降低发动机进气系统噪声的研究

汽车发动机噪声产生的原因及控制对策研究发动机噪声就是指直接从发动机机体及其主要附件向空间传出的声音,这种噪声随发动机机型和转速等情况的不同而不同。

一、汽车发动机噪声产生的原因分析(一)发动机气缸内的气体燃烧会产生燃烧噪声。

汽车发动机气缸内周期变化的气体压力发生相互作用后就会产生燃烧噪声,气体燃烧的方式和燃烧的速度决定了燃烧噪声的大小。

在汽油发动机中如果发生爆燃或其他不正常燃烧时就会产生较大的燃烧噪声,而如果在柴油发动机燃烧室内气压上升过快,引起发动机各部件振动也会产生噪声。

但是通常来说,柴油发动机机噪声比汽油发动机的噪声要大很多。

(二)汽车发动机机械本身运动产生机械噪声。

机械噪声主要是由于发动机的各运动件之间以及运动件与固定件之间周期性变化而产生的,主要有活塞敲击噪声和气门机械噪声等几大类。

首先是活塞敲击噪声。

汽车发动机运转时,活塞在不停的上下止横向移动形成活塞对缸壁的不断敲击,这个敲击声就是活塞敲击噪声。

其次是传动齿轮噪声。

汽车发动机传动齿轮的噪声是发动机内部的齿轮啮合过程中齿与齿之间的撞击和摩擦产生的。

再次就是曲轴的扭转振动也会破坏齿轮的正常啮合而产生出机械噪声。

最后是配气机构噪声。

汽车发动机的配气机构中零件众多,众多的零件在运动中很容易会引起振动和噪声,包括气门和气门座的撞击,由气门间隙引起的传动撞击和高速时气门不规则运动引起的机械噪声。

(一)对发动机气缸内的气体燃烧产生的燃烧噪声的控制对策。

一是采用隔热活塞装置以便能有效提高燃烧室壁温度,有效缩短滞燃期,从而降低燃烧噪声。

二是通过提高压缩比和采用废气再循环技术可大大降低柴油发动机的燃烧噪声。

三是可以采用双弹簧喷油阀实现预喷功能,也就是说将原需要一个循环一次喷完的燃油分两次来喷,这样可大大减少滞燃期内积聚的可燃混合气数量,有效抑制空气和燃料混合气的形成,从而可以有效抑制燃烧噪声。

