范平麗，陳園明

（安徽江淮汽車集團股份有限公司技術中心，安徽 合肥 230601）

隨著汽油價格的不斷攀升，汽車生產廠商在尋求各種不同的方法來改進車輛的燃油經濟性。其中的措施之一就是在減小發(fā)動機體積的同時采用增壓技術。而在汽車上使用增壓器帶來的挑戰(zhàn)中包括如何控制由增壓器引起的噪聲問題。由于增壓器最高轉速可達每分鐘30多萬轉，其葉輪與氣流之間的相互作用，轉子的動不平衡以及浮環(huán)軸承的油膜震蕩等因素，使增壓器在運行過程中會產生各種噪聲，這些噪聲會大大降低車內聲學品質，造成對駕駛員和乘客的噪聲干擾，所以對增壓器噪聲的控制是一件迫在眉睫的事情。

比較常見的增壓器噪聲主要包括：同步噪聲、次同步噪聲、BPF噪聲以及Hiss噪聲等，隨著人們對于增壓器噪聲的研究逐漸加深，像同步噪聲、次同步噪聲、BPF噪聲等的解決方式基本掌握，而對于Hiss噪聲的理解還較少。本文將針對某增壓車型出現(xiàn)的Hiss噪聲進行研究，并提出解決方案，設計高頻消聲器進行消聲。

1 Hiss噪聲的機理

Hiss噪聲是一種常見的增壓器噪聲，主要發(fā)生在發(fā)動機油門瞬時加速，增壓器轉速在相對短的時間內快速提升的情況下。它的主要頻譜特征是頻帶較寬，出現(xiàn)的頻率可能在0～20000Hz的范圍內。

對于發(fā)動機而言，動力性，尤其是低速時的動力性一直是發(fā)動機追求的目標，而為了保證發(fā)動機在低速時獲得較高的動力性，則在低速時增壓器的運行曲線必然接近喘振線，則在發(fā)動機油門瞬時加速時，增壓器運行曲線會越過喘振線，從而發(fā)生瞬態(tài)喘振，此時產生的噪聲就是Hiss噪聲?？偠灾瑸榱颂岣甙l(fā)動機的低速動力性，則增壓器低速時的運行曲線必然接近喘振線，從而在油門瞬時加速時，必然會產生Hiss噪聲。

降低或消除Hiss噪聲最有效的方法是使壓氣機耗氣線遠離喘振線，但是降低扭矩又是發(fā)動機設計開發(fā)所不愿看到的，因此采用被動手段，增加消聲器是一種常用的手段。

2 摸底測試

2.1 測試說明

針對某增壓車型（手動擋）進行摸底測試，根據分析，Hiss噪聲主要發(fā)生在發(fā)動機油門瞬時加速，根據噪聲發(fā)生的最常見工況，定義本次測試的工況：3擋全負荷加速至4000rpm。為了測試增壓器的噪聲，一般在三個地方布置麥克收集音頻數據，分別在發(fā)動機進氣口、增壓器近場以及車內主駕右耳三個點。麥克布置情況如圖1所示。

2.2 測試結果

圖2所示的是3擋全負荷加速工況時，在進氣口測試的噪聲頻譜。從圖中可以看到，約在1000～17000Hz的寬頻范圍內出現(xiàn)了明顯的Hiss噪聲，峰值頻率達到80dB以上。為了降低噪聲困擾，提升乘坐舒適性，必須對增壓器噪聲進行降噪處理。

3 噪聲優(yōu)化

3.1 消聲器設計方案

從摸底測試的結果來看，該增壓器的噪聲不僅寬頻，而且高頻，頻率范圍涵蓋1000～17000Hz。一般插入式消聲器的消聲頻率更高，但是消聲頻率會更窄一些，而穿孔式消聲器主要用于消除中高頻噪聲或峰值噪聲。因此，為了在1000～17000Hz的頻率范圍內實現(xiàn)消聲，需要選擇插入式+穿孔式消聲器組合起來進行消聲。本文在壓氣機前端設計了一個包含七個腔體的高頻消聲器（如圖3所示），其中腔體 1、2、5、6、7 為穿孔結構。

3.2 效果驗證

為驗證優(yōu)化效果，根據設計方案制作快速成型件，然后裝車進行NVH測試。測試工況與摸底測試時相同。

圖4所示的是安裝高頻消聲器前后，在3擋全負荷加速工況時，在進氣口測試的噪聲頻譜對比。從圖中可以看到，安裝消聲器后，進氣口噪聲衰減明顯，主要體現(xiàn)在1000～17000Hz范圍內，優(yōu)化效果非常明顯。

4 結語

圖1 測點布置情況

圖2 3擋全負荷加速工況噪聲頻譜

圖3 高頻消聲器結構示意圖

圖4 3擋全負荷WOT加速至4000rpm工況噪聲頻譜（裝高頻消聲器）

本文以某增壓機型為研究對象，針對其存在的噪聲問題進行摸底測試，發(fā)現(xiàn)該機型存在明顯的hiss噪聲，然后針對其噪聲頻率段設計相應的高頻消聲器，根據設計方案制作樣件，并最終進行試驗驗證。結果顯示，該消聲器對于該機型存在的hiss噪聲有良好的消聲作用，改善效果非常明顯。