某發(fā)動機(jī)增壓器噪音控制及應(yīng)用

雷淋森，陸榮榮，周濤，李凱

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某發(fā)動機(jī)增壓器噪音控制及應(yīng)用

雷淋森，陸榮榮，周濤，李凱

（安徽江淮汽車集團(tuán)股份有限公司技術(shù)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(jìn)行原理分析，采用LMS Test Lab軟件在整車上進(jìn)行測試，根據(jù)測試結(jié)果和對應(yīng)的噪音機(jī)理，確定了噪音類型并制定實施了相關(guān)方案，有效地控制了增壓器噪音。

柴油機(jī)；增壓器；噪聲控制

1 背景說明

某4DA發(fā)動機(jī)在進(jìn)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(fā)動機(jī)排氣側(cè)，初步確認(rèn)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(jìn)行音頻測試時，發(fā)現(xiàn)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(jī)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(jī)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(xiàn)后，項目組對發(fā)動機(jī)臺架和整車分別進(jìn)行了測試，主要有以下結(jié)論：

1）全負(fù)荷加速，行駛過程中2500rpm左右出現(xiàn)的噪音來自發(fā)動機(jī)排氣側(cè)，頻率為1900HZ-2500Hz。

2）同步分析增壓器中間體振動和排氣側(cè)噪聲頻譜，發(fā)現(xiàn)噪音頻率與增壓器轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)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(zhuǎn)子轉(zhuǎn)頻

3）在2000rpm時急松油門中出現(xiàn)的噪音，也來自于發(fā)動機(jī)排氣側(cè)，主觀感覺較為尖銳。對比噪音頻譜，發(fā)現(xiàn)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(zhuǎn)速存在線性關(guān)系，為渦輪轉(zhuǎn)速的X10階。結(jié)合該渦輪增壓器渦輪的葉片數(shù)（10個），可以確認(rèn)噪音是自渦輪的BPF噪音。

圖3 噪音音頻及增壓器轉(zhuǎn)速

3 設(shè)計方案

從測試結(jié)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(jù)噪音機(jī)理，分別制定相應(yīng)方案措施。

圖4 全轉(zhuǎn)速段控制動平衡

1）對增壓器轉(zhuǎn)子總成進(jìn)行雙面動平衡控制。在雙面動平衡機(jī)上進(jìn)行全轉(zhuǎn)速段不平衡監(jiān)控控制：在0～65000rpm，轉(zhuǎn)子總成不平衡量控制為0.2G，在65000rpm～150000rpm，轉(zhuǎn)子總成不平衡量控制為0.3G。

2）壓氣機(jī)葉輪由鑄造改為銑削工藝生產(chǎn)。壓氣機(jī)葉輪采用五軸銑削加工生產(chǎn)，加強(qiáng)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(diào)盤葉片的間隙，將渦輪葉輪改為45mm。

圖6 喉口間隙

4 試驗結(jié)果

對增壓器進(jìn)行雙面動平衡及葉輪銑削加工控制后，將一臺改進(jìn)后的增壓器換裝至原噪音反饋車中，進(jìn)行現(xiàn)場駕駛驗證，行駛過程中的哨音消除，可以接受，音頻測試結(jié)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(jù)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(jìn)行了音頻測試，以下是原地怠速時的音頻測試結(jié)果：

圖8 BPF測試結(jié)果

從實際測試結(jié)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(tài)的相同工況點對比，方案一的噪音比原狀態(tài)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(jīng)濟(jì)性無影響。

5 結(jié)論分析

增壓器同步振動噪音，現(xiàn)已通過對增壓器進(jìn)行雙面動平衡控制以及采用五軸銑削壓氣機(jī)葉輪的控制方案得到了解決，且適當(dāng)加大渦輪葉輪與可調(diào)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

A

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(tuán)股份有限公司技術(shù)中心。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2018.24.067