CN105136286B - 一种增压器泄压噪声的测试装置及测试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种增压器泄压噪声测试的装置,包括气流压力控制系统、增压器泄压阀控制系统、以及噪声及压力数据采集系统，测试的增压器压气机壳体为经过特殊处理的壳体，其中增压器的压气机叶轮被取掉，增压器压气机壳体上增压后的气体通道与进气通道隔开。还公开了采用上述测试装置进行噪声测试的方法.本发明由于排除了整车状态下发动机工作噪声的干扰，并将增压器工作时的同步噪声、亚同步噪声、叶片扫气声等噪声的干扰排除，测试结果较为准确可靠，成本低，处理方法简单，便于实施应用。
Description
技术领域
本发明涉及汽车涡轮增压进气系统噪声测试技术领域，具体涉及一种增压器泄压噪声的测试装置。
背景技术
由于涡轮增压对发动机改变较小，且很容易提高功率。其采用废气驱动增压器，回收了部分能量，提高了发动机机械效率及热效率，同时由于燃油得到较为充分的燃烧，燃油经济性得到提高，排放得到改善，因此得到广泛的应用。
涡轮增压器的采用给整车NVH性能带来新的问题，如何对增压器工作过程中产生的噪声进行测试分析，以便对增压器的结构进行优化改进，成为一个研究的方向。CN201210453009.9专利文献中提出了一种测量增压器噪声系统，即在半消声室内对增压器的噪声进行测试，并搭建了测试试验装置。文献中主要针对增压器压气机模拟整车加速时产生的噪声进行测试，增压器泄压阀突然开启时产生的气流喷注噪声测试并未提及。整车上增压器工作时，经压气机压缩后的高压气体通过进气管路、中冷器、节气门等进入气缸内，参与燃烧。当节气门突然关闭时即整车上油门踏板突然松掉时，发动机开始减速。由于涡轮机的惯性，增压器的压气机仍然在高速工作，压气机继续产生高压气体，推动管路中的高压气体仍然继续通过进气管路流向节气门，然而由于节气门的突然关闭，气体滞留在管路中，并可能倒流回到压气机内，此时需要立刻将高压气体释放掉，以保护增压器及进气系统的安全。此时整车ECU控制泄压阀迅速打开，管道中的高压气体通过泄压通道返回到增压器压气机前的进气管路中。当泄压阀打开瞬间，高压气体高速流经泄压阀阀口时，会产生高频的泄压噪声即气流喷注噪声。气流喷注噪声会从进气管口、进气管壁等辐射出来，传递到驾驶室内，从而影响车辆驾驶的舒适性。因此，需要对增压器泄压阀突然开启时产生的泄压噪声即气流喷注噪声进行测试分析。
对于气流喷注噪声，有压力相关的喷注噪声计算公式：
其中R为气室压力P1与大气压力P0之比，D为喷口直径。
从上式可知，当泄压阀打开前，泄压通道内的气体压力和泄压孔的直径即喷口直径对气流喷注噪声有直接关系。为优化增压器的泄压噪声，需要对不同压力状态下的气体所产生的气流喷注噪声的特性进行测试研究分析。同时，需要对泄压阀阀孔不同结构状态时，增压器泄压时所产生的气流喷注噪声进行测试分析，以便对增压器的NVH性能进行优化改进。
如果泄压噪声测试在整车上进行，就包含了增压器的同步、亚同步、气流宽频噪声等各种噪声源，干扰对泄压噪声的判断及评价。而且，在整车上匹配时，增压器开发工作过晚，不利于及早发现及解决泄压噪声问题。
发明内容
本发明的目的在于快速搭建测试台架，模拟增压器在整车上工作。当油门踏板突然松掉，泄压阀开启泄压，同时，考虑到需要对不同压力通过泄压通道时产生的气流喷注噪声及对不同增压器泄压结构时的气流喷注噪声特性进行测试分析，为优化增压器结构优化提供技术支持。从而设计了一种增压器泄压噪声测试的装置,包括气流压力控制系统、增压器泄压阀控制系统、以及噪声及压力数据采集系统，测试的增压器压气机壳体为经过特殊处理的壳体，其中增压器的压气机叶轮被取掉，增压器压气机壳体上增压后的气体通道与进气通道隔开。
所述气流压力控制系统包括气源和压力调节装置，压力调节装置通过进气软管连接到气源上，压力调节装置的输出端通过进气软管连接到增压器压气机壳体的出气口，增压器压气机壳体的进气口处用进气软管连接，并将进气软管引到消声室外。
所述噪声及压力数据采集系统包括压力传感器、麦克风、数据采集器以及电脑，压力传感器安装在增压器压气机壳体的泄压通道上，麦克风布置在增压器压气机壳体上方，压力传感器和麦克风通过数据线连接到数据采集器，数据采集器与电脑用网线连接。
所述增压器泄压阀控制系统包括控制器，用于对增压器泄压阀进行控制调节，模拟增压器泄压阀在整车上的开启与关闭。
增压器压气机壳体及部分管路用管夹或橡胶绳固定在两个高度可调固定支架之间。将增压器压气机壳体设置在离地面高度1m以上的位置，减少测试时地面反射噪声的影响。
本发明还公开了采用上述测试装置进行噪声测试的方法，其特征在于：
将增压器压气机壳体设置在消音室内；
用进气软管将压力调节装置连接到气源上;
用进气软管将增压器压气机壳体的出气口连接到压力调节装置的输出端；
将增压器压气机壳体的进气口处用进气软管连接，并将进气软管引到消声室外；
通过压力调节装置，调节增压器压气机壳体中的进气；
