






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。