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汽車發(fā)動機(jī)廢氣渦輪增壓系統(tǒng)噪聲問題的工程分析控制技術(shù)
7 次同步純音
次同步純音是渦輪增壓器次同步噪聲的一種特殊類型，主要是由于油膜振蕩引起的轉(zhuǎn)子軸系統(tǒng)自激勵振動噪聲現(xiàn)象。其頻率特性近似于“準(zhǔn)靜態(tài)”的恒定不變狀態(tài)，不會跟隨渦輪增壓器轉(zhuǎn)速發(fā)生頻率特征的線性關(guān)系變化，特別是在轉(zhuǎn)速上升到一定階段之后，次同步振動噪聲頻率幾乎鎖定在某特定的頻率范圍之內(nèi)，特征頻率的變化范圍很小，即“鎖頻”現(xiàn)象。渦輪增壓器的次同步純音問題常常是發(fā)生在車輛中低速行駛時(shí)的加速工況和變負(fù)荷的換擋過程，或者在發(fā)動機(jī)中高負(fù)荷情況下的減速工況。次同步純音的特征頻率一般在500~1000Hz之間，并低于同階次的油膜渦動特征頻率，主觀感受為音調(diào)低沉而持續(xù)的哨音，因此也被稱為Howling Noise。
油膜振蕩是軸承轉(zhuǎn)子系統(tǒng)中油膜非線性特性引起的自激振蕩現(xiàn)象，也是導(dǎo)致次同步純音的直接原因。雖然，油膜振蕩和油膜渦動都是渦輪增壓器轉(zhuǎn)子系統(tǒng)高速旋轉(zhuǎn)運(yùn)行過程中的不穩(wěn)定狀態(tài)，屬于同一本源的物理現(xiàn)象。但是，兩者之間的原因機(jī)理與現(xiàn)象表征又有明顯的差異，有時(shí)會相互轉(zhuǎn)化和演變，有時(shí)也會各自獨(dú)立的發(fā)生出現(xiàn)。
對于油膜振蕩引起的次同步純音問題改進(jìn)優(yōu)化措施，基本上都是從控制轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定性出發(fā)的，采用的措施方案大體上也與解決油膜渦動引起的次同步階次噪聲比較相似，但更要關(guān)注油溫、油壓和供油量等因素的影響。此外，由于油膜剛度與油膜阻尼對轉(zhuǎn)子系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性有直接影響，在一定程度上可以抑制或消除油膜振蕩。因此，行業(yè)內(nèi)也有在半浮動渦輪增壓器徑向軸承上應(yīng)用金屬絲網(wǎng)附加阻尼結(jié)構(gòu)、無潤滑油的彈性空氣箔片軸承、壓電陶瓷式的軸承阻尼結(jié)構(gòu)，以及多片的彈性可傾斜軸瓦等方面的研發(fā)工作，如圖2所示。
圖2 新型的渦輪增壓器軸承結(jié)構(gòu)示意圖
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