[发明专利]降低涡轮增压器转子同步噪声的设计方法和结构

说明书

本发明提供一种降低涡轮增压器转子同步噪声的设计方法，包括：确定引起增压器转子同步噪声的关键参数，设计关键参数的控制策略；所述关键参数的控制策略包括关键参数链接到相关去量零部件的去量部分的结构和参数；建立增压器转子同步噪声与关键参数之间的影响因子方程；根据关键参数的初步设定进行样件试制；进行样件测试和结果分析，包括将测得噪声与通过影响因子方程计算得到的噪声进行对比分析，从而校准影响因子方程；对于成品涡轮增压器，根据校准后的影响因子方程和成品涡轮增压器的目标噪声，确定控制涡轮增压器转子同步噪声的关键参数。本发明对增压器转子同步噪声实现了精准设计和控制。

技术领域

本发明涉及涡轮增压器技术，属于热能与动力机械领域，具体地说是一种降低涡轮增压器转子同步噪声的设计方法。

背景技术

涡轮增压器已经广泛应用于内燃机领域，用以增加内燃机功率密度，同时改善内燃机燃油经济型和降低排放等。

噪音污染作为现代社会三大环境问题之一，已经被国际社会高度关注。作为整车重要噪音来源之一的发动机涡轮增压器噪音，由于其高频纯音特征，对整车声品质乃至环境的噪音指标都具有极强的负面影响。

涡轮增压器的噪声种类是多种多样的，其中增压器转子同步噪声是伴随着增压器从低速到高速都存在的一种噪声，声音比较尖锐，最容易在车辆运行过程中突显出来，给驾驶舒适性带来很大挑战。

如图1所示为典型的增压器转子系统，包含锁紧螺母1，压叶轮2，压叶轮2上包含多个叶片2a,压叶轮2装配在旋转轴5一端用于旋转，旋转轴5是用两个径向的轴承4通过油膜支撑在中间体3内孔中；旋转轴5另一端安装涡轮6；发动机的废气通过流道经过旋转轴5上的涡轮6时，气体的动能和热能转换成旋转的机械能，从而带动旋转轴5以及锁紧在旋转轴上的锁紧螺母1和压叶轮2旋转。在转子系统旋转过程中会产生一种上述提到的与增压器转速同频率的噪声，称之为增压器转子同步噪声。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足，提供一种降低涡轮增压器转子同步噪声的设计方法，以及一种降低涡轮增压器转子同步噪声的结构。本发明采用的技术方案是：

一种降低涡轮增压器转子同步噪声的设计方法，包括：

确定引起增压器转子同步噪声的关键参数，设计关键参数的控制策略；所述关键参数的控制策略包括关键参数链接到相关去量零部件的去量部分的结构和参数；

建立增压器转子同步噪声与关键参数之间的影响因子方程；

根据关键参数的初步设定进行样件试制；

进行样件测试和结果分析，包括将测得噪声与通过影响因子方程计算得到的噪声进行对比分析，从而校准影响因子方程；

对于成品涡轮增压器，根据校准后的影响因子方程和成品涡轮增压器的目标噪声，确定控制涡轮增压器转子同步噪声的关键参数。

进一步地，所述去量零部件包括锁紧螺母和压叶轮；所述关键参数包括锁紧螺母上的不平衡量和压叶轮上的不平衡量

锁紧螺母上的去量部分包括与锁紧螺母上的不平衡量相对应180度位置所需去掉的不平衡量

压叶轮上的去量部分包括与压叶轮2上的不平衡量相对应的180度位置所需去掉的不平衡量

进一步地，锁紧螺母上的去量部分包括去量凹坑；锁紧螺母上的去量凹坑的参数包括去量凹坑深度d1、去量凹坑宽度w1和去量凹坑长度L1。

进一步地，压叶轮上的去量部分包括设置在两个相邻叶片之间位置处的去量凹坑；压叶轮上的去量凹坑的参数包括去量位置直径2r2、去量大小直径a2和去量深度d2。

进一步地，增压器转子同步噪声f与关键参数之间的影响因子方程，如公式(1)所示：