静音轮胎真的"静音"吗?原理是什么?(下)

作者：Quosan   来源：知乎

三、如何测试一款静音轮胎

要进行轮胎的静音（降噪能力）测试，首先要有一个对比的对象，不然静音性无从谈起。而比对测试最基本的一个原则就是保持单一变量，以确保测试结果的可比性。

以轮胎测试为例，要做比对实验，必然是同一辆车在同样的车况、同样的路况下进行同样工况的比对测试，唯一的差异只能是轮胎不同。也就是说，对轮胎输入的激励不变、其他所有噪音不变，仅轮胎噪音变化的条件下，测得的整车噪音降低，可以认为是轮胎降噪的效果。为了知道换胎换得是否物有所值，作为一头实验攻城狮的基本修养，我按照上述原则进行了换胎前后的测试。

这台车就是我的测试用车，原车轮胎玛吉斯MA202。实际上之前因为不满意整车隔音效果，自己去改装店做了一次隔音。做了隔音之后发现胎噪又变得特别明显，所以琢磨着又换了据说主打静音、舒适的马牌CC6。当然，换胎之后，效果比较好，目前来看我大概还能坚持开一段时间。不过等哪天受不了，估计就只能换天籁这种舒适性、隔音性比较好的车了，毕竟一分钱一分货，车的级（jia）别（ge）决定了其NVH表现的上限。

总体结论：

通过各种不同的路况测试，并结合近段时间的实际用车体验来看（总共跑了近800公里），CC6相比原装轮胎，在绝大部分路况下都具有非常显著的降噪效果。需要注意的是，当时速超过100km/h，风噪盖过胎噪，轮胎的降噪效果就无从体现了。

比对实验结果汇总如下：

备注：降噪3dB，相当于减少原车噪音30%以上

其他

1、舒适性

除了我最关心的静音性，CC6的舒适性也值得一提。

从我各种路况的驾驶感受来看，得益于CC6更柔软的轮胎材料，车辆整体减震更好，尤其在过减速带时，不再是那种硬邦邦的“砰砰”声，显得更加低沉柔和、更有质感一些。

2、操控性和制动距离

说实话，就我平时这路况和驾驶习惯，还远远体验不到操控极限，所以轮胎更好的抓地力对于我来说没有太大差别。

不过在测试“良好水泥路面”这个路况时，因整条道路较短（见下图），为了达到80km/h匀速，且测试选定的路段在道路尽头，往往踩刹车较晚。而路段的尽头是个三角隔离带，测试时是比较危险的。

换了CC6之后，感觉制动距离要短于原装胎，刹停时，离隔离带更远。经过多次加速并急停后，刹车时更有信心。可惜没有来得及借设备，不然制动距离也可以得到一个客观的对比数据了。

1、测试条件

1.1 天气

晴朗，最高气温分别为23℃、22℃，微风。1月27日进行原装轮胎测试，更换轮胎后2月1日进行CC6测试，时间均为下午13：30-16：00之间。

1.2 测试工况

车速：为带挡位、维持油门踏板开度不变获得的匀速，因此，噪音也包括了发动机、变速箱的运转噪音

空调：低速时，空调噪音对整体结果影响较大，故城区路况关闭空调；毕竟天气热，高速路况打开空调制冷，风速1档

路况：路况基本涵盖了在广州市区及周边行驶的绝大部分路况，如下表。

在测试时，对于前面4种路况，控制在某一段路的50-200米范围内，以确保每次测试的路面情况相同。对于第5种高速路况，因为高速封闭无法随时调头，则无法控制在同一路段，可能存在部分误差，但基本可以视同。

测试时正好处于过年期间，人少车少，按情况选择路段上无其他车辆时进行。同时避免测试过程中通过路面接缝，以最大程度减少干扰。

1.3 测试设备

噪音测量：声压计LARSON DAVIS 831

速度测量：手机GPS测速APP

需要注意的是，人耳能够感知的声音频率范围极限是20 Hz-20000 Hz，即使在这个范围内的超高频、超低频，人耳也不敏感，很多普通人是无法感知的.

引用该文章的一张表，可知“dB-幅值比对应关系”如下：

也就是说，

增加3 dB， 则噪音大小增加41%，达到原来1.4倍；

增加6 dB， 则噪音大小增加99%，达到原来2倍；

增加10 dB， 则噪音大小增加216%，达到原来3倍。

1.4 轮胎状况

胎压，原装胎及CC6均为前后2.3Bar，见下图胎压监测。

*B柱上的胎压说明：

最多乘坐3名乘员时，前2.3Bar、后2.1Bar；乘坐4名或以上乘员时，前2.3Bar，后2.4Bar。但我嫌麻烦，平时一律充气2.3Bar，后续准备按标准充气

