Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Acoustic source strength determination of turbocharger in an unfavourable acoustic environment
KTH, School of Engineering Sciences (SCI), Aeronautical and Vehicle Engineering, Marcus Wallenberg Laboratory MWL.
2019 (English)Independent thesis Advanced level (degree of Master (Two Years)), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesisAlternative title
Bestämning av akustisk källstyrka av turboladdare i enogynnsam akustisk miljö (Swedish)
Abstract [en]

The aim of the M.Sc thesis work is to specify a measurement method suitable for deter-mining the sound power levels and especially to quantifying the levels at the compressor blade pass frequency of a turbocharger in the new turbo performance rig located at Scania CV AB, Södertälje.Intensity and pressure based methods are widely used to determine the sound power levels. The thesis work focuses on pressure based methods since intensity measurements has a limitation in high frequencies and the intensity scanning in the rig is not allowed when the test rig is being operated. Unlike the intensity based methods the major drawback of using the pressure based methods is the influence of test environment on the sound pressure measurements. Since the room is not completely anechoic and reflections from various objects in the room may lead to wrong estimation of sound power levels. In order to understand the influence of test environment at the four chosen microphone positions several measurements were performed both in compliance with international standards and also to test assumptions on the acoustics characteristics of the room.Other than the turbocharger itself the test environment also includes three main auxiliary equipments; a cooling fan, a burner and an oil conditioning system which may contribute to the background noise at the microphone locations. A detailed study has been conducted to understand the influence from these additional sound sources during the measurements. It was concluded that the background sound do not a˙ect the measured results in the frequency range of interest. Measures were taken to isolate radiation from connecting pipes by shielding them with sound absorbing material.Based on the results from the test environment measurements and the background noise analysis the international standard ISO 3744 (Determination of sound power levels in an essentially free field over a reflecting plane) is recommended to determine the sound power levels of the turbocharger.For a constant shaft speed it was found that the highest A-weighted sound power levels were observed when the turbocharger was running close to surge followed by peak eÿciency and choke conditions on the compressor map. There is one limitation associated with the calculated sound power level and that is, the estimated sound power level is uncertain since it is based on only 4 microphone positions and thereby is not capturing the details of the compressor directivity.As future work, a setup with a large number of microphones surrounding the test speci-men is recommended which would help to determine the directivity hence improving the accuracy of the measurements. Also further studies on the sensitivity of the microphone positions, the arrangement of the auxiliary equipment in the room and the influence by the inlet and outlet pipes used in the real installation is recommended.Keywords: Turbocharger, surge, choke, peak eÿciency, compressor map, compressor blade pass frequency, sound power levels.

Abstract [sv]

Syftet med M.Sc-avhandlingen är att specificera en mätmetod som är lämplig för att bestämma ljudeffektnivåerna och särskilt att kvantifiera nivåerna vid kompressorbladets passfrekvens för en turboladdare i den nya turbo-prestandariggen vid Scania CV AB, Södertälje .Intensitets- och tryckbaserade mätmetoder används ofta för att bestämma ljudeffektnivåerna. Avhandlingsarbetet fokuserar på tryckbaserade metoder eftersom intensitetsmät-ningar har en begränsning i höga frekvenser och intensitetsskanningen i riggen inte är tillåten när testriggen används. Till skillnad från de intensitetsbaserade metoderna är den största nackdelen med att använda de tryckbaserade metoderna påverkan från testmiljön på ljudtrycksmätningarna. Detta eftersom rummet inte är ekofritt och reflektioner från olika objekt i rummet kan leda till fel uppskattning av ljudeffektnivåerna. För att förstå testmiljöns inverkan vid de fyra valda mikrofonpositionerna utfördes flera mätningar både i överensstämmelse med internationella standarder och för att testa antaganden om rummets akustikegenskaper. Utöver själva turboladdaren innehåller testmiljön också tre hjälputrustningar; en kylfläkt, en brännare och ett oljekonditioneringssystem som kan bidra till bakgrundsljud i mikrofon-positionerna. En detaljerad studie har genomförts för att förstå påverkan från dessa ytterligare ljudkällor under mätningarna. Det konstaterades att bakgrundsljudet inte påverkar de uppmätta resultaten i frekvensområdet av intresse. Åtgärder vidtogs för att isolera strålning från anslutande rör genom att skydda dem med ljudabsorberande material. Baserat på resultaten från testmiljömätningarna och bakgrundsljudanalysen rekommenderas den internationella standarden ISO 3744 (Bestämning av ljudeffektnivåer i ett väsentligen fritt fält över ett reflekterande plan) för att bestämma ljudeffektnivåerna för turboladdaren. För en konstant axelhastighet konstaterades att de högsta ljudeffektnivåerna observerades när turboladdaren kördes nära pumplinjen, följt av området med högsta verkningsgrad och choke linjen i kompressor-mappen. De beräknade ljudeffektnivåerna har en begränsning eftersom turboladdare direktivitet är okänd på grund av det låga antalet mikrofoner i mikrofonarrangemang runt turboladdaren, men de erhållna resultaten är tillräckligt bra för att göra en jämförelse mellan olika turboladdare förutsatt att de har liknande direktivitet. Som framtida arbete rekommenderas en installation med ett större antal mikrofoner (säg c:a 10 stycken) som omger testobjektet vilket skulle hjälpa till att bestämma direktiviteten och därmed förbättra mätnoggrannheten. Vidare rekommenderas ytterligare studier om mikrofonpositionernas känslighet, arrangemanget av hjälputrustningen i rummet samt påverkan av ljudutstrålning från de anslutande rören mer lika de i den riktiga motorinstallationen.

Place, publisher, year, edition, pages
2019. , p. 65
Series
TRITA-SCI-GRU ; 2019:400
National Category
Vehicle Engineering
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-265645OAI: oai:DiVA.org:kth-265645DiVA, id: diva2:1380341
External cooperation
Scania CV AB
Examiners
Available from: 2019-12-19 Created: 2019-12-18 Last updated: 2019-12-19Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(4736 kB)17 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 4736 kBChecksum SHA-512
e663079110e707178f3abb826edc9cf9b533d2ea2bd2f57b47654b1477bbbfc5cd15c90498d29195be3bb6aa76031f75336e96c0622c74462903c43be232359b
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
Marcus Wallenberg Laboratory MWL
Vehicle Engineering

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 17 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 49 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf