麻金賀，張鶴，何延剛，楊德銀，吳孟兵，朱帥

（安徽江淮汽車集團(tuán)股份有限公司，安徽 合肥 230601）

某汽車進(jìn)氣系統(tǒng)噪聲優(yōu)化

麻金賀，張鶴，何延剛，楊德銀，吳孟兵，朱帥

（安徽江淮汽車集團(tuán)股份有限公司，安徽 合肥 230601）

文章通過了解常見的增壓器噪聲產(chǎn)生的機(jī)理，對開發(fā)中某汽車存在的NVH問題進(jìn)行研究，明確噪聲來源，并通過對進(jìn)氣系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，主要是增加諧振腔和高頻消音器來降低顯著噪聲，最終達(dá)到了整車降噪要求，改善了整車NVH性能，提高產(chǎn)品競爭力。

增壓器噪聲；諧振腔；高頻消音器

CLC NO.: U462.1 Document Code: A Article ID: 1671-7988 (2017)20-18-03

引言

近年來，隨著汽車保有量的迅速增加，由此帶來的噪聲問題也日益嚴(yán)重，因此對汽車噪聲進(jìn)行控制己成為日益關(guān)注的問題。汽車發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)噪聲已成為僅次于排氣噪聲最主要的噪聲源，而進(jìn)氣系統(tǒng)是發(fā)動(dòng)機(jī)主要噪聲之一，進(jìn)氣系統(tǒng)噪聲除了對車輛通過噪聲有較大影響外，還是車內(nèi)噪聲的主要來源，因?yàn)樵撛肼曉淳嚯x車廂很近，所以對車輛的乘坐舒適性影響非常大。隨著 NVH在汽車開發(fā)中扮演越來越重要的角色，進(jìn)氣系統(tǒng)的噪聲也越來越受到重視。目前，采用結(jié)構(gòu)合理的進(jìn)氣消聲器是降低整車噪聲最有效、最簡單的途徑[1]。

文章以某款汽車為例，對進(jìn)氣氣流噪聲產(chǎn)生的原因和傳遞路徑進(jìn)行分析，并利用CAE軟件分析、提出進(jìn)氣導(dǎo)流管、空濾器出氣管的改進(jìn)措施，最后應(yīng)用主觀評價(jià)和試驗(yàn)測試方法，驗(yàn)證了改進(jìn)措施的效果，為今后解決類似噪聲問題提供了解決思路。

1 進(jìn)氣系統(tǒng)概述

1.1 進(jìn)氣系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

圖1 進(jìn)氣系統(tǒng)示意圖

文章所研究的某汽車進(jìn)氣系統(tǒng)主要由進(jìn)氣導(dǎo)流管、空氣濾清器和空濾器出氣管、中冷管路和中冷器等組成，如圖 1所示。

1.2 進(jìn)氣系統(tǒng)功用

進(jìn)氣系統(tǒng)的主要功用是為發(fā)動(dòng)機(jī)輸送清潔、干燥、充足而穩(wěn)定的空氣以滿足發(fā)動(dòng)機(jī)的需求，避免空氣中雜質(zhì)及大顆粒粉塵進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室造成發(fā)動(dòng)機(jī)異常磨損。進(jìn)氣系統(tǒng)的另一個(gè)重要功能是降低噪聲，進(jìn)氣噪聲不僅影響整車通過噪聲，而且影響車內(nèi)噪聲，這對乘車舒適性有著很大的影響。進(jìn)氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)的好壞直接影響到發(fā)動(dòng)機(jī)的功率及噪聲品質(zhì)，關(guān)系到整車的乘坐舒適性。合理設(shè)計(jì)消聲元件可降低子系統(tǒng)噪聲，進(jìn)而提升整車NVH性能。

1.3 進(jìn)氣Hiss聲和松油門泄氣聲

該款汽車搭載2.0T渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)，在加速過程中的渦輪 Hiss(“嘶嘶”)聲(500Hz-4000Hz)與松油門時(shí)的泄氣聲(500Hz-1500Hz)主觀評價(jià)較明顯。渦輪Hiss音和增壓器泄氣聲聲頻譜分別見圖2和圖3。

圖2 原狀態(tài)渦輪Hiss音

圖3 原狀態(tài)增壓器泄氣聲

在急松急踩油門時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)氣門關(guān)閉較快，由于該汽車增壓器增壓比較大且松油門瞬間轉(zhuǎn)子保持慣性仍在壓縮進(jìn)氣，進(jìn)氣氣流到達(dá)節(jié)氣門處會以較大的流速回流流經(jīng)中冷系統(tǒng)、增壓器，并由進(jìn)氣系統(tǒng)從進(jìn)氣口流出。

