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涡轮增压器进气口消声器设计与性能评估

文档作者：李恒，郝志勇文档来源：浙江大学能源工程学系		点击数：	更新时间： 2026年01月25日
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2015年(第37卷)第4期
汽车工程
Automotive Engineering
2015076
涡轮增压器进气口消声器设计与性能评估木
李恒，郝志勇
(浙江大学能源工程学系，杭州 310027)
[摘要] 道路试验测得了某小型汽油车进气管口、车内驾驶员右耳处声压频谱，确定其2．6～3．0kHz频段噪
声源为增压器。结合有限元法设计了压气机进气口消声器，并计算了其无流条件下的传递损失，用两负载法实验加
以验证，两者结果相吻合；1．8～3．3kHz频率范围内，传递损失平均达25dB以上。最后对比了安装消声器前后进气
管口和车内噪声的声压频谱，结果表明：消声器在目标频段具有理想的消声性能，有效降低了因增压器噪声引起的
车内异响。
关键词：涡轮增压器；消声器；有限元法；两负载法；传递损失
Design and Performance Evaluation of Muffler at Turbocharger Inlet
Li Heng&amp;amp; Hao Zhiyong
Department ofPower Engineering，Zh~iang University，Hangzhou 310027
[Abstract] The sound pressure spectra of intake noise and interior noise at driver’S right ear of a compact
gasoline vehicle are measured in a road test with the source of noise at the frequency range of 2．6—3．0kHz located
at turbocharger．The muffler at compressor inlet is designed with its transmission loss without flow evaluated by finite
element analysis and verified by experiments based on two．1oad method，with both results agree well with each oth—
er．In the frequency range of 1．8 to 3．3 kHz，the average transmission loss reaches over 25 dB．Finally the sound
pressure spectra of intake noise and vehicle interior noise with and without muffler are compared and the results indicate
that the muffler designed has ideal noise attenuation performance in objective~equency range and can effective—
ly reduce abnorm al vehicle interior noise caused by turbocharger．
Keywords：turbocharger；muffler；finite element method；two-load method；transmission loss
日Ij舌
车用涡轮增压技术已经得以普遍应用¨ ，对
车辆的轻量化、动力性、经济性和排放性能等要求，
促使增压器配备在乘用车上。随着小型车国V排放
法规的日渐临近，国内汽油机配置涡轮增压器必将
成为主流。
增压器在高速运转下产生高频尖锐的噪声 j，
会恶化车内的声品质，也影响车辆的通过噪声。文
献[4]中通过实验研究了离心式压气机噪声的产生
机理。针对压气机出口处噪声，标致雪铁龙公司设
计了一种“A型管”消声器，在1．6～3．5kHz频段其
传递损失值达15dB以上 j，但其尺寸偏大，消声特
性对长度的变化较敏感。文献[2]中设计了一种螺
旋式消声器，在2．1～2．7kHz频段的传递损失达
20dB以上，但消声频段较窄。文献[5]中结合有限
元法设计了多腔体Helmhohz共振消声器，尺寸紧
凑，消声性能良好。
国内对车用涡轮增压器的噪声特性研究较少。
文献[6]中结合有限元法改进了进气消声器，改善
了增压发动机的进气噪声。由于有限元法不能考虑
“十二五”国家科技支撑计划重点项目(2011BAE22B05)资助。
原稿收到日期为2013年9月3日，修改稿收到日期为2013年11月27日。
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李恒，等：涡轮增压器进气口消声器设计与性能评估 ·439·
装消声器后，高转速区域2．0～4．0kHz频段(见图8
(b)中长方框)噪声幅值略有增大，可能与传声器的
布置有关，因安装消声器而改变原有进气特性和路
面等其它环境因素所致。但这部分噪声能量不集
中，不足以引起主观感觉上尖锐的异响。
3．2 车内噪声
图9为安装消声器后驾驶员右耳处声压频谱，
可见该窄带噪声成分在发动机转速高于3 200r／rain
时已经不存在，频段内噪声声压级值均在28dB(A)
以下，比安装消声器前(其最大值达30dB(A))略有
降低，主观评价车内的“嘶嘶”异响也得到消除。然
而频谱图显示2 600～3 200r／min转速范围仍存在
该噪声成分，可能是前后两次传声器的位置差异所
致，也可能是压气机壳体振动向外辐射，由发动机舱
内传播至车内引起，可以采取安装压壳隔音罩等措
施，但是该转速范围内高频能量不大，主观感受不明
显。此外，先后两种状态下道路试验，所测得声压频
谱中存在的30谐次噪声成分(见图8、图9中标记
处)与相同工况测得的变速器壳体振动特性一致，推
断该噪声成分为变速器产生。
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5
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4 结论
0 1 000 2 000 3 000 4 000
频率／Hz
∞ 。。
§
图9 安装消声器后车内声压频谱
根据整车道路试验所得的压气机壳体振动特
性，进气管口、驾驶员右耳处声压频谱，结合有限元
法设计了涡轮增压器消声器，安装于压气机进气口，
并计算了无流条件下的传递损失，用实验测量值加
以验证。最后进行了安装该消声器后的整车道路试
验，评估了消声器在特定频段的消声性能。
(1)道路试验测量了车内噪声声压频谱，结合
压气机壳体的振动特性，判断车内异响噪声源为涡
轮增压器。
(2)根据车内声压频谱特性设计了涡轮增压器
消声器，用有限元法计算了无流条件下的传递损失，
并用实验测量值进行验证。
(3)安装消声器后对进行整车道路试验，进气
管口噪声2．6～3．0kHz频率成分得到显著衰减；车
内该频段噪声成分在发动机转速3 200r／min以上得
到明显降低，主观评价的异响消失。设计的消声器
有效解决了这一工程实际问题。
参考文献
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