增压器同步噪声分析优化

评价 等级 可接受 10
9 8 7 6 不可接受 5 4 3 2 1
描述 听不见 几乎听不见（只会被专家察觉） 微弱的声音（不会造成抱怨） 微弱的声音（会造成特别挑剔的客户抱怨） 微弱的声音（会造成挑剔的客户抱怨） 有声音（会造成一般的客户抱怨） 声音清晰（会造成所有客户抱怨） 声音很大（客户担心有损坏） 有声音（客户退货） 声音很大（增压器可能损坏）
图 1 同步噪声和次同步噪声示
同步 噪 声 主 要 与 两 个 要 素 有 关 ：转 子 的 残 余 不 平 衡
量和转子脉冲。
2.1 同步振动噪声
作者简介：赵文仲，男，安徽太和人，大学本科，工程师，主要研究方 向：发动机总布置设计和性能优化。
图 2 增压器动平衡机 2.2 同步脉动噪声
叶 轮 各 叶 片 之 间 也 不 可 避 免 的 存 在 一 些 差 异，或 者 叶 轮 叶 片 存在 一 定 的 缺陷 ，这 样 ，会 引 起 气 流 的 波 动 ，涡 轮转子每转一圈，产生一次激励。在压气机出口的压力波 动程度称为脉冲值，一般将压力波动的振幅控制在 200 Pa 以内。有时会将压力信号转化为电压值信号来表示。 2.3 控制同步噪声的方法
2 同步噪声
同步噪声，顾名思义，其噪声频率较叶轮轴的转频一
致，所以叫同步噪声。如图 1 所示，在频谱图上，有两条亮
线：右 边 的一 条 线 ，不同 增 压 器 转 速 下 ，噪 声 频 率 与 增 压
器的转频相同，属于同步噪声。
110000
0.90
100000 95000 90000 85000 80000 75000 70000 65000 60000 55000 50000 45000 40000
时代农机
TIMES AGRICULTURAL MACHINERY
2018 年 7 月 Jul.2018
（圆）脉冲噪音的解决方法就是加强叶轮的质量控制， 提升叶片间的一致性，减少脉冲值。就目前接触的厂家来 说，主要方案是把叶轮由铸造改为铣削。如此可提升叶轮 的精度，减少尺寸公差。
3 案例分享
本文 所 述 的 汽 油 增 压 发 动机 的 技 术 指 标 如 下 ，该 款
关键词：同步噪声；动平衡量；脉冲值
增压器已经成为汽车发动机未来的标准技术配置。 增 压 器在 带 来 动 力 性 和经 济 性 提 升 的 同 时 ，随 着 顾 客 对 汽 车 舒适 度 要 求 的提 高 ，增 压 器 的 噪 声 也 日 益 成 为 行 业 关注的焦点。废气涡轮增压器的噪声从大的方面可以分 为自激励结构噪声和气动噪声。结构噪声主要有同步噪 声、次同步噪声和废气旁通执行机构噪声；气动噪声主要 有 BPF 噪声、HISS 噪声、旁通噪声和泄气噪声咱1暂。
0.80 0.70 0.60
0.50
Synchronous
0.40
Sub Synchronous
0.30
0.20
81017r1Tp1 Avg_TriAx
0.10
30000 0 100 200 300 400 500 600 700 800 1000 1200
0.00 1500 1700 2000
Hz
回 转 体 由 于 质 量 分 布 不 均，旋 转 时 离 心 惯 性 力 如 果 不能平衡，会给转子带来振动。残余不平衡量表征回转体 的不平衡程度。
由 于 制 造 的 问 题 ，叶 轮 转 轴不 可 避 免 的 存 在 残 余 不 平衡量，这样，涡轮转子每转一圈，产生一次激励。转子经 过静平衡后，质心调整到旋转中心线上。但转子旋转时， 由 于 质 量 的分 布 不 均，很 有 可 能 在 通 过 选 装 中 心 线 的 平 面上出现一个力偶，这种情况称为转子动不平衡。转子动 平衡就是指消除转子动不平衡所做的工作。对增压器转 子，常采用在转子的两端端面上进行去重，人为地使转子 旋转时产生一个力偶，用以抵消原来的动不平衡力偶，降 低残余不平衡量至可接受范围，如图 2 所示。
本文 结 合 案 例 对 同 步 噪 声 进 行 分 析 ，探 讨 了 控 制 这 种噪声的方法，给出了同步噪构噪声的频谱特性见表 1。 表 1 同步噪声频谱特性
同步振动噪声 同步脉动噪声
频率 0耀4000 Hz 500耀4000 Hz
噪声分类 机械噪声 气动噪声
由叶轮轴的动平衡量和脉冲值表征。两种同步噪声的频
率 是一 致 的 ，因此 只 能 先 控 制 其 中 的 一 种 噪 声 至 良 好 水 平，再去评价另一种噪声指标。
对同 步 噪 声 的 评 价 常 采 用专 家 评 价 法 ，即 对 不 同 的 噪声水平进行主观评价，评价准则见表 3。
表 3 噪声评价准则
增压器在进行摸底测试时表现出典型的同步噪声。 表 2 发动机技术参数
排量（L） 净功率/转速（kW/rpm） 额定功率（kW/rpm） 最大扭矩/转速（Nm/rpm） 增压器型式
1.997 130/5000 135/5000 280（/ 1800耀4000）
WGT
3.1 同步噪声优化 同步 噪 声 分 为 同 步 振 动 噪声 和 同 步 脉 动 噪 声 ，分 别
解决同步噪声的方法有以下几个方面： （员）由动平衡引起的同步噪声，主要控制方法是降低 其转子总成的不平衡量，也就是所谓的 G 值（重力加速 度），目前各个厂家的策略是对其进行双面动平衡去重控 制，全转速段监控 G 值咱2暂遥
192 2018 年第 7 期
第 45 卷第 7 期 Vol.45 No.7
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2018 年 7 月 Jul.2018
增压器同步噪声分析优化
赵文仲，许 涛，胡宏德
（江淮汽车集团股份有限公司技术中心发动机设计研究院，安徽 合肥 230601）
摘 要：增压器在带来动力性和经济性提升的同时，随着顾客对汽车舒适度要求的提高，增压器的噪声也日益 成为行业关注的焦点。废气涡轮增压器的噪声从大的方面可以分为自激励结构噪声和气动噪声。增压器同步噪声 是增压器最常见的噪声之一，分为同步振动噪声和同步脉动噪声。专家评价法给出了增压器同步噪声的判定标准， 并依据该标准确定合理的增压器转子的动平衡度和脉冲值。