某汽油發(fā)動機增壓器泄氣噪聲研究及優(yōu)化

樸紅花，陳友祥，王三星

（安徽江淮汽車集團股份有限公司技術中心，安徽 合肥 230601）

某汽油發(fā)動機增壓器泄氣噪聲研究及優(yōu)化

樸紅花，陳友祥，王三星

（安徽江淮汽車集團股份有限公司技術中心，安徽 合肥 230601）

文章通過對某增壓發(fā)動機增壓器泄氣噪聲進行研究，通過在增壓器進氣管路中設計的消聲器，有效降低了增壓器泄氣噪聲，提升了進氣系統(tǒng)聲品質。

渦輪增壓器；泄氣；噪聲消聲器

引言

隨著排放、油耗法規(guī)的日趨嚴格,搭載渦輪增壓發(fā)動機正成為乘用車發(fā)展的主流。但由于渦輪增壓器工作過程中伴隨著復雜的氣流及振動，會帶來 NVH（噪聲、振動與舒適性）問題，解決由渦輪增壓器引起的噪聲問題正成為各大主機廠的重點，其中渦輪增壓器的泄氣噪聲尤為普遍，且較難解決。本文針對某搭載增壓發(fā)動機的乘用車存在的增壓器泄氣噪聲，通過試驗研究并進行優(yōu)化，最后泄氣噪聲得到大幅降低。

1 增壓器泄氣噪聲特點及原理

某款搭載渦輪增壓器發(fā)動機的乘用車以較大油門開度加速后突然松開油門踏板急減速過程中，駕駛員在車內能明顯聽到氣流沖擊聲，嚴重影響車輛的舒適性。通過排查確認該噪聲為由渦輪增壓器引起的泄氣噪聲。

當前為了保證渦輪增壓器在發(fā)動機急加速后突然松開油門踏板急減速過程中，由于節(jié)氣門關閉導致導致渦輪增壓器后壓力過大，導致渦輪增壓器喘振；同時為了保證在繼續(xù)重新加速過程中渦輪增壓器快速響應，通常在渦輪增壓器后設置再循環(huán)閥（RCV）,保證開啟時增壓后高壓氣體回流到增壓前。但是開啟瞬間高壓氣流通過泄壓閥時會產生瞬間的沖擊噪聲，類似于氣體瞬間膨脹的爆炸聲。

2 增壓器泄氣噪聲試驗研究

為了進一步研究增壓器RCV泄氣噪聲的聲學特征。對該車增壓器泄氣噪聲主觀感受最為明顯的工況進行實車測試，同時在布置相關的傳感器對噪聲進行采集，從而獲得較為完整的噪聲信息。

2.1 試驗工況及傳感器布置

由于該泄氣噪聲主要發(fā)生在大油門加速后急松油門，因此測試車輛選用3檔全油門加速到2500rpm后松油門。

同時針對傳感器布置，主要選取車內駕駛員右耳、發(fā)動機倉內渦輪增壓器近場及增壓器進氣管路進氣口，見圖1。

圖1 傳感器布置

2.2 增壓器泄氣噪聲測試結果

根據相應傳感器采集的噪聲數據形成的噪聲瀑布圖，如下：

圖2 進氣口瀑布圖

圖3 增壓器近場瀑布圖

圖4 駕駛員右耳瀑布圖

由上述噪聲瀑布圖可以看出，該泄氣噪聲在進氣口、增壓器近場及車內駕駛員右耳噪聲特征類似，且在較寬的頻率范圍內都表現的較為明顯。通過進一步分析，對噪聲進行反復濾波對比，主觀感受最明顯的泄氣噪聲所在的關鍵頻率段為為800HZ-2100HZ。

3 增壓器泄氣噪聲解決方案

根據上述試驗可以得出，該增壓器泄氣噪聲主要傳播路徑是通過增壓器連接管路及進氣口輻射，因此為了降低或消除該泄氣噪聲可對該進氣管路進行優(yōu)化，增加相應噪聲頻率消聲器為較優(yōu)且快捷方案。

3.1 增壓器消聲器設計

由于該增壓器泄氣噪聲主要頻率為800HZ-2100HZ，根據進氣管路布置空間，在增壓器進氣管路中布置四個多孔消聲器，消聲頻率為800HZ-2100HZ。具體消聲器布置位置、大致結構及消聲器消聲量如下：

圖5 消聲器布置位置

圖6 消聲器結構

圖7 消聲器消聲量曲線

3.2 方案試驗效果

將該消聲器安裝到增壓器進氣管路中，并按照上述試驗工況對優(yōu)化后的噪聲進行測試，安裝消聲器前后各傳感器處噪聲瀑布圖如下。

圖8 安裝前后進氣口瀑布圖

圖9 安裝前后近場瀑布圖

圖10 安裝前后駕駛員右耳瀑布圖

通過上述噪聲瀑布圖可見，增加相應噪聲頻率段消聲器可以有效降低增壓器泄氣噪聲，同時主觀感覺良好。

4 結論

本文通過對某搭載增壓發(fā)動機的乘用車存在的增壓器泄氣噪聲進行試驗研究，通過在增壓器進氣管路中設計相應噪聲頻率的消聲器，最后泄氣噪聲得到有效降低，提升了整車舒適性。

[1] 龐劍,諶剛,何華等.汽車噪聲與振動[J].北京理工出版社. 2006.

[2] 李志遠,劉濤,劉淑軍.渦輪增壓器泄壓噪聲試驗研究.中國汽車工程學會年會論文集[C].2015.

[3] Charlie TengAndSteve Homco Investigation Of Compressor Whoose Noise In Automotive Turbochargers.SAE 2009.

[4] 王欽慶.幾種常見渦輪增壓器噪聲及其控制.內燃機與動力裝置[J].2012.

Investigation And Optimization Of Automotive Gasoline Engine Turbocharger Rush Noise

Piao Honghua, Chen Youxiang, Wang Sanxing
( Anhui jianghuai automobile group co., LTD. Technology center, AnHui Hefei 230601 )

This paper focus on the turbocharger rush noiseanddecrease the noise effectively by designing the resonator into the intake pipe,to improve the sound quality of the intake system.

Turbocharger; Rush; NoiseResonator

CLC NO.: U464 Document Code: A Article ID: 1671-7988 (2017)12-07-02

U464 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7988 (2017)12-07-02

10.16638/j.cnki.1671-7988.2017.12.003

樸紅花，就職于安徽江淮汽車集團股份有限公司技術中心。