基于音噪比（TTN）的增压器噪声试验研究

基于音噪比（TTN）的增压器噪声试验研究
徐峰;王金立
【摘要】The cabin noise has been measured using 9 kinds of turbocharger with different dynamic balance quality, the TTN、subjective evaluation and dynamic balance quality has been statistic analyzed, to make sure the dynamic balance value.%进行了9种不同动平衡品质的增压器车内噪声测试，结合音噪比、主观评价对增压器的动平衡品质进行了统计分析，确定了增压器的动平衡品质控制数值。

【期刊名称】《汽车实用技术》
【年(卷),期】2016(000)008
【总页数】2页(P206-207)
【关键词】动平衡品质;音调比;主观评价
【作者】徐峰;王金立
【作者单位】安徽江淮汽车股份有限公司，安徽合肥 230601;安徽江淮汽车股份有限公司，安徽合肥 230601
【正文语种】中文
【中图分类】TH137.8+3
10.16638/ki.1671-7988.2016.08.067
CLC NO.: TH137.8+3 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2016)08-206-02
对增压发动机，增压器的使用提升了发动机的动力、经济等性能，同时也带来了不可忽视的噪声问题。

优化进排气消声器可降低发动机的进排气噪声，但无法从根本上解决增压器本身产生的噪声[1]。

涡轮增压器一般包括涡轮机、压气机、中间体等三大部件，其工作产生的典型噪声有空气动力噪声和壳体结构辐射噪声[2-3]。

转子系统的动平衡品质会对增压器的同步噪声有较为明显的影响[4]，平衡品质如果较差的话，会产生同步噪声，主观感觉为金属尖叫声。

本文测试了匹配不同动平衡品质的增压器的车内噪声，结合车内噪声TTN数据以及主观评价确定了可接受的增压器动平衡品质，实现了增压器的声学匹配。

1.1 增压器不平衡
增压器转子系统包括压缩叶轮、涡轮、转轴以及固定螺栓等，见图1所示。

转子系统最高工作转速可达到二十万转左右，因此转子系统的不平衡对其性能和可靠性具有重要的影响。

汽车用增压器转子系统的动平衡品质测试方法、限值等尚未完全统一，本文使用的动平衡品质参数为转子系统单体台架测试的实际振动值，定义G1值频段为500-900Hz，G2值频段为2500-3000Hz，单位g（重力加速度）。

1.2 音噪比
国际标准[5]中使用音噪比来评价宽带噪声中单频声的突出程度。

音噪比的计算首先按照下式计算临界频带的上下限频率[f1，f2]
上式f0为中心频率，即单频音的频率，临界频带的带宽
[6]由下式定义
式3中wt为单频声的能量，wn为背景噪声在临界频带中的能量。

2.1 G值与音噪比分析
一般规定，当音噪比大于6dB时[7]，即表示该单频音可听见。

针对本次试验数据，统计分析了G值和音噪比，TTN为6dB对应的G1值为
0.34g，见图2；TTN为6dB对应的G2值为0.63g，见图3。

2.2 G值与主观评价分析
车内噪声的主观评价是汽车NVH开发必不可收的项目，本次使用了语意细分法对车内噪声进行了评判。

驻车加速时，增压器转速较低，转子系统转频不超过1500Hz，增压器尚未进入全负荷状态，G1值对车内噪声的主观评价影响较大，G1值高于0.34g以上时，均能在车内听到较为典型的同步噪声，见图4。

全负荷加速时，增压器转速较高，转子系统转频达到3000Hz以上，接近全负荷状态，G2值高于0.67g以上时，G1值高于0.34g时，均能在车内听到增压器同步噪声，见图5。

2.3 振动频谱分析
本次测试了增压器进油螺栓处的振动，振动频谱表明在加速起始段，由于废气旁通阀的打开，增压器转速有较为30000rpm的转速波动，可能会对整车驾驶性有影响；同时增压器的次同步振动也较为明显，主要是转子系统油膜涡动引起[8]，见图6。

（1）控制增压器转子系统的G1值不超过0.34g，G2值不超过0.67g，车内同步噪声处于可接受水平或更优。

（2）增压器的废气旁通阀控制标定及转子润滑系统有优化的空间。

【相关文献】
[1]李惠彬，周江伟，孙振莲等.车用涡轮增压器噪声与振动机理和控制[M]机械工业出版社.2012.
[2]温华兵，徐文江，鲍苏宁，夏兆旺等.柴油机废气涡轮增压器噪声机理及性能试验研究[J]内燃机工程，2013（34）：76-80.
[3]Raitor T，Neise W.Sound generation in centrifugal compressors[J].Journal of Sound and Vibration，2008，324：738-756.
[4]周仁睦.机械转子动平衡—原理、方法和标准[M].化学工业出版社，1992.
[5]ANSI S1.13—1995，Annex A.Identification and evaluation of prominent discrete tones[S].
[6]ECMA-74 measurement of airborne noise emitted by information technology and telecommunications equipment.
[7]圣小珍，田生，曹侠，杨迪等.增压器噪声的主观评价[J]噪声与振动控制，2013（33）：241-245.
[8]朱磊，魏道高，史伟等.考虑浮动环支承的涡轮增压器转子系统动力学行为研究[J]汽车科技，2013年第6期：26-32.。