原装轮胎***牌MA202：使用时间1年半，行驶里程1.7万公里，磨损较为轻微，还可以再跑几万公里。原装轮胎本身也是倾向于舒适性和静音性，只是静音性还不够突出，所以胎噪感人。

全新轮胎： CC6，主打静音、舒适，现场与原胎对比，胎面要更软一些

2、测试结果

2.1老化水泥路面

2.1.1 路面情况

郊区省道，年久老化，表面粗糙，带横向沟槽。

2.1.2对比结果

CC6降噪效果显著。

在60km/h时，降噪效果达到2.8dB；而在80km/h时，降噪效果更是达到3.7dB。且在速度极限范围内，有着速度越高，降噪效果越明显的趋势。

从前文可知，降低3dB以上，则噪音大小降低了30%以上，可见效果显著。

2.1.3 噪音频谱分析

这里取降噪效果比较好，60km/h、80km/h工况下的噪音数据进行分析。一般认为1/3倍频程（Octave）是比较符合人耳特性的频带划分方法，因此下述频谱分析也采用该频带划分法进行分析。

60km/h条件下，从低频到高频，CC6全面优于原装胎，在某些频带下，降噪达到10dB以上。

80km/h条件下，在125Hz以下的频带，CC6优于原装胎，同样在多个频带降噪达到10dB以上。

但在125Hz-1000Hz的噪音却高于原装胎。推测原因是在更高的速度下，因CC6胎面更软，轮胎与路面之间耦合，产生了泵浦噪音。参考路面情况和泵浦噪音原理：

2.2良好水泥路面

2.2.1 路面情况

主干道旁水泥铺装路面，车流量少，路面光滑老化少，路面沟槽浅。

2.2.2 对比结果

在高速80km/h条件下，降噪效果最好。

且在速度极限范围内，同样有着速度越高，降噪效果越明显的趋势。

2.2.3 噪音频谱分析

80km/h条件下降噪效果最好，对此测试结果进行分析。

除了个别频带之外，CC6基本上在全频域范围内优于原装胎，但差异不大。

2.3粗糙沥青沙石路面

2.3.1 路面情况

城区主干道，年份不短，车流量大，存在老化情况，露出较为粗糙的沙石。

2.3.2 对比结果

与良好水泥路面情况基本相同，在高速80km/h条件下，降噪效果显著。

且在速度极限范围内，同样有着速度越高，降噪效果越明显的趋势。

2.3.3 噪音频谱分析

80km/h条件下降噪效果出色，对此测试结果进行分析。

除了个别频带，CC6基本上在全频域范围内优于原装胎。

2.4良好沥青砂石路

2.4.1 路面情况

城区主干道快速路，新铺装，路面平整、粗糙度低。

2.4.2 对比结果

在该路面条件下，所有速度下均存在较好的降噪效果，但80km/h条件下降噪效果最好。

2.4.3 噪音频谱分析

对快速路上常见的60km/h、80km/h条件下的测试结果进行频谱分析。

60km/h条件下， 除了16Hz以下（20Hz以下无法感知），CC6基本上在全频域范围内优于原装胎。

80km/h条件下， 除了31.5Hz以下频带略高于原装胎外（20Hz以下无法感知），CC6基本上在全频域范围内优于原装胎。

2.5高速公路

2.5.1 路面情况

高速公路路况较好。但实在不敢下车拍路面情况，下图为来自网络的该高速公路航拍图。

同时路段封闭无法随时调头，每个实验数据均不是在同一段路（至少相隔1000m以上）测得，难免存在误差，因此高速路况测试数据仅供参考。

2.5.2 对比结果

在80km/h、100km/h条件下降噪效果显著。

在120km/h条件下，差异不明显，可认为无差异。

主要原因：100km/h及以下速度时，胎噪为主要噪音来源，同时有部分可感知的风噪。在120km/h速度下时，车辆的噪音主要以风噪为主，胎噪已被风噪所掩盖，此时降低胎噪已经没有太大意义。

对于高速行驶，主观感受的噪音差异非常明显，特别说明一下：

*噪音按大小前后排列，原装胎100km/h以下的风噪被胎噪掩盖

2.5.3 噪音频谱分析

下面对100km/h、120km/h条件下的测试结果进行频谱分析。

100km/h条件下，CC6基本上在全频域优于原装胎，且优势明显。

120km/h条件下，在两次行驶路况已存在差异的情况下，曲线变化的趋势基本一致、各频带的大小基本一致。由此说明，此时起决定因素的已非胎噪，而主要是风噪。

参考文献：

[1] 陈理君，杨立等. 轮胎花纹噪声的发声机理. 轮胎工业. 1999

[2] 危银涛，冯希金等.《乘用车子午线轮胎泵浦噪声机理的实验-数值混合分析方法》. 震动与冲击. 2015

[3] 李福军，吴桂忠.《轮胎花纹沟的模拟计算》. 轮胎工业. 2006