某发动机增压器噪音控制及应用

雷淋森，陆荣荣，周涛，李凯



某发动机增压器噪音控制及应用

雷淋森，陆荣荣，周涛，李凯

（安徽江淮汽车集团股份有限公司技术中心，安徽 合肥 230601）

文章通过对一款柴油车型的增压器噪音进行原理分析，采用LMS Test Lab软件在整车上进行测试，根据测试结果和对应的噪音机理，确定了噪音类型并制定实施了相关方案，有效地控制了增压器噪音。

柴油机；增压器；噪声控制

1 背景说明

某4DA发动机在进行整车试验时反馈，在急加速或急减速时存在啸叫声。通过对啸叫声的初步判断，该声音来自于发动机排气侧，初步确认该声音来自增压器。

图1 噪音频谱及检测

随后在对反馈的啸叫声进行音频测试时，发现啸叫噪音来源有两段：行驶过程中的噪音频率段为：1900HZ～2500 HZ，另一段为更高频的6000HZ～18000HZ的高频噪音。

2 原因分析

2.1 增压器异响机理分析

此车型匹配的增压器为VNT增压器，对于VNT增压器来说，其常见噪音主要可分为：次同步振动噪声、同步振动噪声、BPF噪音，其机理和特征如下所示：

表1 噪音分类

2.2 增压器异响频谱测试

问题出现后，项目组对发动机台架和整车分别进行了测试，主要有以下结论：

1）全负荷加速，行驶过程中2500rpm左右出现的噪音来自发动机排气侧，频率为1900HZ-2500Hz。

2）同步分析增压器中间体振动和排气侧噪声频谱，发现噪音频率与增压器转子转动频率一致。因此判断此频段噪音为增压器的同步振动噪声。

图2 异响音频及增压器转子转频

3）在2000rpm时急松油门中出现的噪音，也来自于发动机排气侧，主观感觉较为尖锐。对比噪音频谱，发现此高频噪音频率为6000Hz-18000Hz，判断为增压器BPF噪音，且此噪音频率与涡轮的转速存在线性关系，为涡轮转速的X10阶。结合该涡轮增压器涡轮的叶片数（10个），可以确认噪音是自涡轮的BPF噪音。

图3 噪音音频及增压器转速

3 设计方案

从测试结果和增压器音频特征中可看出，此项目增压器异响存在同步噪音和BPF噪音两种，根据噪音机理，分别制定相应方案措施。

图4 全转速段控制动平衡

1）对增压器转子总成进行双面动平衡控制。在双面动平衡机上进行全转速段不平衡监控控制：在0～65000rpm，转子总成不平衡量控制为0.2G，在65000rpm～150000rpm，转子总成不平衡量控制为0.3G。

2）压气机叶轮由铸造改为铣削工艺生产。压气机叶轮采用五轴铣削加工生产，加强叶轮的一致性控制，降低因叶轮缺陷引起的气流波动噪音，新叶轮尺寸公差为±0.1mm。

图5 叶轮铣削加工

3）加大涡轮叶轮与可调盘叶片的间隙，将涡轮叶轮改为45mm。

图6 喉口间隙

4 试验结果

对增压器进行双面动平衡及叶轮铣削加工控制后，将一台改进后的增压器换装至原噪音反馈车中，进行现场驾驶验证，行驶过程中的哨音消除，可以接受，音频测试结果也显示整改后增压器同步噪音消除。

图 7 同步噪音评审

同时依据BPF噪音原理，制定了三个增压器整改方案，从主观听觉来说，方案一（涡轮叶轮改为45mm）效果最佳，方案三（涡轮叶轮改为45.5mm）与方案二（涡轮叶轮改为46mm）基本一致。由于增压器换装麻烦，只对方案一和方案三进行了音频测试，以下是原地怠速时的音频测试结果：

图8 BPF测试结果

从实际测试结果来看，三方案中方案一最佳，在6000Hz以上的涡轮BPF噪音分贝值有明显下降，与原始状态的相同工况点对比，方案一的噪音比原状态减少了10+dB，因此最终选择了方案一，且在后期的验证中表明整车动力性、经济性无影响。

5 结论分析

增压器同步振动噪音，现已通过对增压器进行双面动平衡控制以及采用五轴铣削压气机叶轮的控制方案得到了解决，且适当加大涡轮叶轮与可调盘叶片的间隙后，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，就职于安徽江淮汽车集团股份有限公司技术中心。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2018.24.067