汽車發(fā)動機排氣系統(tǒng)性能分析研究.pdf

1、設計高消聲性能、低壓力損失的排氣系統(tǒng)是目前汽車噪聲控制中的重要課題。傳統(tǒng)的排氣系統(tǒng)內消聲器設計主要根據一維平面波理論，但該理論難以正確模擬三維波動效應等實際因素的影響，計算結果不準確。而有限元等三維數(shù)值方法在對排氣系統(tǒng)性能進行準確模擬的同時還能考慮到多種外界因素的影響，是排氣系統(tǒng)性能預測和改進設計的有效方法。 本文研究了基本消聲結構的消聲特性和消聲規(guī)律，在此基礎上對某發(fā)動機排氣系統(tǒng)進行了流動特性和消聲特性的三維數(shù)值模擬。通過流動

2、特性分析得到了系統(tǒng)內流速、溫度和壓力的分布情況。結果表明：由于內插管和穿孔管的存在，排氣系統(tǒng)中前、后消聲器內壓力損失較大，各腔內流速變化也很復雜，溫度分布雖然比較均勻，但各腔之間的溫差大，這些都會對消聲性能產生一定的影響。采用有限元方法，在對穿孔隔板、穿孔管和吸聲材料進行精確建模，并考慮溫度、流速和尾管反射對消聲的影響的基礎上，對消聲特性進行分析。結果表明：排氣系統(tǒng)的低頻和高頻消聲效果不好，消聲量明顯不足。但溫度的升高，使消聲頻譜往高頻

3、移動，使得高頻消聲效果變好，中低頻變差；而尾管反射對低頻消聲有改善作用；流速會使消聲量有所減小。可見對排氣系統(tǒng)進行消聲性能分析和改進設計時不能忽視這些外在因素的影響。 為改善排氣系統(tǒng)的空氣動力特性和低頻、高頻的消聲特性，在對前、后消聲器各消聲單元消聲特性深入研究的基礎上，對消聲器芯部結構進行了改進設計。改進后的流場和聲場分析結果表明：改進設計使得排氣系統(tǒng)的空氣動力特性、低頻、高頻消聲特性等方面都較原結構有所改善，達到了預期改進目