四是采用增压措施。

如果是柴油发动机,在增压后可以有效改善混合气的着火条件,可以使着火延迟期缩短,从而使柴发动机油机运转平稳,最终实现噪声降低的目的。

涡轮发动机的噪声控制技术在现代工业和航空领域，涡轮发动机以其高效的动力输出而广泛应用。

然而，伴随其强大性能的是显著的噪声问题。

涡轮发动机的噪声不仅对周围环境造成干扰，还可能影响操作人员的健康和工作效率。

因此，研究和应用有效的噪声控制技术至关重要。

涡轮发动机产生噪声的原因较为复杂。

首先，气流在发动机内部的高速流动会产生湍流和压力脉动，这是噪声的主要来源之一。

当空气进入压缩机和涡轮叶片时，由于叶片的高速旋转和气流的复杂流动模式，会引发强烈的气动噪声。

其次，发动机的机械部件，如齿轮、轴承等的运转也会产生机械噪声。

此外，燃烧过程中的不稳定和压力波动也会导致燃烧噪声。

针对这些噪声源，研究人员和工程师们采取了多种噪声控制技术。

其中，声学衬里技术是一种常见且有效的方法。

声学衬里通常安装在发动机的内壁，如进气道、压气机和涡轮机匣等部位。

这种衬里通常由多孔材料制成，如蜂窝结构或泡沫材料，其内部的微小孔隙能够吸收和散射声波，从而降低噪声的反射和传播。

声学衬里的设计需要考虑材料的声学性能、孔隙结构、厚度以及与发动机内部气流的兼容性，以实现最佳的降噪效果。

另一种重要的噪声控制技术是优化叶片设计。

通过改进涡轮和压缩机叶片的形状、叶尖间隙和叶片数量等参数，可以减少气流的分离和湍流，降低气动噪声的产生。

例如，采用更先进的翼型设计可以改善气流的流动特性，减少压力脉动和噪声辐射。

同时，对叶片表面进行特殊处理，如增加粗糙度或采用涂层技术，也可以降低噪声。

消声器在涡轮发动机的噪声控制中也发挥着重要作用。

消声器可以安装在发动机的排气系统中，通过内部的声学结构和抗性元件来消除或减弱噪声。

常见的消声器类型包括抗性消声器、阻性消声器和阻抗复合消声器。

抗性消声器利用声学共振原理来抵消特定频率的声波，阻性消声器则通过吸声材料来消耗声能，而阻抗复合消声器则结合了两者的优点，能够在更宽的频率范围内实现有效的降噪。

主动噪声控制技术是近年来发展迅速的一种方法。

发动机进气系统阶次噪声及其消减方法
边强;高文志;张晶
【期刊名称】《农业工程学报》
【年(卷),期】2012()S1
【摘要】针对发动机进气噪声的消减与消声元件的位置具有很强的关联性特点,该文利用GT-Power软件分析了进气系统噪声,设计了谐振腔和1/4波长管来降低进气口处噪声。

通过SYSNOISE软件进行了声模态分析,研究了声模态与阶次噪声之间的关系,来确定赫尔姆兹谐振腔和1/4波长管在进气系统上最好的消声位置。

分析结果表明,消声元件布置在某阶模态的反节点位置与布置在节点位置相比,可以对该模态频率下的阶次噪声降低5dB。

【总页数】7页(P57-62)
【关键词】发动机;噪声控制;计算机模拟;进气系统;声模态
【作者】边强;高文志;张晶
【作者单位】天津大学内燃机燃烧学国家重点实验室
【正文语种】中文
【中图分类】S1
【相关文献】
1.发动机进气歧管的气动噪声预测方法研究 [J], 徐志超;祖炳锋;王振;徐玉梁;刘丽娜;白杨
2.阶次分析在发动机进气噪声研究中的应用 [J], 徐红梅;郝志勇;郭磊
3.增压发动机的进气噪声源提取和进气噪声的预测 [J], 刘联鋆;郝志勇;钱欣怡;胡先锋
4.进气系统设计参数对进气噪声及车内车外噪声影响研究 [J], 赵伟丰;赵骞
5.边界元方法在发动机进气噪声分析中的应用 [J], 刘树功
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Internal Combustion Engine &Parts0引言从广义角度看，汽油发动机是借助汽油这一燃料介质，在汽车行驶中将燃料的内能转化为汽车的动能。

鉴于汽油燃料本身的粘性小、蒸发快等特点，选用这一燃料能通过汽油喷射技术系统进入气缸内部，然后经过处理使其处于一定的温度和压力水平，再通过火花塞技术组件点燃，这就使气体能够进行膨胀做工。

