某汽車進氣系統噪聲優化

麻金賀，張鶴，何延剛，楊德銀，吳孟兵，朱帥

（安徽江淮汽車集團股份有限公司，安徽 合肥 230601）

某汽車進氣系統噪聲優化

麻金賀，張鶴，何延剛，楊德銀，吳孟兵，朱帥

（安徽江淮汽車集團股份有限公司，安徽 合肥 230601）

文章通過了解常見的增壓器噪聲產生的機理，對開發中某汽車存在的NVH問題進行研究，明確噪聲來源，并通過對進氣系統進行優化設計，主要是增加諧振腔和高頻消音器來降低顯著噪聲，最終達到了整車降噪要求，改善了整車NVH性能，提高產品競爭力。

增壓器噪聲；諧振腔；高頻消音器

CLC NO.: U462.1 Document Code: A Article ID: 1671-7988 (2017)20-18-03

引言

近年來，隨著汽車保有量的迅速增加，由此帶來的噪聲問題也日益嚴重，因此對汽車噪聲進行控制己成為日益關注的問題。汽車發動機進氣系統噪聲已成為僅次于排氣噪聲最主要的噪聲源，而進氣系統是發動機主要噪聲之一，進氣系統噪聲除了對車輛通過噪聲有較大影響外，還是車內噪聲的主要來源，因為該噪聲源距離車廂很近，所以對車輛的乘坐舒適性影響非常大。隨著 NVH在汽車開發中扮演越來越重要的角色，進氣系統的噪聲也越來越受到重視。目前，采用結構合理的進氣消聲器是降低整車噪聲最有效、最簡單的途徑[1]。

文章以某款汽車為例，對進氣氣流噪聲產生的原因和傳遞路徑進行分析，并利用CAE軟件分析、提出進氣導流管、空濾器出氣管的改進措施，最后應用主觀評價和試驗測試方法，驗證了改進措施的效果，為今后解決類似噪聲問題提供了解決思路。

1 進氣系統概述

1.1 進氣系統結構

圖1 進氣系統示意圖

文章所研究的某汽車進氣系統主要由進氣導流管、空氣濾清器和空濾器出氣管、中冷管路和中冷器等組成，如圖 1所示。

1.2 進氣系統功用

進氣系統的主要功用是為發動機輸送清潔、干燥、充足而穩定的空氣以滿足發動機的需求，避免空氣中雜質及大顆粒粉塵進入發動機燃燒室造成發動機異常磨損。進氣系統的另一個重要功能是降低噪聲，進氣噪聲不僅影響整車通過噪聲，而且影響車內噪聲，這對乘車舒適性有著很大的影響。進氣系統設計的好壞直接影響到發動機的功率及噪聲品質，關系到整車的乘坐舒適性。合理設計消聲元件可降低子系統噪聲，進而提升整車NVH性能。

1.3 進氣Hiss聲和松油門泄氣聲

該款汽車搭載2.0T渦輪增壓發動機，在加速過程中的渦輪 Hiss(“嘶嘶”)聲(500Hz-4000Hz)與松油門時的泄氣聲(500Hz-1500Hz)主觀評價較明顯。渦輪Hiss音和增壓器泄氣聲聲頻譜分別見圖2和圖3。

圖2 原狀態渦輪Hiss音

圖3 原狀態增壓器泄氣聲

在急松急踩油門時，發動機節氣門關閉較快，由于該汽車增壓器增壓比較大且松油門瞬間轉子保持慣性仍在壓縮進氣，進氣氣流到達節氣門處會以較大的流速回流流經中冷系統、增壓器，并由進氣系統從進氣口流出。

渦輪Hiss音和增壓器泄氣聲最好的解決方法有兩種：1、優化發動機標定；2、修改增壓器結構。但由于這兩種方法對整車動力性、經濟性影響較大，并且修改增壓器的難度較大，因此一般只能考慮通過改進進氣系統以解決此類問題[2]。

2 改進方案

2.1 空濾器出氣管改進

圖4 優化前后空濾器出氣管

由圖5可知，該高頻消聲器針對1300～4000Hz均有25dB以上消聲量，可滿足針對性的消聲要求。

圖5 優化后空濾器出氣管測試結果

2.2 中冷器進氣管改進

由圖 7中的 CAE分析結果可知，該高頻消聲器針對1000～1800Hz均有15dB以上消聲量，可滿足針對性的消聲要求。

圖6 優化前后中冷器進氣管

2.3 進氣導流管改進

圖8 優化前后進氣導流管

延長進氣導流管長度，并設計諧振腔，使其具備在700—1100Hz附件具備一定消聲量，彌補壓前、壓后消聲器在該區域消聲量不足的缺點。

圖9 優化后進氣導流管測試結果

由圖 9中的 CAE分析結果可知，該諧振腔針對 700～1100Hz均有15dB以上消聲量， 可滿足針對性的消聲要求。

3 試驗驗證

圖10 最終優化方案測試結果

為了試驗優化效果，特制作快速樣件，并在整車上進行測試驗證，測試結果如圖所示。從圖中可得知，二階噪聲在1500rpm-4000rpm左右的峰值降低5dB（A）左右，進氣系統總聲壓級平均降低2 dB（A）左右。進氣系統噪聲優化后對整車內噪聲改善明顯，進氣Hiss聲和松油門泄氣聲明顯減弱，對整車噪聲有著很大改善，提升了整車NVH品質。

4 結論

通過試驗分析及優化驗證，增加諧振腔和高頻消音器后，進氣Hiss聲和松油門泄氣聲明顯改善，增強了該車在市場上的競爭力；此外，通過對該車進氣系統優化及試驗分析、驗證，積累了進氣系統的數據和經驗，其分析和設計方法可以在其它車型中得以推廣。

[1] 羅宏錦,李智,戴籍曉.進氣系統噪聲優化[J].大眾科技,2016.5：51-53.

[2] 朱帥,張鶴,麻金賀.某MPV車型車內高頻噪聲產生機理分析及解決措施[J].汽車實用技術,2017.12：217-219.

Noise Optimization of Intake System of a Vehicle

Ma Jinhe, Zhang He, He Yangang, Yang Deyin, Wu Mengbing, Zhu Shuai
( Anhui Jianghuai Automobile group Co. Ltd., Anhui Hefei 230601 )

By understanding the mechanism of common noise generated by the supercharger, this article researches the NVH issue of a vehicle under development and insures the origin of the noise. The intake system has been optimized by increasing resonator and high frequency muffler to reduce the apparent noise. Ultimately achieves the vehicle noise reduction requirements, improves vehicle NVH performance, improves product competitiveness.

supercharger noise; resonator; high frequency muffler

U462.1 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7988 (2017)20-18-03

10.16638/j.cnki.1671-7988.2017.20.006

麻金賀，就職于安徽江淮汽車集團股份有限公司。