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汽车发动机废气涡轮增压系统噪声问题的工程分析控制技术
2024-11-13 14:16:16· 来源：汽车测试网 作者：张军、郑琪
10 叶片通过频率噪声
涡轮增压器的叶片通过频率(Blade Passing Frequency，BPF)噪声主要是压气机叶轮或涡轮转子在循环扫气过程中诱发的周期性压力脉动噪音。当高速旋转的叶轮叶片经过壳体内流道的喉舌位置时，会对叶片出/入口和喉舌部位的流体压力场产生扰动，导致旋转叶片后缘在蜗壳喉舌附近出现不稳定的尾流和涡旋，引起剧烈的气体压力脉冲现象，激励转子叶片的周期性振动，同时产生离散性的压力脉动噪声问题。当连续循环转动的叶片每一次经过喉舌部位时，都会对此位置附近的空气流体进行挤压与扰动，也就会连续地产生这种压力脉动冲击和振动噪声现象，并沿着进气系统管路传播或辐射。
通常，在涡轮或者压气机端的内流道喉舌位置，转子进气口附近流场存在着明显的周向和轴向的不均匀性，内流场的压力梯度和速度梯度都较大。因此，当转子叶片经过喉舌部位时，转子叶片会承受周期性的结构应力载荷变化和气流扰动激励，在内流场引起周期性的压力脉动和气动噪声。这种转子叶片与不稳定气流之间相互作用而产生的周期性气动噪声问题，通常是均匀连续的，可以离散分解为若干的谐波阶次分量。涡轮增压器的叶片通过频率噪声可以分别来源于涡轮转子和压气机叶轮，两者的机理原理基本上是相同。
除了严格控制喉舌部位的间隙距离之外，常用的工程改进方案还包括优化设计叶片舌尖的几何形状，以降低内低流道高压端的压力波动；或者增加转子叶片的数量，也能够降低叶片高速转动过程的气动载荷激励，降低气压脉动冲击的能量，同时使叶片通过噪声频率处于人耳听阈低感知度的高频区间。
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