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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
5 同步噪声
所谓的涡轮增压器同步噪声问题，就是跟随增压器转子轴系统的旋转速度变化，而同步持续发生的振动噪声现象，并与增压器工作转速的一阶基频分量密切关联。由于同步噪声的主观听觉感受类似于“嗖嗖”的尖锐口哨声，因此也常被称为同步啸叫。
一般来讲，引起涡轮增压器同步噪声问题的主要激励源有两种类型，分别是气动脉冲激励和转子系统动不平衡振动激励。因此，同步噪声也就可分为同步脉冲噪声和同步振动噪声。
5.1 同步脉冲噪声
同步脉冲噪声（Synchronous Pulsation Whistle）主要是由于铸造、研磨、切削、热处理和装配等制造工艺原因，或者长时间高负荷使用之后叶片损伤等原因，导致压气机叶片之间腔室容积的微小差异引起的。由于各个叶片腔室的容积大小不同和非绝对的对称性，将导致各个压气机叶轮叶片出口端附近的压力分布不同，并造成各腔室充气增压效率的差异。在增压器高速转动的每个周期循环过程中，增压端的低压空气会补偿动态变化的进气压力，这必然会导致出口端的空气压力波动，从而引起同步的空气压力脉动冲击激励。通常，同步脉动噪声的频率范围为1000~5000 Hz，主要是通过“空气声”路径进行传播和辐射。
对于同步脉动噪声的工程控制方法，主要有三个方面，分别是设计制造的控制、零部件质量的检测验收和整车路径的匹配控制。根据同步脉动产生的原因分析结果，同步脉动噪声与压气机的叶片形状、叶尖与喉口的间距、叶片轮廓度、叶片布局和加工精度等设计制造因素密切相关，特别是严格控制中心孔、叶片高度、叶片厚度和叶间距等尺寸形位参数的差异，需要对压气机叶轮部件的尺寸精度和形位公差进行全面的测量检查。除此之外，压气机叶轮与转子轴系统的装配工艺精度也对同步脉动噪声有重要影响，比如锁紧螺栓的安装扭矩预载荷可能引起叶轮端面尺寸的变化。
5.2 同步振动噪声
同步振动噪声也被称为一阶动不平衡啸叫（Unbalance Whistle），主要是因为噪声产生原因与转子轴系统高速运转过程中的动不平衡激励和中间轴承体的强迫振动响应直接相关。在通常情况下，同步振动噪声的频率范围要略微低于同步脉冲噪声，一般为500~4500 Hz的频率区间，主要是通过“结构声”路径向周边进行传播和辐射的。其中，涡轮增压器本体与隔热罩、三元催化器壳体、排气系统部件和中冷器等都是影响同步振动噪声辐射效率的关键零部件系统。
虽然同步振动噪声与涡轮增压器零部件本体的生产制造密切相关，但增压器转子系统的动不平衡运行状态是绝对的，所谓的“平衡”只是相对而言的。在增压器的许用残余不平衡条件下，持续稳定地保持涡轮增压器装车状态下良好的NVH性能，并在成本和生产效率的权衡博弈之中，得到经济有效的增压器部件质量控制措施和整车动力匹配优化方案，这是同步噪声问题解决与开发控制的工程思路。
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