汽车发动机进气噪声优化设计

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1、A版汽车发动机进气噪声优化设计水牛胜福马扎根许雪莹许威(上海大众汽车有限公司，上海201805)【摘要】某在开发车型主观评价存在低频轰鸣噪声抱怨，通过进行系统的声学故障测试分析，确定主要原因是进气噪声引起的。通过在进气系统管路上增加一个赫姆霍兹谐振腔降低进气系统噪声，有效降低了该低频轰鸣声抱怨，车辆乘坐舒适性明显提高。【Abstract】Thesystemictestandanalysisshowtheboomingnoiseismuchrelatedwiththein·takesystem．Byoptimizationoftheintakesystem，addingoneHelmholt

2、zresonator，t]heinteriornoiselevelisgreatlydecreasedandthecomfortisalsoobviouslyimproved．【关键词】噪声进气系统发动机汽车doi：10．3969／j．issn．1007-4554．2015．03．O1机进气系统噪声已经成为声学开发工程师的重要0引言课题之一。本文对某开发车型在全油门加速工况下的车随着汽车开发技术的不断进步和乘客对车辆内低频轰鸣噪声抱怨进行了系统的声学故障诊断性能要求的不断提升，车辆乘坐舒适性已经成为分析，测试结果显示发动机进气系统对整个轰鸣顾客选购车辆的重要考虑因素之一。声学作为顾声抱怨的

3、贡献较大。综合考虑进气系统已有设计、发动机舱布置和零件耐久性需求等因素，确定客最能直观感受的车辆乘坐舒适性能，在整车开发过程中越来越受到重视。在进气管路上增加一个赫姆霍兹谐振腔来优化进发动机进气系统噪声涉及到气体流动、结构气系统的低频声学品质，从而改善车辆内部的低频轰鸣噪声抱怨。客观测试及主观评价均表明优振动和发动机性能等多个因素，整个系统自身相当复杂。进气门周期性开闭引起进气管内部空气化设计方案可以明显降低车内轰鸣噪声抱怨，车辆声学品质有明显提升。压力和密度的起伏变化，从而形成气动进气噪声。根据产生机理，可将进气噪声分为：涡流噪声、周期性压力脉动噪声、气缸内赫姆霍兹共振噪声和1问题描述及

4、分析进气管内气柱共振噪声。进气噪声控制相比排气噪声控制在技术上存在诸多差异：传统的扩张式某新开发车型在全油门：急加速工况，发动机消声器无法有效衰减低频进气噪声，并且会严重转速在2500～4000r／min，主观评价时车内存在影响发动机的进气效率，过多增加消声元件会导低频“隆隆”的轰鸣噪声抱怨，并且伴随着强烈的致发动机动力性和经济性的下降。有效降低发动耳膜压迫感，严重恶化了乘客的乘坐舒适性。有收稿日期：2015—01一l0为上海市青年科技“启明星”基金资助项目(编号：l1QB1401100)。上海汽车2015．03·3·必要通过声学故障分析来解决该低频轰鸣噪声抱系统。怨，提高车辆的声学品质，

5、使车辆上市后具有良好的乘坐舒适性。3解决方案该低频轰鸣噪声抱怨只在车辆全油门急加速工况下存在，缓加速和减速工况均无明显抱怨，表目前，发动机进气系统上常用的消声结构有明该低频轰鸣噪声抱怨的主要激励来自于发动机扩张腔式消声器、赫姆霍兹谐振腔和1／4波长急加速工况下的动力总成相关激励。为了分析该管，这些消声元件对减小进气系统气动噪声有很低频噪声声学特性，对车辆内部噪声进行测试，测好的效果。由于该问题发生在实车验证阶段，已试工况为3档的全油门急加速，测点位于驾驶员处于车型开发后期，发动机舱的总布置已完成，左耳处。测试结果表明发动机转速在2500—很难对整个进气系统进行大的设计改动，结合发4000r

6、／min，驾驶员位置声压存在明显的非线性动机舱空间布置及发动机进气系统结构，决定通变化，且A计权声压幅值较大。通过对测试数据过在进气管路上增加赫姆霍兹谐振腔来解决该的进一步分析可以发现该峰值的主要能量贡献并抱怨。非来自于发动机的2阶噪声激励，而是来自赫姆霍兹谐振腔设计时，针对100Hz的中心100Hz倍频带(见图1)。作用频进行设计。综合考虑连接管结构尺寸对谐振腔容积大小和消声频带宽度的影响及零件耐久／^＼性，确定连接喉管长度z为85mm，连接喉管直径，jd为26mm。由赫姆霍兹谐振腔消声频率公式厂。＼，^一_^一．／、，＼．凡

7、．‘，f=(1)号{＼／／’＼忸可以得到谐振腔容积，·，．=

8、，、·()s(2)X尸—⋯⋯f1001~zl／3倍频带A计权声总式中：c为当地声速；S为连接管道截面面积；f为连接管道长度。根据经验假定发动机工作状态下进气管道内部温度为50cC，根据公式图1驾驶员位置内部噪声测试曲线c(t~C)~-．331．6+0．6t(m／s)(3)可知声波的传播速度为361．6m／s，根据公式(2)2噪声源识别分析可以计算得到所需的谐振腔体积为2．16L；由于谐振腔的作用频率范围仅由连接管长度、连