某转子式机油泵噪声分析及改进.pdf

28
内燃机与配件
2015年第4期
产品分析
某转子式机油泵噪声分析及改进
Analysis and Improvement about One Rotor Oil Pump
秦炳爽李延鹏林建伟
(奇瑞汽丰股份有限公司)
摘要〕机油泵是发动机润滑系统的重要组成部分,它的主要作用是保证发动机在各种转
速下,都能供给足够数量的机油,以维持足够的机油压力,保证发动机的润滑。在机油系运转
时,因相关部件存在间朦,在旋转啮合时,会产生不同程度的碰撞,从而产生较大的振动和
噪声
〔关键词)发动机噪声机油泵转子
Abstract: Oil pump is the important component in lubrication system, it s main function is that
supply enough oil to maintain enough oil pressure which ensure engine s ubrication under all speed
condition. While oil pump workin, with the interval in related component and hitting in rotary mesh, it
will cause enormous vibrate and noise
Key words: Engine noise oil pump rotor
0引言
说,合理控制部件之间的配合间隙,控制机油泵的
各种调査和测量结果表明,汽车噪声是目前城噪声,有利于降低发动机的整体噪声。
市环境中最主要的噪声源。近年来,由于汽车在城1问题来源
乡的普及和汽车工业技术的不断进步,控制汽车的
某款发动机在测试过程中,发现在怠速工况
噪声污染越来越引起人们的重视。在我国,GB时,产生一种“嗡嗡”的声音,发动机噪声比较
1495-2002《汽车加速行驶车外噪声限值及测量方明显。采集的相关数据如图1、图2所示:
法》和GB7258-2004《机动车运行安全技术条
件》则分别对车外、车内的噪声控制标准进行了
定义。
机油泵是发动机润滑系统的重要组成部分,它
的主要作用就是保证在发动机各种转速下,都能供
给足够数量的机油,以维持足够的机油压力,保证
发动机的润滑。在高速运转时,不但会消耗相当
部分发动机功率,而且会产生较为剧烈的振动。因
图1车内噪声频谱图
机油泵内部部件存在间隙,以转子式机油泵为例,
存在间隙的主要部位有:外转子与売体之间的间
隙、内外转子的之间的间隙、内转子与驱动部件之
间的间隙等,这些部位的间隙除了公影响到机油泵
的容积效率,造成泄漏,还会在运转中,会产生不
同程度的碰撞,从而产生较大的振动和噪声。所以
图2车内1/3频程图
万方数据
秦炳爽李延鹏林建伟:某转子式机油泵噪声分析及改进
从图1中可以看出,发动机怠速噪卢主要集中
首先,对该款机油泵的结构进行了解,它主要
在:25.4Hz、159Hz、239Hz。从图2可以看出,由壳体、外转子、内转子、盖板等组成,如图4
239Hz噪声最大,为发动机整机噪声主要来源。
所示。
2故障排查
入外转子
内转子
2.1理论分析
阶次是对旋转速度对应的谐振频率成分的一种
别称,第一阶( First Order)是与旋转速度相当的
基本频率,旋转速度对应频率的2倍诸振频率成为
第二阶( Second Orden),计算公式如下:
图4机油泵结构示意图
RPM
其次,我们看下机油泵的驱动方式。该款机油
泵直接由曲轴驱动,机油泵与曲轴的传动比为1:
Order
RPM eq
,机油泵内转子上设计的有扁方和扁圆结构,直
根据计算公式可得,意速故障噪声频率为18接与曲轴联接在一起,随曲轴旋转而运转,外转子
阶次。因该发动机为四缸直列发动机,曲轴每转
通过与内转子啮合而随之转动。如图5所示。
周受到点火激励两次,为两阶;曲轴与机油泵的传
内转子
曲轴扁方
曲轴扁因
动比为1:1,机油内、外转子齿数分别为8齿和9
齿,则曲轴同机油泵转子齿的传动比为1:9,则
机油泵转子对应的阶次为18阶。所以理论分析认
为18阶次的噪声主要为机油泵产生。
2.2实物排查
内转子
结合理论分析情况,安排发动机台架,进行故
图5机油泵驱动示意
障原因确认。
4噪声产生原因分析
试验方案采用“屏蔽故障件方法”进行对比
在曲轴驱动内转子时,因两者存在间隙,相当
分别测量机油泵工作的发动机和机油泵不工作的发于内转子在跳动中带动外转子运转,由此产生了因
动机噪声,确认是否因机油泵工作而引起故障噪内外转子的频繁碰撞产生的阶次噪声。由于扁圆的
声。其中:带机油泵运转的发动机为方案1;不带定位是径向的,扁方的定位是单方向的,从对噪声
机油泵运转的发动机(机油泵不工作)为方案2;的影响程度上讲,扁圆间隙的应该是主因。
如图所示:
安排对应的试验进行验证,确认扁圆和扁方间
隙对噪声的影响。图6、图7是试验对比结果。
图3方案2(屏蔽机油泵工作)噪声测试
测试结果如表1:
图61非方案近场1/3倍频程噪声
表1屏蔽杌油泵噪声前后对比
(大扁圆间隙,小扁方间隙)
近场10cm
怠速噪声
备注
背景噪声
「方案1
58dB(A)3LdB(A)机油泵工作
方案249dB(A)37dB(A)「机油泵不「作
隔离机油泵后噪声比隔离前降低了9dB(A),
最终确认18阶次噪声是机油泵所产生,故最终可
以确认机油泵为18阶次噪声源。
3机油泵工作原理及驱动说明
图72#方案近场13倍频程噪声
(小帛回间隙,大扇方间腺
万方数据