某增壓發動機噪聲測試及分析研究

摘要：本文介紹了某車用增壓發動機噪聲產生的原因及噪聲的分類，噪聲振動對發動機及整車的影響。通過對該發動機噪聲聲源進行測試分析，指導發動機各零部件的設計優化。經測試，該發動機的振動聲源主要來源于發動機缸體、增壓器、輪系、三催等。

關鍵詞：增壓發動機；噪聲；測試分析

1引言

隨著汽車工業水平的提高，人們對汽車動力性、舒適性的要求也越來越高，而發動機的噪聲和振動是影響整車舒適性的重要原因。發動機振動一方面造成自身零部件間的劇烈沖擊，損壞發動機部件、惡化發動機性能另一方面也會產生大量的噪聲。所以對需要發動機進行噪聲測試，查找噪聲聲源，進而優化設計，降低發動機噪聲。

2增壓發動機噪聲產生及分類

發動機是一種間歇性、周期性循環工作的動力機械，這其中包含空氣工作介質運動和輸出動力的周期性。而空氣的運動以及部件的振動都將引起噪聲，這是發動機噪聲產生的根源。

增壓發動機噪聲分為空氣動力噪聲和結構振動噪聲。空氣動力噪聲主要有進氣噪聲、排氣噪聲、風扇噪聲、增壓器泄氣噪聲，結構振動噪聲主要有燃燒噪聲、活塞撞擊噪聲、配氣機構噪聲、正時系統噪聲、供油系統噪聲、增壓系統噪聲、軸承及氣體部件振動噪聲。

3發動機噪聲聲源試驗

本次試驗采用一米聲壓麥克風、聲學相機等相關設備對該增壓發動機的前端面、進氣面側、排氣側面進行聲學定位測試，找出不同工況下發動機聲源，分析零部件噪聲頻率范圍。

3.1測試工況

3.2測試流程

臺架搭建→設備安裝→軟件調試→一米聲壓麥克風定位、聲學相機定位→轉速調整→量程調整→開始測試→數據處理。

3.3聲學相機定位

一米聲壓麥克風和聲學相機定位，以聲壓麥克風前端為基準，分別距離前端面0.3m，距離進氣側端面0.3m，距離排氣側端面0.5m

4發動機聲源測試結果分析

在特定的加速及穩態運行工況下，對發動機的前端面、進氣側端面、排氣側端面進行噪聲聲源測試，對測試得到的噪聲頻率曲線和聲源定位圖進行分析，確定產生噪聲的零件及零件噪聲頻率。

4.1

前端面聲源測試結果

根據圖2，前端面噪聲頻率曲線和圖3（a）、（b）、（c）+聲源定位圖可以看出，在曲壓值為110dB。

頻率在500Hz～800Hz的噪聲主要來源于發電機、惰輪，頻率在1000Hz～1500Hz的噪聲主要來源于曲軸皮帶輪，頻率在1500Hz～1800Hz的噪聲主要來源于皮帶輪與惰輪之間位置，頻率在1800Hz～2100Hz的噪聲主要來源于油底殼、發電機、皮帶輪與惰輪之間位置，頻率在2100Hz～2400Hz的噪聲主要來源于缸體、油底殼，頻率在2400Hz～4000Hz的噪聲主要來源于發電機。

4.2進氣面聲源測試結果

根據圖4，進氣側端面噪聲頻率曲線和圖5（a）、（b）、（c）三個聲源定位圖可以看出，聲源最大聲壓值為106dB，來源于起動機擋板。

頻率在300Hz～600Hz和800Hz～1100Hz之間的噪聲主要來源于缸體，頻率在600Hz～800Hz的噪聲主要來源于起動機擋板，頻率在1100Hz～1200Hz的噪聲主要來源于缸體、油底殼，頻率在1200Hz～2200Hz的噪聲主要來源于發電機、缸體、起動機擋板，頻率在2200Hz～2600Hz的噪聲主要來源于發電機、缸體、進氣歧管，頻率在2600 Hz～3400 Hz的噪聲主要來源于發電機、缸體，頻率在3400Hz～4000Hz的噪聲主要來源于發電機。

4.3排氣側端面聲源測試結果

根據圖6，排氣側端面噪聲頻率曲線和圖7（a）、（b）、（c）三個聲源定位圖可以看出，聲源最大聲壓值為100dB，來源于發動機缸體。

頻率在500Hz～1200Hz之間的噪聲主要來源于缸體，頻率在1200Hz～1300Hz的噪聲主要來源于變速器殼體、輪系，頻率在1300Hz～1400Hz的噪聲主要來源于水管、變速器殼體，頻率在1400Hz～1600Hz的噪聲主要來源于三催、缸體、水管，頻率在1600Hz～1800Hz的噪聲主要來源于增壓器，頻率在1800Hz～2800Hz的噪聲主要來源于排氣歧管、缸體、輪系，頻率在2500Hz～3100Hz和3300Hz～3600Hz之間的噪聲主要來源于渦輪機出口，頻率在1800Hz～2800 Hz的噪聲主要來源于排氣歧管、渦輪機出口。

5結論與展望

經測試得出，該車用增壓發動機前端面、進氣側端面聲壓級較大；前端面主要聲源來自曲軸皮帶輪、發電機等；進氣側端面主要聲源來自缸體、發電機、起動機擋板、進氣管；排氣側端面主要聲源來自于缸體、增壓器、輪系。

后續對動力總成進行模態測試，避免零件設計時的模態低于動力總成模態，避免外圍零件發生共振，降低發動機噪聲、振動，提高發動機性能和整車舒適性。