11 叶尖间隙气动噪声
由于车用涡轮增压器长期运行的安全可靠性、零部件装
配的互换性要求、转子轴系统高速旋转与安装对中性差等因素，防止转子叶片与壳体内壁发生碰撞摩擦问题，在压气机或涡轮机的设计装配过程中，增压器壳体与转子之间都需要留有一定的叶尖间隙或叶顶间隙。如果涡轮增压器供应商的研发制造质量控制水平较低，在叶片顶部与壳体内壁的过渡圆弧之间，就会留有更大的间隙裕度，才能涵盖各个零部件单体的尺寸偏差，以及装配过程的径向公差和轴向公差。涡轮增压器的叶顶间隙包括压气机端和涡轮端，是增压器设计与制造过程中较难控制的重要尺寸参数，因为不仅涉及增转子轴、涡壳、叶轮、涡轮和中间轴承体等零部件的制造装配一致性水平，还与不同转速工况下高温和高冲击载荷引起的零部件动态变形相关，每个环节都可能引起叶顶间隙的变化。
叶尖间隙噪声（Tip Clearance Noise，TCN）主要是由于旋转叶片叶尖边缘部位的气流流动受到叶片压力面与吸力面之间压差的影响，导致蜗壳内壁面与叶尖之间狭小空间出现非定常的不稳定涡流或者紊流，包括叶顶间隙泄漏流和叶片间“二次回流”等复杂的气流形态，从而产生类似“驼峰”频谱特征的气动噪声问题，如图4所示。
图4 径流式转子叶片的叶顶间隙复杂流场示意图
工程上，常用的叶尖间隙噪声改进措施包括尽量地减小叶顶间隙、采用不同气动构型的叶尖边缘、优化气流入口/出口端部位的壳体内壁形状，或者采用特殊设计的导流罩方案等。
来源：汽车测试网 作者：张军、郑琪