在汽车上搭载汽油发动机，主要原因是其具有相对简单的技术结构，且造价成本相对较低、实际运行状态稳定、维修操作便捷。

目前，汽油发动机已经广泛运用到多种现代设备中，如何妥善处理发动机运行中存在的振动、噪声问题已经成为人们关注的重点。

本文正是围绕这一点，进行具体成因的探讨和分析，并提出有效的解决方法。

1汽油发动机设备振动现象与噪声现象简述1.1振动现象与噪声现象的概念从振动现象来讲，是在技术状态下运动过程，也可以看作物体往复运动。

通常，人们将振动现象判定为消极的技术因素，主要是由于其会给机械设备内部的组件带来更大的磨损、疲劳，从而导致机械设备可用寿命缩短。

但是，振动也有一定的应用价值，如振动研磨加工技术、振动消除内应力技术、振动筛选加工技术等。

对于噪声而言，物理学中将其定义为物体在无规则运动中产生的声音，这些声音往往会给人们生活、学习、生产和工作带来不良影响，甚至会在人们接收重要声音或信息时带来干扰。

1.2汽油发动机振动现象与噪声现象的主观评价对于汽车驾驶者、使用者而言，汽车发动机产生的振动和噪声与使用者的主观认知具有一定相关性。

不同驾驶者在使用汽油发动机时，往往会对设备运行带来的振动和噪声具有不同的喜好程度。

例如，部分汽油发动机使用者更倾向于运动型交通工具，追求较为激烈的驾驶行为，这些使用者期望发动机能够在运行时产生较大轰鸣声。

同时，也有汽油发动机的使用者更倾向于安静的驾驶环境，这部分使用者则希望发动机能在驾驶中产生较小的声音。

1.3汽油发动机振动现象与噪声现象的客观评价在对发动机振动和噪声进行客观分析、评价时，应当注重以下几方面：汽车行驶中底板传来的声音、车椅给人体带来的振动、汽车方向盘给驾驶人带来的振动、能够传递给乘客或驾驶人的声音、座椅轨道部件振动等。

872023/06·汽车维修与保养栏目编辑：高中伟 ******************职教园地文/河南 张锐 张涛 冯世杰 郭一鸣 张鑫宇目前，国家法令法规对车辆噪声控制的要求愈来愈严格。

以传统发动机为动力的汽车噪声，首要噪声源之一是发动机进气系统，发动机进气系统也是当前汽车降噪的首要对象之一。

进气系统噪声作为发动机运转中的首要噪声源，已引发了NVH工程师的关注。

为了削减进气系统在发动机运行时的噪声，必须在进气系统中安装几个消音器元件，如赫姆霍兹消音器、1/4波长管等。

一、进气系统消音元件的特性分析1.1/4波长管的声学分析1/4波长管一般安装在汽车发动机进气系统的进气管上。

如图1所示，主管内的声波进入分支管时，出口端被关闭，声波反射，部分频率的声波被主管反射后，相位与主管内的同频声波偏移或反转，声压部分或全部抵消，实现几个频带的噪声控制效果。

图1 1/4波长管结构示意图1/4 波长管的传递损失可由下式进行计算：(1)式中：m —旁支管与主管截面积的比值；L—旁支管的长度；—声源的波长。

从上述公式可以看出，固定旁路长度为L 时，传输损失仅与旁路和主管横截面积之比m 有关，横截面积之比越大，传输损失越大。

在式(1)中，若比值m 固定，则当(n 为大于10的整数)时，1/4波长管的传递损失TL 最大，此时，1/4波长管的旁支管长度为：(2)当在n =1的情况下，旁路管的长度最小，并且可以安装在紧凑的空间里。

此时，旁路管的长度是声源发出声波波长的1/4。

式(2)得到的1/4波长管的峰值频率为：(3)式中:c—声速。

在实际应用中，可以设置在机舱内的备用空间是有限的，1/4波长管不应过长，因此通常用于控制高频噪声。

2.赫姆霍兹消音器特性分析赫姆霍兹(Helmholtz)消音器也是发动机进气系统应用最早、最广泛的消音器之一，赫尔姆霍兹消音器从一个容积室通过一个分流管连接到主管道，在结构上被分类为旁路分路消音器。

