某發動機增壓器噪音控制及應用

雷淋森，陸榮榮，周濤，李凱

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某發動機增壓器噪音控制及應用

雷淋森，陸榮榮，周濤，李凱

（安徽江淮汽車集團股份有限公司技術中心，安徽 合肥 230601）

文章通過對一款柴油車型的增壓器噪音進行原理分析，采用LMS Test Lab軟件在整車上進行測試，根據測試結果和對應的噪音機理，確定了噪音類型并制定實施了相關方案，有效地控制了增壓器噪音。

柴油機；增壓器；噪聲控制

1 背景說明

某4DA發動機在進行整車試驗時反饋，在急加速或急減速時存在嘯叫聲。通過對嘯叫聲的初步判斷，該聲音來自于發動機排氣側，初步確認該聲音來自增壓器。

圖1 噪音頻譜及檢測

隨后在對反饋的嘯叫聲進行音頻測試時，發現嘯叫噪音來源有兩段：行駛過程中的噪音頻率段為：1900HZ～2500 HZ，另一段為更高頻的6000HZ～18000HZ的高頻噪音。

2 原因分析

2.1 增壓器異響機理分析

此車型匹配的增壓器為VNT增壓器，對于VNT增壓器來說，其常見噪音主要可分為：次同步振動噪聲、同步振動噪聲、BPF噪音，其機理和特征如下所示：

表1 噪音分類

2.2 增壓器異響頻譜測試

問題出現后，項目組對發動機臺架和整車分別進行了測試，主要有以下結論：

1）全負荷加速，行駛過程中2500rpm左右出現的噪音來自發動機排氣側，頻率為1900HZ-2500Hz。

2）同步分析增壓器中間體振動和排氣側噪聲頻譜，發現噪音頻率與增壓器轉子轉動頻率一致。因此判斷此頻段噪音為增壓器的同步振動噪聲。

圖2 異響音頻及增壓器轉子轉頻

3）在2000rpm時急松油門中出現的噪音，也來自于發動機排氣側，主觀感覺較為尖銳。對比噪音頻譜，發現此高頻噪音頻率為6000Hz-18000Hz，判斷為增壓器BPF噪音，且此噪音頻率與渦輪的轉速存在線性關系，為渦輪轉速的X10階。結合該渦輪增壓器渦輪的葉片數（10個），可以確認噪音是自渦輪的BPF噪音。

圖3 噪音音頻及增壓器轉速

3 設計方案

從測試結果和增壓器音頻特征中可看出，此項目增壓器異響存在同步噪音和BPF噪音兩種，根據噪音機理，分別制定相應方案措施。

圖4 全轉速段控制動平衡

1）對增壓器轉子總成進行雙面動平衡控制。在雙面動平衡機上進行全轉速段不平衡監控控制：在0～65000rpm，轉子總成不平衡量控制為0.2G，在65000rpm～150000rpm，轉子總成不平衡量控制為0.3G。

2）壓氣機葉輪由鑄造改為銑削工藝生產。壓氣機葉輪采用五軸銑削加工生產，加強葉輪的一致性控制，降低因葉輪缺陷引起的氣流波動噪音，新葉輪尺寸公差為±0.1mm。

圖5 葉輪銑削加工

3）加大渦輪葉輪與可調盤葉片的間隙，將渦輪葉輪改為45mm。

圖6 喉口間隙

4 試驗結果

對增壓器進行雙面動平衡及葉輪銑削加工控制后，將一臺改進后的增壓器換裝至原噪音反饋車中，進行現場駕駛驗證，行駛過程中的哨音消除，可以接受，音頻測試結果也顯示整改后增壓器同步噪音消除。

圖 7 同步噪音評審

同時依據BPF噪音原理，制定了三個增壓器整改方案，從主觀聽覺來說，方案一（渦輪葉輪改為45mm）效果最佳，方案三（渦輪葉輪改為45.5mm）與方案二（渦輪葉輪改為46mm）基本一致。由于增壓器換裝麻煩，只對方案一和方案三進行了音頻測試，以下是原地怠速時的音頻測試結果：

圖8 BPF測試結果

從實際測試結果來看，三方案中方案一最佳，在6000Hz以上的渦輪BPF噪音分貝值有明顯下降，與原始狀態的相同工況點對比，方案一的噪音比原狀態減少了10+dB，因此最終選擇了方案一，且在后期的驗證中表明整車動力性、經濟性無影響。

5 結論分析

增壓器同步振動噪音，現已通過對增壓器進行雙面動平衡控制以及采用五軸銑削壓氣機葉輪的控制方案得到了解決，且適當加大渦輪葉輪與可調盤葉片的間隙后，BPF也得到了有效控制。

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The Control and Application of Some Engine’s Turbo Charger Noise

Lei Linsen, Lu Rongrong, Zhou Tao, Li Kai

( Anhui Jianghuai Automobile Group Co., Ltd.. Technology Center, Anhui Hefei 230601 )

This paper analyzes the turbo charger noise of a diesel engine, and tests on vehicles via LMS Test Lab software. According to the test results and the noise theory, the noise style is defined and measures are carried out, and the noise is turned down effectively.

Diesel Enginc; Turbo Charger; Noise Control

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1671-7988(2018)24-187-03

TK413

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1671-7988(2018)24-187-03

TK413

雷淋森，就職于安徽江淮汽車集團股份有限公司技術中心。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2018.24.067