通过数据采集器采集压力传感器处的压力以及麦克风测试的声音；
将采集的信息通过网线传送到电脑中。
进一步，通过控制器对增压器泄压阀进行控制调节，模拟增压器泄压阀在整车上的开启与关闭。
本发明可以更好测试增压器泄压阀单独工作时的噪声。由于排除了整车状态下发动机工作噪声的干扰，并将增压器工作时的同步噪声、亚同步噪声、叶片扫气声等噪声的干扰排除，测试结果较为准确可靠，并且可以方便地对增压器泄压阀的工作压力进行调节，测试分析增压器泄压阀在不同工作压力状态下的噪声，实施周期较短，成本低，处理方法简单，便于实施应用。
附图说明
图1：增压器压气机壳体示意图;
图2：增压器压气机壳体处理示意图；
图3：增压器泄压噪声测试装置示意图。
附图标记说明：
1-气源； 2-压力调节装置；
3-压力传感器； 4-增压器压气机壳体；
5-麦克风； 6-数据采集器；
7-电脑； 8-控制器；
9-高度可调支架。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行具体描述。
增压器压气机壳体4为经过特殊处理的壳体，见附图1。将增压器的压气机叶轮取掉，利用工装，将压气机壳体上增压后的气体通道与进气通道隔开，处理的方法原理见附图2。
如图3所示，增压器压气机壳体4和压力调节装置2设置在消音室内，用进气软管将压力调节装置2连接到压缩空气气源1上，并用按图3中所示气流方向，用进气软管将处理后的增压器压气机壳体4的出气口连接到压力调节装置2之后。压力调节装置2对泄压阀打开时通过增压器泄压通道的气体的压力进行调节控制，按照气流的走向，模拟增压后的高压气体，模拟增压器泄压阀开启时，通过泄压阀口的不同气体压力。增压器压气机壳体4的进气口处用进气软管连接，并用进气软管引到消声室外，以降低泄压阀打开时从管口处传递出来的气流喷注噪声对测试结果的影响。增压器压气机壳体4上安装的泄压阀用线路与控制器8进行连接，以便进行控制调节，模拟整车上的ECU控制泄压阀的开启与关闭。增压器压气机壳体4及部分管路用管夹或橡胶绳等固定在两个高度可调固定支架9之间，调节两个高度可调的固定支架9的调节装置，使增压器压气机壳体离地面高度1m，减少测试时地面反射噪声的影响。
在增压器压气机壳体4上方距离L处用麦克风5测试专用支架固定布置麦克风5，用于测试增压器泄压阀工作时的噪声。在增压器压气机壳体4上泄压通道处加工出一个M5*0.5的螺纹孔，安装压力传感器3，用于精确测试泄压通道内的气体压力。传感器3安装处涂密封胶，防止泄压通道中的高压气体泄露，影响测试结果。麦克风5及压力传感器3布置点如图3所示。麦克风5及压力传感器3用数据线连接到数据采集器6，笔记本电脑7与数据采集器6用网线连接。
Claims (6)
1.一种增压器泄压噪声的测试装置,包括气流压力控制系统、增压器泄压阀控制系统、以及噪声及压力数据采集系统，测试的增压器压气机壳体为经过特殊处理的壳体，其中增压器的压气机叶轮被取掉，增压器压气机壳体上增压后的气体通道与进气通道隔开，所述气流压力控制系统包括气源（1）和压力调节装置（2），压力调节装置（2）通过进气软管连接到气源（1）上，压力调节装置（2）的输出端通过进气软管连接到增压器压气机壳体（4）的出气口，增压器压气机壳体（4）的进气口处用进气软管连接，并将进气软管引到消声室外；所述噪声及压力数据采集系统包括压力传感器（3）、麦克风（5）、数据采集器（6）以及电脑（7），压力传感器（3）安装在增压器压气机壳体（4）的泄压通道上，麦克风（5）布置在增压器压气机壳体（4）上方，压力传感器（3）和麦克风（5）通过数据线连接到数据采集器（6），数据采集器（6）与电脑（7）用网线连接。
2.根据权利要求1所述的测试装置，其特征在于：所述增压器泄压阀控制系统包括控制器（8），用于对增压器泄压阀进行控制调节，模拟增压器泄压阀在整车上的开启与关闭。
3.根据权利要求2所述 的测试装置，其特征在于：增压器压气机壳体（4）及部分管路用管夹或橡胶绳固定在两个高度可调固定支架（9）之间。
4.根据权利要求1-3任一项所述的测试装置，其特征在于：将增压器压气机壳体（2）设置在离地面高度1m以上的位置，减少测试时地面反射噪声的影响。
5.采用权利要求1-4任一项所述的测试装置进行噪声测试的方法，其特征在于：
将增压器压气机壳体（4）设置在消音室内；
用进气软管将压力调节装置（2）连接到气源（1）上;
用进气软管将增压器压气机壳体（4）的出气口连接到压力调节装置（2）的输出端；
将增压器压气机壳体（4）的进气口处用进气软管连接，并将进气软管引到消声室外；
通过压力调节装置（2），调节增压器压气机壳体（4）中的进气；
通过数据采集器（6）采集压力传感器（3）处的压力以及麦克风（5）测试的声音；
将采集的信息通过网线传送到电脑（7）中。
6.根据权利要求5所述的方法，通过控制器（8）对增压器泄压阀进行控制调节，模拟增压器泄压阀在整车上的开启与关闭。
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