航空发动机的声学特性与降噪技术研究航空发动机作为现代飞行器的核心部件，为飞机提供了强大的动力。

然而，其运行过程中产生的噪声却成为了一个不可忽视的问题。

航空发动机的噪声不仅会影响乘客的舒适度，还可能对周边环境造成严重的噪声污染。

因此，深入研究航空发动机的声学特性以及降噪技术具有重要的现实意义。

航空发动机的噪声来源较为复杂，主要包括风扇噪声、压气机噪声、燃烧室噪声、涡轮噪声以及喷流噪声等。

风扇噪声通常是由于叶片与气流相互作用而产生的，尤其是在高速旋转时，气流的不稳定流动会引发强烈的噪声。

压气机噪声则主要源于叶片的周期性扰动以及气流在压气机内部的复杂流动。

燃烧室中的燃烧过程不稳定性以及高温高压气体的快速膨胀也会产生噪声。

涡轮噪声与叶片的高速旋转以及气流的冲击有关，而喷流噪声则是由于高速喷出的气流与周围大气相互作用所导致。

这些噪声具有不同的频率和幅度特性。

例如，风扇噪声往往在低频段较为显著，而涡轮噪声则在高频段表现突出。

不同类型的发动机，其声学特性也存在差异。

涡扇发动机由于风扇直径较大，风扇噪声相对较为明显；而涡喷发动机则由于喷流速度高，喷流噪声更为突出。

为了降低航空发动机的噪声，科研人员和工程师们开展了大量的研究工作，开发出了多种降噪技术。

在设计阶段，通过优化发动机的结构和气动布局，可以从源头上减少噪声的产生。

例如，采用先进的叶片设计，如掠形叶片、宽弦叶片等，可以改善气流的流动状态，降低叶片与气流相互作用产生的噪声。

优化风扇和压气机的级间匹配，减少气流的分离和漩涡，也能有效降低噪声。

声学衬垫技术是一种常用的降噪手段。

在发动机的内部表面，如进气道、风扇涵道等部位，安装具有吸声性能的声学衬垫。

这些衬垫通常由多孔材料或多层结构组成，能够有效地吸收噪声能量，从而降低噪声的传播。

主动降噪技术是近年来发展迅速的一种方法。

通过在发动机内部或外部布置传感器和作动器，实时监测噪声信号，并产生与之相反的声波，从而实现噪声的抵消。

汽车动力系统噪声与振动控制技术研究汽车动力系统噪声与振动控制技术研究汽车是现代社会不可或缺的交通工具，而汽车动力系统噪声和振动问题一直是制约汽车行驶舒适性和安全性的因素。

