西门子基于LMS Test.lab的发动机声源分解及改善.pdf
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基于LMS Test.lab的发动机声源分解及改善
范富贵，杨国芳，王毅
（东风汽车公司技术中心，湖北 武汉 430058）
摘要：本文以某1.0L发动机为研究对象，通过LMS测试设备和LMS Test.lab
分析软件，对发动机进行声源分析，找出发动机存在的主要噪声问题，并进行声源分解试验和特征频率分析。通过试验分
析发现，排气侧增压器有“2500Hz”的气流吹动噪声，顶端进气歧管有“650Hz”的结构辐射噪声，前端正时链壳有“1700Hz”
的结构共振辐射噪声。基于试验来分析产生噪声的原因、预测改善潜力、提出改进方向并进行试验验证。改善方向的措施
对发动机整机噪声整个转速范围有1-3dB(A)的改善效果，改善效果明显。
关键词：发动机；辐射噪声；声源分解；特征频率；改善
发动机作为整车的主要噪声源，其辐
射噪声在车辆整体噪声中占据主导地位，
降低发动机的辐射噪声，可有效的改善整
车噪声性能。因此，对发动机NVH的研究和
控制，有着极其重要的意义。
本文以某1.0L三缸汽油机为研究对象
，通过试验找出该发动机的主要噪声问题。
本文针对较突出的三个问题进行专项的声
源分解试验和原因分析，找出了主要声源（
排气侧2500Hz左右噪声，顶端650Hz左右噪
声，前端1700Hz左右）产生的部件及原因，
预测改善潜力并提出优化改善方向。
1 整机试验概况
试验在发动机半消声室中进行的，试
验室为精密级的半自由场消声室，其声学
环境性能指标满足ISO
3745标准要求。本文用于试验研究的发动
机为直列3缸、缸内直喷四冲程的汽油机。
噪声测量方法依据GB/T 1859-2000
中的噪声测量工程法进行，参照DIN45635
对发动机前端、顶端、进气侧和排气侧四个
主要侧面进行测量。测量表面与基准体间
测量距离d为1m。噪声测量时对进气噪声和
排气噪声进行了屏蔽。
2 发动机噪声特征频率及声源识别分析
2.1 试验测试内容
2.1.1. 发动机噪声评价测试
采用多通道振动噪声测试系统，对发
动机进行振动和噪声测试，并通过频谱分
析，以确定发动机噪声的特征频率。
分析发动机前端、进气侧、排气侧和顶
端四个主要侧面噪声的频谱，找出主要的
噪声问题的频率特征。
2.1.2. 声源定位识别测试
采用基于Beam
forming技术的36通道的声阵列声源定位识
别系统，在发动机半消声试验室中对发动
机的主要侧面进行噪声源识别试验。
2.2 试验结果分析
结合以上两项试验结果，对以下主要
噪声问题进行试验结果分析：前端1700Hz左
右噪声、排气侧2500Hz
左右噪声和顶端650Hz左右噪声。
2.2.1. 前端“1700Hz”噪声
前端噪声在1700Hz左右频率存在较明
显的共振带，见图1的colormap图。结合声
源定位识别结果，前端1700Hz左右频率的
噪声辐射能量主要分布在扭转减振器附近
链壳的位置，其相关零件为正时链壳和扭
转减振器，见图2。
图1 前端噪声colormap图
图2 前端噪声源识别
2.2.2. 排气侧“2500Hz”噪声
排气侧噪声在1500-
2000r/min转速范围存在2100-
2500Hz噪声问题，见图3排气侧噪声colorm
ap图。结合排气侧声源定位识别测试结果，
排气侧2100-
2500Hz辐射能量主要分布在增压器压气机
出口，其相关零件为增压器，见图4。
图3 排气侧噪声colormap图
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