渦輪增壓器減振降噪解決方法(20210201162938)

1、渦輪增壓器減振降噪解決方法 渦輪增壓器是指安裝在發(fā)動機上，利用發(fā)動機廢氣的能量來壓縮空氣，通過增加發(fā)動機的進 氣量來提高發(fā)動機功率的高效節(jié)能部件。 隨著歐IV和更高排放標準在中國的實施，渦輪增壓 發(fā)動機將日益普及。 增壓器噪聲危害 增壓器最高轉(zhuǎn)速可達30萬r/min，由于葉輪與氣流的相互作用，轉(zhuǎn)子的動不平衡以及軸 承的非線性油膜力等因素，使增壓器在使用過程中產(chǎn)生各種噪聲。目前在中國各城市，當(dāng)裝 有增壓器的載貨汽車或公交車通過時，路人就會聽到增壓器的嘯叫聲。因此，增壓器噪聲已 成為環(huán)境噪聲污染的重要來源。高頻率意味著短波長，因此增壓器噪聲更容易通過各種間隙, 以很小的衰減率傳播進入車內(nèi)，造成對駕

2、駛員和乘客的噪聲干擾。增壓器噪聲通常是高頻諧 音，會大大降低車內(nèi)聲學(xué)品質(zhì)，所以對增壓器噪聲控制是一件迫在眉睫的事情。 減振降噪解決方案 為了減少增壓器的振動和噪聲，提升增壓器總體性能，我公司近幾年對增壓器噪聲與振 動控制方面非常重視，特聘專家領(lǐng)導(dǎo)核心技術(shù)小組進行增壓器核心技術(shù)（包括噪聲、振動、 聲振粗糙度，簡稱NVH的開發(fā)。培養(yǎng)NVH工程師，主要針對噪聲振動問題進行分析，并對 產(chǎn)品提出優(yōu)化解決方案。建立了振動試驗室，購置了噪聲采集分析系統(tǒng)，且組織相關(guān)工程技 術(shù)人員進行了技術(shù)培訓(xùn)。截至目前，我公司已經(jīng)建有軸心軌跡測試系統(tǒng)（見圖1），激光測振 儀（見圖2），便攜式噪聲、振動信號采集測試系統(tǒng)（見圖

3、3），電動振動試驗系統(tǒng)（見圖4）, 以及試驗用整車、動平衡機等相關(guān)設(shè)備，分別可以完成增壓器轉(zhuǎn)子的軸心軌跡測試、增壓器 轉(zhuǎn)子及葉片的固有頻率測試、增壓器整機振動和整車NVH性能測試、增壓器零部件的可靠性 檢驗和考核等試驗。同時，我公司正在建立消聲室，可以在滿足一定聲學(xué)條件下的試驗室內(nèi)， 按照國際標準測量增壓器噪聲，排除其他噪聲以及環(huán)境的干擾，針對性地找出噪聲源。同時 記錄增壓器的運行參數(shù)、壓比流量等，與噪聲聯(lián)系起來，得到Noise Map （噪聲脈譜圖，見 圖5）。 圖1軸心軌跡測試系統(tǒng) 圖2激光測振儀 在專家的帶領(lǐng)下，增壓器噪聲與振動方面的工作有了較大的突破，技術(shù)人員對增壓器噪 聲產(chǎn)生的機理、

4、頻率范圍以及傳播路徑有了清楚的認識。在處理增壓器噪聲過程中，總結(jié)出 了增壓器噪聲的幾大類型：高轉(zhuǎn)速下由于轉(zhuǎn)子不平衡量過大而產(chǎn)生的同步噪聲；浮動軸承系 統(tǒng)發(fā)生半頻渦動而產(chǎn)生的次同步噪聲；氣流通過關(guān)閉的廢氣旁通閥口位置產(chǎn)生的漩渦，釋放 頻率接近腔內(nèi)聲學(xué)固有頻率時產(chǎn)生的廢氣旁通孔噪聲；壓氣機流量過小時，在葉片擴壓器和 工作輪進口處氣流與壁面分離而生成氣流漩渦喘振噪聲等。針對以上問題，我們分別提出了 控制轉(zhuǎn)子動平衡VSR(Vibration Sorting Rig )G值；優(yōu)化浮動軸承與轉(zhuǎn)子和中間體的內(nèi)外 間隙；更改腔體尺寸，使其固有頻率遠離渦流釋放的頻率；修改葉輪設(shè)計，泄壓閥控制，VNT 與EGF聯(lián)

5、合標定，以使發(fā)動機工作曲線遠離喘振線等增壓器減振、降噪方案。 圖3信號測試采集系統(tǒng) 圖4振動臺 流量 圖5噪聲脈譜圖 針對增壓器管路振動而輻射的噪聲，提出通過整改管路比整改增壓器更有效的方案，對 某主機廠試驗驗證這種方法效果明顯。對某一型號發(fā)動機各個工況測試增壓器相關(guān)位置的振 動值，通過Artemis或者matlab編程處理振動數(shù)據(jù)，得出相應(yīng)工況下增壓器振動加速度RMS 與時間的關(guān)系（見圖6）和增壓器振動Campbell圖（見圖7）。通過這些信息可以分析出發(fā)動 機和增壓器的振動加速度大小以及激振源，便于控制和降低噪聲與振動。針對某主機廠出現(xiàn) 的噪聲問題，我們專門派NVHT程師現(xiàn)場測試增壓器噪聲以及分析原因，利用便攜式噪聲錄 音設(shè)備錄制現(xiàn)場噪聲聲壓時間歷程，用相應(yīng)分析軟件或自己編寫程序診斷噪聲來源和傳播途 徑，確認噪聲是否可接受（利用聲品質(zhì)原理），并成功解決了由增壓器產(chǎn)生的噪聲。 7 5 SQ 1OT 1312D0 沖口30 口39D iOD50D SHTI 時間 圖6振動RMSf時間的關(guān)系 時間 圖7增壓器某一方向振動 Campbell圖 結(jié)語 我公司的NVH水平正在逐步提高，有關(guān)的增壓器噪聲振動機理正在逐步完善，相關(guān)的解 決優(yōu)化方案正在實施。相信