因此，汽车动力系统噪声和振动控制技术的研究一直是汽车工业领域的热点之一。

汽车动力系统噪声和振动的来源主要包括发动机、变速器、传动轴、驱动桥等部件。

这些部件在运转过程中会产生各种噪声和振动，其中发动机是主要的噪声和振动源。

发动机的噪声和振动主要来自于燃烧过程、气门机构、曲轴连杆机构、活塞环等部件的运动。

为了控制汽车动力系统的噪声和振动，目前主要采用以下几种技术：1. 声学设计技术声学设计技术是通过优化汽车发动机和车身的结构设计来降低噪声和振动。

例如，在发动机的进气和排气系统中加装消音器、在发动机周围安装隔音材料等措施可以有效地降低发动机的噪声和振动。

2. 主动噪声控制技术主动噪声控制技术是通过在汽车内部安装传感器、控制器和扬声器等设备来实现噪声的反相干涉，从而达到降低噪声的目的。

这种技术可以有效地降低低频噪声，但对高频噪声的控制效果较差。

3. 振动控制技术振动控制技术是通过在汽车结构中安装减振器、阻尼器等装置来消除振动。

例如，在发动机和变速器之间加装减振器、在车身结构中加装阻尼材料等措施可以有效地降低汽车的振动。

除了以上技术外，还有一些新兴的技术正在逐渐应用于汽车动力系统噪声和振动控制中，如无源噪声控制技术、智能材料技术等。

无论采用哪种技术，汽车动力系统噪声和振动控制都需要进行精确的测试和分析。

目前，常用的测试方法包括模态分析、频响分析、传递路径分析等。

这些测试方法可以帮助工程师了解汽车动力系统中各部件的振动特性，进而优化设计和控制方案。

总之，汽车动力系统噪声和振动控制技术是汽车工业领域中不可或缺的一部分。

随着科技的不断进步，相信未来会有更多更先进的技术被应用于汽车动力系统噪声和振动控制中，为人们创造更加舒适、安全的出行环境。

降低发动机进气系统噪声的研究现代汽车发动机进气系统的噪声是一个重要的问题，尤其是在高压缩比和高转速的情况下，会造成相当大的噪声污染。

高噪声不仅会影响乘车者的舒适性，也会降低发动机的性能和工作效率。

为了降低发动机进气系统的噪声，许多研究人员对此进行了广泛的研究。

降低噪声的主要方法有两种，一种是通过外部隔音，另一种是通过内部减震和降噪。

在外部隔音方面，最重要的是减少发动机与驾驶室之间的传声。

这可以通过使用隔音材料和空气隔音系统来实现，从而显著降低汽车内部噪音水平。

在内部减震和降噪方面，主要有以下几种方法：第一种是优化进气系统的设计。

优化进气总成的设计可以降低气流的涡流噪声和气体压力扰动噪声。

具体来说，可以采用光滑的气道设计、优化进气系统的截面和曲率，以及增加缓解噪声的附加装置等。

第二种是降低进气中的噪声。

对于发动机进气系统来说，如果空气通过空气滤清器和进气歧管时发出噪音，则可以降低这些部件的噪音水平。

具体来说，可以优化空气滤清器的设计，减少噪音的产生和传播，或者使用音频缓冲器来吸收噪音。

第三种是改善发动机的机械结构。

我们知道，某些发动机结构（如吸气阀门，进气歧管等）会产生噪音。

在这种情况下，可以通过缓冲、吸声等方法降低噪声。

具体来说，可以使用吸波材料、减震垫等附加装置来降低噪声。

总之，在研究发动机进气系统的噪声减少方面，需要对汽车的全局噪声情况进行综合考虑，进行全面的设计和优化，以便在尽可能降低噪声的同时保证汽车的性能和安全。

在今后的研究中，可以通过特定的模型和试验，进一步改善和优化发动机进气系统的噪声问题。

除了上述方法，还有其他一些较为高级的技术可以用于降低发动机进气系统噪声。

例如，一些研究人员使用被动和主动降噪系统来降低进气噪声。

被动降噪系统通常使用吸声材料和隔音设备来吸收和隔离噪声。

而主动降噪系统则利用扬声器和与发动机相关的传感器来检测和产生反向声波，从而抵消噪声。

此外，还可以使用CFD仿真技术来优化发动机进气系统的噪声，以确保气道的光滑度并减少气流噪声。

进气系统的噪声及其调音一 汽车噪声的特征在汽车行业，在涉及噪声与振动时，常采用一个词NVH ，即是噪声（Noise ），振动（Vibration ）和不舒适（Hardness ）三个英文单词的简写。

人的耳朵是一个非线性结构，对不同噪声的听觉不一样。

噪声与振动能让乘客直接感受到一部车是否舒服。

对此，汽车公司投入大量人力物力来减少噪声与振动。

对于一部车的噪声指标，政府对其的法规只有一项——通过噪声标准（pass-by noise ）。

即汽车整体通过时产生的噪声，包括进气系统的噪声等其他一系列在汽车通过时产生的噪声，在欧洲，通过噪声为74dB ，美国为78dB 。

随后汽车制造商会将不同的噪声要求分配到不同的汽车部件上，比如这次的a1774_AFS GP50项目，根据泛亚要求，进气噪声与发动机转速的关系如图，即要求进气系统的噪声在以下转速下不超过此直线的范围。

汽车噪声有两个特点。

一是与发动机的转速和汽车行使速度有关，二是不同的噪声振源有不同的频率范围。

下图表示汽车噪声与行使速度的关系：，轮胎与路面的摩擦是主要噪声，而在高速时，车身与空气之间的摩擦是主要的噪声。

图表示噪声源与频率的关系： 动低速时，发动机是主要噪声源，中速时间汽车速度下频率低频时，发动机是主要噪声源，中频时变速箱和风激励噪声占主导成分，高频时考虑的是说话的声音是否清晰，即所谓品质问题。

压缩质点振速和声功率等。

其中声压和频率是两个主要参数，声压，瞬时声压对时间声压与位置和时间有关，下图表示某固定时间而在不同地点的声压情况：图表示某固定地点而不同时间的声压情况：出来的上噪声的概念是纯主观上的定义，但是大部分噪声是人们共识的，如汽车的交二 声学的基本概念当物体振动时，会引起周围空气振动，空气具有质量和弹性，是可以压缩的。