渦輪Hiss音和增壓器泄氣聲最好的解決方法有兩種：1、優(yōu)化發(fā)動(dòng)機(jī)標(biāo)定；2、修改增壓器結(jié)構(gòu)。但由于這兩種方法對整車動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性影響較大，并且修改增壓器的難度較大，因此一般只能考慮通過改進(jìn)進(jìn)氣系統(tǒng)以解決此類問題[2]。

2 改進(jìn)方案

2.1 空濾器出氣管改進(jìn)

圖4 優(yōu)化前后空濾器出氣管

由圖5可知，該高頻消聲器針對1300～4000Hz均有25dB以上消聲量，可滿足針對性的消聲要求。

圖5 優(yōu)化后空濾器出氣管測試結(jié)果

2.2 中冷器進(jìn)氣管改進(jìn)

由圖 7中的 CAE分析結(jié)果可知，該高頻消聲器針對1000～1800Hz均有15dB以上消聲量，可滿足針對性的消聲要求。

圖6 優(yōu)化前后中冷器進(jìn)氣管

2.3 進(jìn)氣導(dǎo)流管改進(jìn)

圖8 優(yōu)化前后進(jìn)氣導(dǎo)流管

延長進(jìn)氣導(dǎo)流管長度，并設(shè)計(jì)諧振腔，使其具備在700—1100Hz附件具備一定消聲量，彌補(bǔ)壓前、壓后消聲器在該區(qū)域消聲量不足的缺點(diǎn)。

圖9 優(yōu)化后進(jìn)氣導(dǎo)流管測試結(jié)果

由圖 9中的 CAE分析結(jié)果可知，該諧振腔針對 700～1100Hz均有15dB以上消聲量， 可滿足針對性的消聲要求。

3 試驗(yàn)驗(yàn)證

圖10 最終優(yōu)化方案測試結(jié)果

為了試驗(yàn)優(yōu)化效果，特制作快速樣件，并在整車上進(jìn)行測試驗(yàn)證，測試結(jié)果如圖所示。從圖中可得知，二階噪聲在1500rpm-4000rpm左右的峰值降低5dB（A）左右，進(jìn)氣系統(tǒng)總聲壓級平均降低2 dB（A）左右。進(jìn)氣系統(tǒng)噪聲優(yōu)化后對整車內(nèi)噪聲改善明顯，進(jìn)氣Hiss聲和松油門泄氣聲明顯減弱，對整車噪聲有著很大改善，提升了整車NVH品質(zhì)。

4 結(jié)論

通過試驗(yàn)分析及優(yōu)化驗(yàn)證，增加諧振腔和高頻消音器后，進(jìn)氣Hiss聲和松油門泄氣聲明顯改善，增強(qiáng)了該車在市場上的競爭力；此外，通過對該車進(jìn)氣系統(tǒng)優(yōu)化及試驗(yàn)分析、驗(yàn)證，積累了進(jìn)氣系統(tǒng)的數(shù)據(jù)和經(jīng)驗(yàn)，其分析和設(shè)計(jì)方法可以在其它車型中得以推廣。

[1] 羅宏錦,李智,戴籍曉.進(jìn)氣系統(tǒng)噪聲優(yōu)化[J].大眾科技,2016.5：51-53.

[2] 朱帥,張鶴,麻金賀.某MPV車型車內(nèi)高頻噪聲產(chǎn)生機(jī)理分析及解決措施[J].汽車實(shí)用技術(shù),2017.12：217-219.

Noise Optimization of Intake System of a Vehicle

Ma Jinhe, Zhang He, He Yangang, Yang Deyin, Wu Mengbing, Zhu Shuai
( Anhui Jianghuai Automobile group Co. Ltd., Anhui Hefei 230601 )

By understanding the mechanism of common noise generated by the supercharger, this article researches the NVH issue of a vehicle under development and insures the origin of the noise. The intake system has been optimized by increasing resonator and high frequency muffler to reduce the apparent noise. Ultimately achieves the vehicle noise reduction requirements, improves vehicle NVH performance, improves product competitiveness.

supercharger noise; resonator; high frequency muffler

U462.1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-7988 (2017)20-18-03

10.16638/j.cnki.1671-7988.2017.20.006

麻金賀，就職于安徽江淮汽車集團(tuán)股份有限公司。