增程器系统振动噪声控制措施及关键技术

目前，有关增程器振动噪声控制的基本措施主要集中在以下三个方面。

（1）传统发动机、发电机振动噪声控制手段的应用。发动机正常工作时振动噪声的控制主要包括降低燃烧噪声、降低排气噪声、降低冷却风扇噪声，以及降低活塞、飞轮、正时齿轮、配气机构等旋转零部件运转产生的机械振动和噪声等。常州工学院的廖连莹、彭京旗对混合动力汽车减振降噪技术进行了分析，提出了采用低噪声的结构形式和传动形式，提高关键零部件加工质量和装配精度，振动表面加贴黏弹性材料吸收振动能量等方法降低发动机振动噪声^[14]。南昌大学的熊建强、黄菊花在分析驱动电机和发电机的振动噪声特点之后，提出了采用如合理设计爪极、选择适当气隙磁密、选择合适槽配合等措施减少电磁噪声；优化转子、定子形状和优化永磁体形状和布置形式以减少电机的转矩波动；优化转子、定子、驱动桥壳体的共振频率，以及采用提高驱动桥壳体刚度等措施改进电机振动特性^[15]。

发动机起动和停机时的振动噪声控制手段包括：①采用电子控制技术，推迟点火提前角，延迟进气门关闭时间，控制燃油喷射量来改善发动机的燃烧过程，从而降低振动和噪声^[16]。②发电机拖动发动机起动时，产生的振动大小与活塞初始位置紧密相关，当活塞初始位置在进气门关闭之后且接近上止点时，起动振动较小。一汽集团的林静分析丰田Prius THS-Ⅱ型发动机减振机理后提出了只要在发动机熄火时，通过控制发电机的旋转角度，把活塞停止位置控制在预定位置，能够较好地控制发动机起动时的噪声和振动^[17]。③通过提高充当起动机的发电机起动转矩来减少传动系的扭转共振和增程器支架共振所引发的车辆地板振动。

（2）增程器布置形式及悬置点结构优化并添加声学包裹。增程器集成了发动机、发电机、连接轴系和控制器，质量、质心、转动惯量均产生了明显变化，造成增程器总成与相应支承悬置构成的动力学系统的固有频率和模态振型都与传统车有所不同。一汽集团技术中心的赵彤航、卢炳武、曹蕴涛等人在分析了混合动力轿车动力总成结构特点之后给出如下结论：安装增程器时应正确匹配动力总成结构模态分布，使之能适应发动机驱动、电驱动以及混合驱动等各种运转工况^[18]。此外，增程器本身质量较大且与车身刚性连接，优化增程器的悬置系统，避免悬置系统与车架耦合，设计先进的传动系减振器可以降低车身振动，同时减少嗡嗡声的产生。对于发电机产生的高频电磁噪声，还可以采取为增程器添加声学包裹的方式吸收，也能够吸收部分发动机噪声。(www.xing528.com)

（3）整车运行策略优化。车辆高速行驶时，空气噪声和轮胎噪声对车内噪声的贡献占有重要地位。同济大学钱人一教授分析德国FEV发动机公司增程器的声学开发技术手段后，提出利用这两种噪声对增程器的噪声实施掩蔽是一项非常重要的降噪对策。空气噪声和轮胎噪声随着车速增加而增大，因此由发动机引起的车内声压级目标值分布带应随着车速的升高而变动，增程器发动机的转速和功率要根据不同的车速范围采取不同的运行策略。低速行驶时，空气噪声和轮胎噪声水平较低，此时若开启增程器，发动机噪声成为车厢内噪声主要成分，因此在动力电池电量允许的情况下低速时应尽量以纯电动模式行驶；高速行驶时，空气噪声和轮胎噪声水平随车速提高而逐渐升高，合理控制发动机转速上升速率，使其随车速上升而增加，并分别在某些固定车速下对发动机转速设定限值，在增程器输出功率能够满足整车控制器VMS功率需求的情况下始终保持发动机转速低于当前车速对应的转速限值。

以上增程器振动噪声控制技术涵盖了增程器工作状态优化、零部件机械结构优化、整车运行策略优化三个方面。