渦輪增壓器在發(fā)動(dòng)機(jī)上的應(yīng)用可以提高汽車的動(dòng)力性能.經(jīng)濟(jì)。但也會(huì)嚴(yán)重影響汽車NVH性能。廢氣渦輪增壓器過(guò)去更多地用于柴油車輛。目前，汽油車也被廣泛使用，尤其是乘用車，這使得渦輪增壓器更受歡迎NVH各大汽車企業(yè)重視性能優(yōu)化。

廢氣渦輪增壓器的典型工作速度范圍為每分鐘100萬(wàn)轉(zhuǎn)/分，壓縮機(jī)側(cè)葉輪高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的氣流噪聲能主要集中在[1.5-3]kHz頻帶[1]，在加速條件下，葉輪高速旋轉(zhuǎn)至10萬(wàn)轉(zhuǎn)，產(chǎn)生的氣流噪聲通過(guò)進(jìn)氣管口輻射，由駕駛員感知。隨著發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速繼續(xù)上升，發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲被掩蓋。與非增壓發(fā)動(dòng)機(jī)相比，配備渦輪增壓器的車型需要解決[1的加速條件.5-3]kHz進(jìn)氣流噪聲問(wèn)題。

針對(duì)渦輪增壓器的氣流噪聲問(wèn)題，國(guó)內(nèi)外許多學(xué)者對(duì)其生產(chǎn)原理進(jìn)行了深入的研究[2]-[4]。從一些研究論文來(lái)看，目前，穿孔板結(jié)構(gòu)的共振消聲器用于抑制渦輪增壓器的氣流噪聲。與簡(jiǎn)單的擴(kuò)張腔相比，這種消聲器具有結(jié)構(gòu)小的優(yōu)點(diǎn)，便于在進(jìn)氣系統(tǒng)附近布置。同時(shí)，流體壓力損失小，對(duì)功率影響小。

消聲器遞損有效帶寬1800~3000Hz范圍內(nèi)，但頻帶內(nèi)谷值較低，平均為20dB左右，在2500Hz附近約為17dB。主要原因是論文中設(shè)計(jì)的消聲器只有三個(gè)共振腔，分布在1200Hz在帶寬個(gè)共振頻率在帶寬中顯得稀疏，導(dǎo)致谷值偏低。

文獻(xiàn)[4]設(shè)計(jì)的消聲器傳輸損失是理想的。本文采用理論公式對(duì)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，不考慮空腔之間的相互影響，存在一定的局限性。當(dāng)內(nèi)部管徑較大且接近平面波截止頻率的極限[5]時(shí)，需要考慮管道中的高次波。Virtual.Lab這個(gè)問(wèn)題可以很好地解決。當(dāng)接近但未達(dá)到截止頻率時(shí)，可以使用它AML屬性賦予出口端。在分析超出截止頻率的時(shí)候，一定要考慮高次波，增加(0,1)及以上的模態(tài)可以通過(guò)模擬設(shè)置進(jìn)行分析。

1問(wèn)題描述

一個(gè)渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)SUV對(duì)于車型，一些油門在1800-200轉(zhuǎn)之間緩慢加速，進(jìn)氣系統(tǒng)產(chǎn)生的產(chǎn)品在車內(nèi)可以清晰地感知到“噓噓”聲音。速度繼續(xù)上升到2500rpm之后，異響逐漸被其他噪聲掩蓋。

2問(wèn)題分析

2.1噪聲源判定

該異響“噓噓”根據(jù)渦輪增壓器的技術(shù)參數(shù)，當(dāng)聲音出現(xiàn)時(shí)，渦輪增壓器已經(jīng)介入工作，其主要工作速度為[80000-180000]rpm，隨著油門松動(dòng)的聲音而消失。初懷疑渦輪增壓器是噪聲源。為了驗(yàn)證這一猜測(cè)，渦輪增壓器減壓閥處于正常打開(kāi)狀態(tài)，經(jīng)過(guò)主觀駕駛評(píng)估和測(cè)試，發(fā)現(xiàn)異常噪聲消失，從而確定渦輪增壓器為噪聲源。

2.制定解決方案

在初始階段，考慮到進(jìn)氣系統(tǒng)管道的隔聲能力較差，導(dǎo)致渦輪增壓器產(chǎn)生的氣動(dòng)噪聲通過(guò)管道輻射到發(fā)動(dòng)機(jī)艙，然后進(jìn)入汽車。因此，在進(jìn)氣空氣過(guò)濾器中.壓氣機(jī)進(jìn)出口管道和進(jìn)氣管道用大能隔音材料包裹后，駕駛評(píng)估后的異響被抑制。

考慮到增加管道隔音能力的成本將會(huì)顯著增加，并且由于空間布局的限制，這種方案終沒(méi)有被考慮。結(jié)合文獻(xiàn)[1]-[4]，終考慮在進(jìn)氣系統(tǒng)管道上布置適當(dāng)?shù)墓艿老暺?，以抑制壓縮機(jī)加速時(shí)的氣流噪聲。消聲器的外壁需要有一定的隔音能力，否則不能達(dá)到預(yù)期的消聲效果。

測(cè)試主駕駛員右耳和進(jìn)氣口之間的噪音，如圖1.圖2所示。LMS軟件不斷回放濾波分析，發(fā)現(xiàn)主駕右耳過(guò)濾器[1320,3000]Hz噪聲過(guò)后，聲音異常消失。因此設(shè)計(jì)的管道消聲器在[1320,3000]Hz傳聲損失能力應(yīng)大于20dB以上。??????????????????

由于渦輪增壓器的進(jìn)出口管道會(huì)輻射氣流噪聲，因此在壓縮機(jī)的進(jìn)出口管道中設(shè)計(jì)了一個(gè)管道消聲器來(lái)抑制氣流噪聲。

3消聲器設(shè)計(jì)

3.1消聲指標(biāo)選擇

消聲器的聲學(xué)性能有很多評(píng)價(jià)指標(biāo)，常用的是插入損失.傳輸損失和末端噪聲降低等。由于傳輸損失反映了消聲器本身的聲學(xué)傳輸特性，其值僅與消聲器的結(jié)構(gòu)和消聲器的內(nèi)部介質(zhì)性質(zhì)有關(guān)，是消聲器的固有屬性，因此傳輸損失通常被用作[8]的主要性能指標(biāo)，用于消聲器的設(shè)計(jì)和性能評(píng)價(jià)。

傳輸損失表示消聲元件后聲音量的衰減程度，即入射聲功率Wi聲功率透射Wt傳遞損失的差值TL表示為??????

3.消聲器參數(shù)設(shè)計(jì)

初步計(jì)算穿孔直徑為5mm有限元法可用于左右分析。本文采用有限元法。Virtual.Lab聲學(xué)模擬計(jì)算，出口管定義AML屬性。

考慮到布局空間的極限，壓縮機(jī)出口消聲器設(shè)計(jì)了6個(gè)共振腔，壓縮機(jī)進(jìn)氣口消聲器設(shè)計(jì)了4個(gè)共振腔，兩個(gè)消聲器整體為圓形管狀結(jié)構(gòu)。詳見(jiàn)圖3和圖4。初步確定出口端消聲器的6個(gè)腔共振頻率為1550.1700.1900.2200.2500.2800Hz。進(jìn)氣端消聲器4腔共振頻率分別為1700.2000.2300.2700Hz。

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