Page 81 - 《应用声学》2024年第1期

第 43 卷 第 1 期 徐小翔等： 某商用车怠速油底壳异响问题分析 77

查，异响主要来源为油底壳方向。在油底壳表面吸
0 引言
两块磁铁 (单个质量约2 kg)，“呜呜”异响改善明显。
发动机上的薄壁类零件，如油底壳、前端盖罩、 取下磁铁后，“呜呜”异响复现。
顶部缸盖罩等均是重要的发动机噪声辐射面，其中 车辆行驶过程中，因背景噪声变大，车内无明
油底壳尤为明显，研究表明通过油底壳辐射的噪声 显 “呜呜” 异响，车辆行驶一段时间，发动机充分热
◦
占总噪声的比例超过 20% [1−2] 。整车怠速时，通过 机后(机油温度约90 C)，车辆定置怠速，车内外“呜
油底壳辐射的噪声较容易影响整车声品质，因此研 呜” 异响明显变弱，车内怠速关窗条件下，异响声音
究油底壳的噪声振动一直是行业内较重要的一项 微弱，驾评可接受。
工作。
因机油消耗或初始加注量差异，发动机油底壳
内机油液位一般在机油标尺的下刻度与上刻度之
间的某一位置。机油液位不同，油底壳模态频率会
有差异。文献 [3–5] 研究了机油与油底壳之间的耦
合作用对模态的影响，耦合模态频率随着机油量的
增加而逐步降低，模态阶数越高频率下降趋势越大。
文献 [6–7] 也研究了油液对油底壳模态频率的影响，
油液的存在使油底壳振型发生变化，固有频率下降。
以往文献多集中在由发动机振动导致油底壳
的振动辐射噪声优化，较少考虑油底壳内机油泵工
图 1 前端布置
作激励对油底壳的影响。机油泵吸油管距离油底壳
Fig. 1 Front end arrangement
距离一般仅为7 ∼ 8 mm，机油泵是发动机重要的运
动部件之一，齿轮式机油泵在啮合泵油的过程中，主
动齿和被动齿不可避免地需要产生挤压、摩擦、冲
击等，在加速过程中，容易形成特定阶次的振动噪
声，而在稳态工况，如怠速，容易形成特定频率的振
动噪声。
本文以某商用车 2.0 T 柴油发动机油底壳为研
究对象，对怠速时由于机油泵工作激励与油底壳模
态频率耦合产生异响问题进行分析研究。

1 机油泵激励频率与油底壳模态频率耦合
噪声分析
图 2 机油泵齿轮
某发动机前端布置如图 1 所示，其机油泵由链 Fig. 2 Oil pump gear
条驱动，驱动链轮齿数为 36，从动轮即机油泵链 1.2 怠速时异响客观数据测试分析
轮齿数为 32，数比为 36/32。机油泵为齿轮泵，机
油底壳近场 10 cm 布置一个传声器，车内主驾
油泵内部为一对齿数为 8 的齿轮，如图 2 所示。由
右耳布置一个传声器，油底壳表面布置一个三轴振
传动数比及机油泵齿轮齿数可知，曲轴每转动一
动传感器。测试坐标系定义为由飞轮端指向前端为
圈，从动链轮转动36/32圈，而从动链轮每转动 1圈，
+X 方向，由排气侧指向进气侧为+Y 方向，竖直向
机油泵齿轮啮合 8 次，即会产生齿轮啮合冲击基频
上为+Z 方向。
= (36/32)×8 = 9。
如图 3 和图 4 所示，原始状态油底壳近场存在
1.1 怠速时异响主观驾评 明显的240 Hz的异响，经滤波分析，抱怨的怠速“呜
实验样车冷车启动(环境温度约18 C)，怠速时 呜”声正是该240 Hz频段。在油底壳底部加磁铁后，
◦
车内及车外均有明显 “呜呜”异响，用听诊器初步排 油底壳局部模态频率及振幅改变，240 Hz 频段 “呜