本文主要关注从进气系统角度 减低泄压阀噪声的方法。 1泄压噪声的产生 增压进气系统包含增压前的脏气进气管、空 滤和干净空气管以及增压后的增压管路,如图1 所示。通常情况下,空气由增压前管路单向流动 到增压后管路,然后进入中冷器,而后直接进入发 动机。当增压后管路内的空气压力超过限值时, 进气泄压阀会打开,增压管路中的高压气体由泄 上海汽车2014.11 万方数据 压阀排入增压前管路(见图2),产生泄压阀噪声。 压气机泄压通道示意图2泄压噪声的测量 车辆在急加速而后快速松油门的瞬间,车内 能明显感受到增压器的泄压噪声。该声音对车辆 的负荷、松油门的快慢比较敏感。在低负荷,低档 位,急加急减油门的工况下比较明显。上汽某车 000~2500 r/min, 然后急松油门的工况下,泄压阀噪声最为明显。 此时,增压器开始工作,发动机的负荷相对较低, 泄压噪声比较容易凸显出来。在近压气机处,驾 驶员右耳附近和进气口位置分别布置了麦克风。 在上述工况下,分别测量了增压器近场噪声、驾驶 员右耳噪声和进气口噪声,如图3、4和5所示。 从增压器近场噪声和驾驶员右耳噪声的测试 结果来看,松油门前后,噪声有明显的增强。从进 气口噪声结果来看,噪声的频率较宽,声压级较 高。进气口噪声图上的4条竖直线是连续4次急 加、急松油门操作的测试结果。 上海汽车2014.11 车辆上压气机近场噪声(竖线为松油门时刻)虱4车辆上驾驶员右耳噪声(竖线为松油门时刻) 3进气系统优化 由于泄压时,进气系统是噪声传递路径。为 此,通过优化进气系统而消减该噪声。利用3维 声学分析软件virtual.1ab对当前的进气系统(如图 27万方数据 6所示)进行分析。进气系统的级差结果如图7所 示。从结果来看,进气系统在500~800 Hz、900~ 1100 Hz和1 500~2 200 Hz的消声能力不足,而 进气口噪声在如上频率的声压级比较大。 图6增压前进气系统示意图 300 800 1300 1800 2300 频率/Hz 图7原进气系统声压级差仿真结果 为此,对进气系统进行优化,增大如上频率的 消声量。分别在脏气管、空滤和干净管上增加了 1/4波长管(应对900—1 100 Hz)、插入管(500— 800 nz)和宽频消声器(1 500~2 200 Hz)。优化后 的进气系统如图8所示。利用3维声学分析软件 对优化后的进气系统进行了消声性能分析,有限 元模型见图9。进气系统的级差结果如图10所 示。从结果上来看,新进气系统在上述频率的消 声量有较大的提升。 激励面图9声压级差分析有限元模型 图10进气系统优化前后声压级差仿真结果对比 测量了进气口噪声,结果如图11所示,从测试结 果来看,噪声的声压级下降明显,该方案有较好的 降噪效果。 5结语 4整车验证 通过对泄压阀噪声进行测量和分析,找出噪 制作了进气系统样件,在整车上进行验证。 声的频率和声压特性。对传递路径(进气系统)的 -28 上海汽车2014.11 万方数据 1优化后进气系统在整车上的进气口噪声消声性能进行优化,使用CAE工具确定更改的有 效性,最后在整车上验证方案的有效性。 随着增压器在整车上的大量应用,而用户对 车辆NVH性能的要求越来越高,增压器的泄压噪 声问题解决的迫切性也越来越高,本文对解决该 问题有一定的借鉴意义。 参考文献 CharlieTeng,Steve Homco.Investigation CompressorWhoosh Noise automotiveTurbochargers[J].SAE Technical Paper 2009-01—2053,2009. [2]I.J.Lee,A.Selamet,H.Kim,T.C.Kim,J.Kim. Design aMulti—ChamberSilencer TurboehargerNoise[J].SAE Technical Paper 2009-01-2048,2009. [3]Dominic Evans,Andrew Ward.Minimizing Turboeharger Whoosh Noise DieselPowertrains『J].SAE Technical Paper 2005— 01—2485,2005. CharlieTeng,Fumin Pan,Jemai Missaoui,Scott Deraad. Flow Noises Associated IntegratedCompressor Anti-Surge Valve [J].SAE Technical Paper 2011-01—1532,2011. (上接第25页)4措施验证 为验证改进措施的有效性,进行了发动机高 速耐久考核试验。装配了设计改进后的气门弹 簧、凸轮轴和气门导管的发动机,顺利完成了两轮 以上的发动机高速耐久试验,没有再发生类似的 气门断裂失效故障,且设计更改前、后发动机性能 基本一致。由此,验证了改进措施是有效和可行 的,彻底解决了发动机气门断裂问题。 5结语 (1)通过优化改进凸轮缓冲段型线和气门弹 簧力,有效降低了进气门落座速度和气门侧向力; 通过更改气门导管材料,提高了气门导管耐磨性。 以上措施有效解决了进气门断裂问题。 (2)应用仿真软件VALDYN对发动机配气机 构进行动力学分析。模拟仿真发动机的运行工 况,通过数值计算得出发动机气门运动特性。为 寻找气门断裂原因提供了有力的数据依据,同时 上海汽车2014.11 快速有效地虚拟验证了改进措施的可行性。