基于音噪比（TTN）的增压器噪声试验研究

徐峰，王金立（安徽江淮汽车股份有限公司，安徽 合肥 230601）



基于音噪比（TTN）的增压器噪声试验研究

徐峰，王金立
（安徽江淮汽车股份有限公司，安徽 合肥 230601）

进行了9种不同动平衡品质的增压器车内噪声测试，结合音噪比、主观评价对增压器的动平衡品质进行了统计分析，确定了增压器的动平衡品质控制数值。

动平衡品质；音调比；主观评价

10.16638/j.cnki.1671-7988.2016.08.067

CLC NO.: TH137.8+3Document Code: AArticle ID: 1671-7988(2016)08-206-02

引言

对增压发动机，增压器的使用提升了发动机的动力、经济等性能，同时也带来了不可忽视的噪声问题。优化进排气消声器可降低发动机的进排气噪声，但无法从根本上解决增压器本身产生的噪声[1]。

涡轮增压器一般包括涡轮机、压气机、中间体等三大部件，其工作产生的典型噪声有空气动力噪声和壳体结构辐射噪声[2-3]。转子系统的动平衡品质会对增压器的同步噪声有较为明显的影响[4]，平衡品质如果较差的话，会产生同步噪声，主观感觉为金属尖叫声。

本文测试了匹配不同动平衡品质的增压器的车内噪声，结合车内噪声TTN数据以及主观评价确定了可接受的增压器动平衡品质，实现了增压器的声学匹配。

1、增压器动平衡与音调比

1.1增压器不平衡

增压器转子系统包括压缩叶轮、涡轮、转轴以及固定螺栓等，见图1所示。转子系统最高工作转速可达到二十万转左右，因此转子系统的不平衡对其性能和可靠性具有重要的影响。

汽车用增压器转子系统的动平衡品质测试方法、限值等尚未完全统一，本文使用的动平衡品质参数为转子系统单体台架测试的实际振动值，定义G1值频段为500-900Hz，G2值频段为2500-3000Hz，单位g（重力加速度）。

1.2音噪比

国际标准[5]中使用音噪比来评价宽带噪声中单频声的突出程度。音噪比的计算首先按照下式计算临界频带的上下限频率[f1，f2]

上式f0为中心频率，即单频音的频率，临界频带的带宽

[6]由下式定义

式3中wt为单频声的能量，wn为背景噪声在临界频带中的能量。

2、试验结果及分析

2.1G值与音噪比分析

一般规定，当音噪比大于6dB时[7]，即表示该单频音可听见。

针对本次试验数据，统计分析了G值和音噪比，TTN为6dB对应的G1值为0.34g，见图2；TTN为6dB对应的G2值为0.63g，见图3。

2.2G值与主观评价分析

车内噪声的主观评价是汽车NVH开发必不可收的项目，本次使用了语意细分法对车内噪声进行了评判。

驻车加速时，增压器转速较低，转子系统转频不超过1500Hz，增压器尚未进入全负荷状态，G1值对车内噪声的主观评价影响较大，G1值高于0.34g以上时，均能在车内听到较为典型的同步噪声，见图4。

全负荷加速时，增压器转速较高，转子系统转频达到3000Hz以上，接近全负荷状态，G2值高于0.67g以上时，G1值高于0.34g时，均能在车内听到增压器同步噪声，见图5。

2.3振动频谱分析

本次测试了增压器进油螺栓处的振动，振动频谱表明在加速起始段，由于废气旁通阀的打开，增压器转速有较为30000rpm的转速波动，可能会对整车驾驶性有影响；同时增压器的次同步振动也较为明显，主要是转子系统油膜涡动引起[8]，见图6。

3、结论

（1）控制增压器转子系统的G1值不超过0.34g，G2值不超过0.67g，车内同步噪声处于可接受水平或更优。

（2）增压器的废气旁通阀控制标定及转子润滑系统有优化的空间。

[1]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.

[2]温华兵，徐文江，鲍苏宁，夏兆旺等.柴油机废气涡轮增压器噪声机理及性能试验研究[J]内燃机工程，2013（34）：76-80.

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[4]周仁睦.机械转子动平衡—原理、方法和标准[M].化学工业出版社，1992.

[5]ANSI S1.13—1995，Annex A.Identification and evaluation of prominent discrete tones[S].

[6]ECMA-74 measurement of airborne noise emitted by information technology and telecommunications equipment.

[7]圣小珍，田生，曹侠，杨迪等.增压器噪声的主观评价[J]噪声与振动控制，2013（33）：241-245.

[8]朱磊，魏道高，史伟等.考虑浮动环支承的涡轮增压器转子系统动力学行为研究[J]汽车科技，2013年第6期：26-32.

Experimental Study of the Turbocharger's Noise Based on TTN

Xu Feng,Wang Jinli
（Anhui Jianghuai Automotive Co.,Ltd.,Anhui Hefei 230601）

The cabin noise has been measured using 9 kinds of turbocharger with different dynamic balance quality,the TTN、subjective evaluation and dynamic balance quality has been statistic analyzed,to make sure the dynamic balance value.Key words: Dynamic Balance Quality; Tone to Noise; Subjective Evaluation

TH137.8+3

A

1671-7988（2016）08-206-02

徐峰（1978-），男，工程师，就职于安徽江淮汽车股份有限公司。主要从事机械开发的工作。