涡轮增压器Rattle噪声分析和对策

【关键词】涡轮增压器Rattle噪声执行器推杆
doi：10. 3969/j. issn. 1007-4554.2019.08.08
0引言
用发动机增压
成为当前国内外
发动机开发的主流,各 企业都在大 出废
气 增压 机产品， 机增压器的应用普
率达到了
&与此同时,发动机 性
能 的 强化，对增压器的性能和可靠性提
高的特点,容易 各
间隙,以很小的衰减率
入车内，形成
内人员的
干扰&因此解决增压器Rattlv
问题已成为
NVH性能必须攻克
的难题&
近年来，针对Rattlv噪声问题的研究得到了广 和开展,博格华 出了废气机构的八爪
鱼 设计，长城
出了 执行器气压的
实用方法⑷。本文介绍上汽技术中 做的部分
,气
、执行
零
件自由度等因素对Rattlv噪声的影响，由此得到解
气ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
做功而从阀座口被旁通排出。
图1废气涡轮增压器废气阀系统
2 Ratlc噪声现象及相关因素
2.1噪声现象
急加速过程中，转速处于2 500〜
3 500 r/min之间时，驾驶舱内会明显感知Rattle噪
，且
率比越大（
马拉大车），这个噪
明显。经排 以 ，
来自增
压 气阀系统。
・44・
通
象
舱布置高清摄像机，观察
负压）和
制
式。图1所示为一种常
用废气 增压 气阀系统构成，采用正压控
制气动旁通阀，
安
于
上，阀杆
由 支承并
内部做旋
，执行：杆
位置与废气阀体转角通过曲柄连杆机构形成一一
系。带有一定压力的气体（由PWM ?
制）流入执行 盒， 制
的位置进而
制废气旁通阀的转角开度。
速增压压
升高到一 度后，阀体从与
上阀座贴
合位置（ 闭 ） 开到一定角度，此时部
有效地抑制。
图5废气阀系统的零件接触配合
度）,以及调整发动机标定以
体才、开度
下阀体-阀座
于受力接触 ，都将有
助于抑制阀体-阀座和阀体-丨
的异响。这
位于
内部，一般认为对Rattle t
献
度 较低。在一个确认 中，将阀体-阀杆
处（见图6）一体化焊接后发现，此时Rattle噪声感
并没有发生显
&
图4
2.4零件自由度
出了更高要求/1-0&
发动机配置增压 产
生的NVH问题， 发动机增压强
趋于恶
化，开始引起 增压
& 中产生的主要
气
、壳体因结构
而
的噪
、
的
构与增压空气的耦
合 与噪声问题这些 的频率远高于
发动机的
率，其中，增压 气阀执行器
推杆与废气阀连接机构发出的Rattlv噪声（或
击异响）,虽 压 高,但由于其特
有的频率特性和
&
2.3执 推杆模态 容易受到激励产生
，敲击产生非常
宽广的
率,由于测量设备范围有限,测量到
上海汽车2019. 08
设计研究
时间/s
1 000
Io 频率/Hz （b）频域
图3执行器膜盒内压力波动
的噪声频率只覆盖0〜12 000 Hz（见图4 ）。如果
上施加一定的约束力，则 以明显感知
Rattle t
设计研究
涡轮增压器Rattle噪声分析和对策
正海陈如彬王应红（上海汽车集团股份有限公司技术中心/上海市汽车动力总成重点实验室，上海201804）
【摘要】针对汽油发动机在整车NVH试验中出现的增压器Rattle噪声问题，全面分析产生噪声的相关
因素，并 合
手段对增压器进行了噪声评价,提出了
并
施
。结果表明，增加
问题的
，并 明 用可行的。
收稿日期：2019 -03 -06 上海汽车 2019. 08
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设计研究
1增压器废气阀系统
增压发动机上,通 制进入废气 增
压器的废气旁通 ，可达到输出 发动机动
的目的。具体而言，增压 气阀执行：照
发动机ECU指令， 执行
到 位置可
制旁通阀的开度。执行器有气 制（正压
的
用性较强,能有效降低增压器Ratti l
&
-Abstract] Aim at the turbocharger rattle noise problem of gasoline engine in the vehicle NVH test, the relevvnt factorc of noise generation ac cemprehensively analyzed, and the noise evvluation of the turbocharavr is cairied out by mens of the expegmental analysis, and several countermevsums arc investinated with each implementation effect. The results show that the mevsurvs recommended in this PCVt for adding cup - spCng paC is practicel i engineegne and cn efectively reduce the rattle noise lvvl of turbocharaec.
Rattle噪声发生时刻的执行器推杆动作，另在推杆
上安置加速度传感器，测
的
速度。
从 中发现，
急速 中，阀门首
闭,此时没有异响发生。
到一定
位置 响出现，同时 位置
和摇臂面
剧烈地 和上下 （见图2），此时增压
PWM阀占空比为60% &
速、发机
速负荷进一步提高,其他背
逐渐显现，车
内无明显Rattle噪声感知。
图2发生Rattle噪声时刻的推杆波动
2.2气流压力波动 响发生时刻， 从气阀门关闭［被
一定位置 现出 的振颤抖动现象，预 示通 气阀座口的废气 气阀体有冲击，影 响废气阀门的开度。在排气脉冲的影响下，废气
体不停地 抖动&与此同时,增压后气体压
一 度的 ，无法
，此气体
经过PWM阀连接到执行器内部，必
位
置波动&因此，排气脉冲 压后压
致推杆剧烈抖动的主要起因，或者说是Rattle噪声 的激励 一。
压控制执行器由PWM阀接收ECU占空比
信号来控制，目PWM 制频率一般为 值
32 Hz，频率 高，精度越高。如图3所示， 有
特性 了增压气体经过PWM
入执行器
盒
32 Hz脉冲成分,进一步放大了执行器
盒内部的压
如图1和图5所示,一般废气阀系统的零件
接触配合位置主要位于阀体-阀座、阀体-阀杆、
-轴套、
-摇
。为了 增压器
行 中无卡滞现象，这些配合位置 要留
有一定自由度或间隙,会成为Rattle噪声的发
地。
体-阀座配合