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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
7 次同步纯音
次同步纯音是涡轮增压器次同步噪声的一种特殊类型，主要是由于油膜振荡引起的转子轴系统自激励振动噪声现象。其频率特性近似于“准静态”的恒定不变状态，不会跟随涡轮增压器转速发生频率特征的线性关系变化，特别是在转速上升到一定阶段之后，次同步振动噪声频率几乎锁定在某特定的频率范围之内，特征频率的变化范围很小，即“锁频”现象。涡轮增压器的次同步纯音问题常常是发生在车辆中低速行驶时的加速工况和变负荷的换挡过程，或者在发动机中高负荷情况下的减速工况。次同步纯音的特征频率一般在500~1000Hz之间，并低于同阶次的油膜涡动特征频率，主观感受为音调低沉而持续的哨音，因此也被称为Howling Noise。
油膜振荡是轴承转子系统中油膜非线性特性引起的自激振荡现象，也是导致次同步纯音的直接原因。虽然，油膜振荡和油膜涡动都是涡轮增压器转子系统高速旋转运行过程中的不稳定状态，属于同一本源的物理现象。但是，两者之间的原因机理与现象表征又有明显的差异，有时会相互转化和演变，有时也会各自独立的发生出现。
对于油膜振荡引起的次同步纯音问题改进优化措施，基本上都是从控制转子系统的运转稳定性出发的，采用的措施方案大体上也与解决油膜涡动引起的次同步阶次噪声比较相似，但更要关注油温、油压和供油量等因素的影响。此外，由于油膜刚度与油膜阻尼对转子系统运行稳定性有直接影响，在一定程度上可以抑制或消除油膜振荡。因此，行业内也有在半浮动涡轮增压器径向轴承上应用金属丝网附加阻尼结构、无润滑油的弹性空气箔片轴承、压电陶瓷式的轴承阻尼结构，以及多片的弹性可倾斜轴瓦等方面的研发工作，如图2所示。
图2 新型的涡轮增压器轴承结构示意图
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