空气被后会扩张后又被压缩，由于这种不断扰动，空气就产生一定压力，从而产生了声波。

描述声音的参数有声压，频率，也是测量的主要对象。

降低两级增压发动机同步噪声的研究盛启安1唐碧艳2姚建明2宋祥太2张振2(1.上海内燃机研究所有限责任公司,上海200438;2.上海汽车集团股份有限公司商用车技术中心,上海200438)摘要:针对车辆行驶时出现的啸叫问题,捕捉噪声源为增压器同步噪声,对该噪声进行噪声-振动-平顺性(N V H)试验㊂根据同步噪声的产生机理,对增压器G值和同步噪声贡献量进行了分析㊂利用锤击测试分析模态,查找隔热罩是否对同步噪声产生放大影响㊂对优化方案进行测试验证,保证新隔热罩的结构可靠性㊂关键词:两级增压器;同步噪声;G值;隔热罩;锤击测试0前言增压器是用于提高发动机进气压力的装置㊂随着增压技术的不断发展,使用单级增压器已无法兼顾高低速运行的工况要求㊂近年来,两级增压器得到了长足发展,以满足用户需求㊂两级增压器系统主要有2种类型:两级串联涡轮增压系统和两级并联涡轮增压系统㊂本文研究的两级串联涡轮增压由高压级和低压级增压系统串联而成,可在较为宽广的转速范围内提高增压比,同时提高低速扭矩和高速扭矩的转速范围㊂图1为两级增压器的工作原理[1]㊂在图1中,低压级增压器废气旁通阀(WG V)控制低压级的转速㊂涡轮端旁通阀(T B V)则控制高压级和低压级增压器的排气分配比例,保证增压器与发动机系统的匹配㊂压气机端旁通阀(C B V)与T B V阀同时控制高压级和低压级增压器的工作区域㊂在增压器提升动力性的同时,会带来一定的噪声影响㊂增压器同步噪声是增压器噪声出现最多的噪声之一,该噪声的产生原因是增压器中间体转子系统动不平衡㊂增压器同步噪声呈现出来的特征与增压器转速频率相同[2]㊂通过增压器G值分布及传递路径中相关薄壁零件对同步噪声放大等进行研究分析,得出同步噪声放大的原因及解决方案,并进行验证㊂1噪声分布如图2所示,在对车辆进行噪声测试时,发现搭载图1两级增压器系统工作原理两级增压器系统的柴油机的某多功能运动车(S U V)存在加速时的抱怨噪声,测试结果为700~900H z的抱怨噪声㊂为了排查异响源,对整车进行噪声-振动-平顺性(N V H)试验㊂试验要求根据G B1495 2002标准[3],在试车道进行测试,保证地面为开阔的水泥地,两旁障碍物距离3m以上,环境温度控制在25ħ,且风速不高于5m/s,路面无积水,并避免在下雨天进行测试㊂试验利用L M S公司生产的T e s tL a b声学与振动分析系统,采集两级增压器高压级中间体的振动,采集车内862020年第4期图2 抱怨噪声频谱图主驾右耳的噪声和发动机近场噪声㊂测试时采集车辆加速工况的数据,记录发动机转速在1200~2800r /m i n 范围内的车内噪声和增压器振动数据㊂利用L M ST e s tL a b 软件生成的频谱图如图3所示㊂图3 车内噪声频谱图与增压器本体振动由测试数据可得,车内抱怨噪声的频率与增压器本体频率相符,根据增压器同步噪声的特征,确认是由增压器引起的同步噪声㊂2 噪声分析同步噪声有2种可能产生的原因:(1)是因为中间体转子不平衡产生的增压器本体振动噪声;(2)是因为这种不平衡造成传递路径中薄壁零件的共振,放大了增压器的同步噪声㊂2.1 增压器G 值分析增压器G 值表示增压器中间体转子的动不平衡值,是衡量增压器是否会产生同步噪声的1个重要指标㊂两级增压器则有2个转子的G 值㊂定义G 1为转速在400~1500r /m i n 范围内的峰值;G 2为转速在1500~2800r /m i n 范围内的峰值[4]㊂G 值的计算公式为f =N ˑn (1)a =0.002ˑf 2ˑD(2)G =a g(3)式中,n 为测得的增压器转速,单位为r /m i n ;N 为压端转子叶轮叶片数;f 为频率,单位为H z ;D 为位移振幅,单位为m ;a 为振幅加速度,单位为m /s -2;g 为重力加速度㊂在检测了37台搭载在S U V 上的两级增压器后的测试结果如图4所示㊂图4 两级增压器G 值分布根据一般经验,图4(a)中两级增压器高压级的G 1值应控制在0.25以内,G 2值控制在0.45内,图(b )中低压级G 1值应控制在0.4以内,G 2值控制在0.6以内㊂从两级增压器G 值分布看,低压级G 1和G 2需要收紧G 值范围㊂2.2 传递路径分析由同步噪声激励,有可能会使附近的隔热罩共振放大㊂为了验证该假设,用3台搭载相似G 值的两级增压器的整车进行对标测试,测试其在发动机转速为1000r /m i n 时的稳态噪声㊂传感器与传声器分布与96 2020年第4期N V H 试验相同,测试结果如图5所示㊂其中A 