某增压发动机噪声测试及分析研究

摘要：本文介绍了某车用增压发动机噪声产生的原因及噪声的分类，噪声振动对发动机及整车的影响。通过对该发动机噪声声源进行测试分析，指导发动机各零部件的设计优化。经测试，该发动机的振动声源主要来源于发动机缸体、增压器、轮系、三催等。

关键词：增压发动机；噪声；测试分析

1引言

随着汽车工业水平的提高，人们对汽车动力性、舒适性的要求也越来越高，而发动机的噪声和振动是影响整车舒适性的重要原因。发动机振动一方面造成自身零部件间的剧烈冲击，损坏发动机部件、恶化发动机性能另一方面也会产生大量的噪声。所以对需要发动机进行噪声测试，查找噪声声源，进而优化设计，降低发动机噪声。

2增压发动机噪声产生及分类

发动机是一种间歇性、周期性循环工作的动力机械，这其中包含空气工作介质运动和输出动力的周期性。而空气的运动以及部件的振动都将引起噪声，这是发动机噪声产生的根源。

增压发动机噪声分为空气动力噪声和结构振动噪声。空气动力噪声主要有进气噪声、排气噪声、风扇噪声、增压器泄气噪声，结构振动噪声主要有燃烧噪声、活塞撞击噪声、配气机构噪声、正时系统噪声、供油系统噪声、增压系统噪声、轴承及气体部件振动噪声。

3发动机噪声声源试验

本次试验采用一米声压麦克风、声学相机等相关设备对该增压发动机的前端面、进气面侧、排气侧面进行声学定位测试，找出不同工况下发动机声源，分析零部件噪声频率范围。

3.1测试工况

3.2测试流程

台架搭建→设备安装→软件调试→一米声压麦克风定位、声学相机定位→转速调整→量程调整→开始测试→数据处理。

3.3声学相机定位

一米声压麦克风和声学相机定位，以声压麦克风前端为基准，分别距离前端面0.3m，距离进气侧端面0.3m，距离排气侧端面0.5m

4发动机声源测试结果分析

在特定的加速及稳态运行工况下，对发动机的前端面、进气侧端面、排气侧端面进行噪声声源测试，对测试得到的噪声频率曲线和声源定位图进行分析，确定产生噪声的零件及零件噪声频率。

4.1

前端面声源测试结果

根据图2，前端面噪声频率曲线和图3（a）、（b）、（c）+声源定位图可以看出，在曲压值为110dB。

频率在500Hz～800Hz的噪声主要来源于发电机、惰轮，频率在1000Hz～1500Hz的噪声主要来源于曲轴皮带轮，频率在1500Hz～1800Hz的噪声主要来源于皮带轮与惰轮之间位置，频率在1800Hz～2100Hz的噪聲主要来源于油底壳、发电机、皮带轮与惰轮之间位置，频率在2100Hz～2400Hz的噪声主要来源于缸体、油底壳，频率在2400Hz～4000Hz的噪声主要来源于发电机。

4.2进气面声源测试结果

根据图4，进气侧端面噪声频率曲线和图5（a）、（b）、（c）三个声源定位图可以看出，声源最大声压值为106dB，来源于起动机挡板。

频率在300Hz～600Hz和800Hz～1100Hz之间的噪声主要来源于缸体，频率在600Hz～800Hz的噪声主要来源于起动机挡板，频率在1100Hz～1200Hz的噪声主要来源于缸体、油底壳，频率在1200Hz～2200Hz的噪声主要来源于发电机、缸体、起动机挡板，频率在2200Hz～2600Hz的噪声主要来源于发电机、缸体、进气歧管，频率在2600 Hz～3400 Hz的噪声主要来源于发电机、缸体，频率在3400Hz～4000Hz的噪声主要来源于发电机。

4.3排气侧端面声源测试结果

根据图6，排气侧端面噪声频率曲线和图7（a）、（b）、（c）三个声源定位图可以看出，声源最大声压值为100dB，来源于发动机缸体。

频率在500Hz～1200Hz之间的噪声主要来源于缸体，频率在1200Hz～1300Hz的噪声主要来源于变速器壳体、轮系，频率在1300Hz～1400Hz的噪声主要来源于水管、变速器壳体，频率在1400Hz～1600Hz的噪声主要来源于三催、缸体、水管，频率在1600Hz～1800Hz的噪声主要来源于增压器，频率在1800Hz～2800Hz的噪声主要来源于排气歧管、缸体、轮系，频率在2500Hz～3100Hz和3300Hz～3600Hz之间的噪声主要来源于涡轮机出口，频率在1800Hz～2800 Hz的噪声主要来源于排气歧管、涡轮机出口。

5结论与展望

经测试得出，该车用增压发动机前端面、进气侧端面声压级较大；前端面主要声源来自曲轴皮带轮、发电机等；进气侧端面主要声源来自缸体、发电机、起动机挡板、进气管；排气侧端面主要声源来自于缸体、增压器、轮系。

后续对动力总成进行模态测试，避免零件设计时的模态低于动力总成模态，避免外围零件发生共振，降低发动机噪声、振动，提高发动机性能和整车舒适性。