价和认证。车内噪声测试则是评价车辆行驶时车内乘员位置的噪声水平，测试在车辆内部进行，测量驾驶员或乘客位置处的噪声声压级，测试结果反映的是车辆整体的噪声隔离性能和声学舒适性，受轮胎噪声、发动机噪声、风噪声、路面激励噪声等多种因素的综合影响。两种测试相互补充，共同构成车辆声学性能评价的完整体系。