车为出现噪声抱怨的S U V ㊂从测试结果分析,3台车的本体振动具有差异性,A 车的振动表现最差,车内噪声也最大,频率均在770H z 附近㊂而B ㊁C 车的振动表现较好,也未产生明显的同步噪声㊂根据车辆的差异性分析,初步判断锁定是颗粒捕集器(D P F )和增压器隔热罩的差异性所致㊂为验证该假设,在A 车上进行了锤击测试㊂图5 怠速时噪声频谱图(a )与增压器中间体振动图像(b)如图6所示,接下来对隔热罩进行频域响应分析,计算出固有频率,并与同步噪声对应的频率进行对比㊂利用S I E M E N SS C A D A SX S 移动采集及回放系统,对锤击测试中的振动数据进行采集㊂通过敲击增压器中间体螺栓,测量D P F 前置催化器隔热罩和两级增压器隔热罩的固有频率㊂图6 锤击测试D P F 前置催化器隔热罩分为D P F 前置催化器左隔热罩和D P F 前置催化器右隔热罩,对D P F 前置催化器隔热罩进行试验时应测量2个D P F 前置催化器隔热罩的数据㊂3 分析结果3.1 锤击测试分析如图7和图8所示,在锤击测试完成后,利用L M ST e s tL a b 振动噪声分析软件,对所测数据进行收集及处理,并将所得数据转化为频响函数(F R F )图㊂图7 D P F 前置催化器右隔热罩F R F 图图8 D P F 前置催化器左隔热罩F R F 图在绘制F R F 图后观察可得知,2个D P F 前置催化器隔热罩都具有755H z 的固有频率,在A 车所测得的1000r /m i n 稳态工况的同步噪声频率在770H z 附近㊂图9为增压器隔热罩的F R F 图㊂图9 增压器隔热罩F R F 图相对于D P F 前置催化器的两片隔热罩而言,增压07 2020年第4期器隔热罩具有的固有频率为874.89H z,与抱怨噪声频率不符㊂结合之前对两级增压器的N V H试验所得数据分析,其对增压器的同步噪声放大影响较低㊂3.2D P F前置催化器隔热罩的降噪措施要减小D P F前置催化器隔热罩对同步噪声的影响,需要破坏D P F前置催化器隔热罩的共振频率㊂综合考虑工作条件和措施实施的可行性,对D P F前置催化器隔热罩内外侧薄弱区域钣金处增加焊点㊂该改进方法兼顾以下3个方面:(1)增加焊点后破坏共振,能减少两级增压器同步噪声的放大;(2)保证D P F前置催化器隔热罩的质量不增加,保证在生产过程中的工艺性和经济性;(3)不对D P F前置催化器隔热罩的结构产生变化,确保与发动机其他零件装配时隔热性等性能不会发生变化㊂增加的焊点如图10所示㊂图10 D P F前催隔热罩增加焊点的位置3.3D P F前置催化器隔热罩的优化效果为了检验更改后的D P F前置催化器隔热罩的降噪效果,将增加焊点后的D P F前置催化器隔热罩安装在A车上,再次对A车进行转速为1000r/m i n工况的测试,将该评价结果记为A',结果如图11所示㊂从图11可知,搭载增加焊接点的D P F隔热罩,A'的啸叫噪声明显降低㊂4结论本文针对搭载两级增压器的某S U V车出现的加速行驶时的啸叫问题,通过N VH试验,结合车内噪声频谱图和两级增压器的振动图像,判断结果是由增压图11怠速时噪声频谱图(优化后)器同步噪声引起的啸叫㊂结合增压器G值分析和增压器同步噪声贡献量分析,查出同步噪声产生原因如下: (1)用于某S U V车型的部分两级增压器低压级G值未严格按照最优G值标准进行制造;(2)由于安装的差异性,D P F前置催化器隔热罩对增压器同步噪声具有放大效果㊂以D P F前置催化器隔热罩和增压器隔热罩为研究对象,选择搭载两级增压器的3台S U V车型对其进行1000r/m i n的怠速测试㊂对产生同步噪声放大的整车进行锤击测试,计算了2个隔热罩的固有频率,并将其与怠速时增压器同步噪声的频率结合进行分析㊂根据试验数据结果进行分析,两级增压器的增压器隔热罩对增压器的同步噪声基本没有放大效果,而D P F 前置催化器隔热罩会对增压器的同步噪声造成放大影响㊂为了减少同步噪声的放大,需对D P F前置催化器隔热罩的设计进行优化㊂通过对D P F前置催化器隔热罩增加焊点,可降低安装隔热罩时的差异性,改善同步噪声的放大影响㊂参考文献[1]吴旭陵.高性能柴油机两级增压器的匹配开发[J].汽车与新动力, 2018,1(4):86-90.[2]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.[3]汽车加速行驶车外噪声限值及测量方法.[S].G B1495 2002.[4]周仁睦.机械转子动平衡 原理㊁方法和标准[M].化学工业出版社,1992.172020年第4期。

某车进气系统噪音的优化与改进作者：冯博杨继城赵雨雷靖海宏来源：《汽车科技》2018年第02期摘要：对某车发动机进气噪音的频谱特性，对原空气滤清器和进气管的结构进行改进与优化设计。

利用有限元方法计算进气系统的传递损失，并比较改进前后的消音性能。

同时，通过整车进气系统噪音试验，进一步验证改进前后进气系统的消音特性。

试验结果表明，改进后的进气系统的声压级明显下降。

关键词：进气系统噪音;空气滤清器;有限元法;传递损失;中图分类号：TB535+2 文献标识码：A 文章编号：1005-2550（ 2018） 02-0094-051 引言随着NVH在轿车开发中扮演越来越重要的角色，进气系统的噪声也正逐渐受到重视。

进气系统噪声除了对车辆通过噪声有较大影响外，还是车内噪声的主要来源，因为该噪声源距离车厢很近，所以非常影响车辆乘坐舒适性。

进气噪声是内燃机的空气动力噪声，亦是内燃机的噪声源之一。

对大功率内燃机来讲，进气噪声有时候可比内燃机自身的噪声（燃烧噪声、机械噪声）还高。

一般内燃机转速显著提高，其进气噪声也会显著增大。

所以研究进气噪声对内燃机整机噪声的影响是很必要的。

本文针对某车三挡全油门状态下进气噪声的频谱特性，借助仿真与试验手段，研究了进气系统的特性，找到了问题产生的原因，进而提出相应的整改措施降低噪声，改善了加速进气噪声水平。

2 进气系统的声学理论消音元件和系统的消音效果通常有四个评价指标：传递损失、插入损失、声压级差和声压级。

传递损失一般用来评价单个消音元件，而插入损失和声压级一般用来评价整个系统的消音效果。

声压级差可以用于单个消音元件和整个系统的评价。

所以，利用插入损失来评价整个进气系统的消音效果，是最为简单的一种方法。

2.1插入损失的声学理论插入损失是指一个系统中插入了消音元件之前和之后，在出口处得到的声功率级（或者声压级）的差值，其计算公式如下所示：式中，W1是没有安装消音元件系统在测量点的声功率;W2是安装了消音元件后在同一点测量的声功率。