汽車排氣消聲器性能分析及改進(jìn).pdf

1、設(shè)計(jì)高消聲性能、低壓力損失的消聲器是目前汽車噪聲控制中的重要課題。傳統(tǒng)消聲器設(shè)計(jì)中，往往根據(jù)消聲器控制尺寸和推薦參數(shù)，結(jié)合設(shè)計(jì)者經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)消聲結(jié)構(gòu)，通過(guò)分析傳遞損失評(píng)價(jià)其聲學(xué)性能。這種設(shè)計(jì)方法雖然在一定程度上能獲得消聲器聲學(xué)性能，但由于傳遞損失只與消聲器自身結(jié)構(gòu)有關(guān)，不涉及聲源和管道末端的聲學(xué)特性，因此不能得到消聲器與發(fā)動(dòng)機(jī)耦合后的實(shí)際消聲效果。另外，當(dāng)消聲結(jié)構(gòu)聲學(xué)性能不符合要求時(shí)，后續(xù)的結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)往往單獨(dú)進(jìn)行，優(yōu)化結(jié)果為每個(gè)參數(shù)最

2、佳值。這種方法未能考慮各個(gè)參數(shù)同時(shí)改變時(shí)的相互影響且不能在聲學(xué)性能最佳的同時(shí)確?？諝鈩?dòng)力性能也是達(dá)標(biāo)的。
　　為準(zhǔn)確獲取某實(shí)際汽車消聲器的聲學(xué)性能和空氣動(dòng)力性能，并能針對(duì)其不足之處進(jìn)行合理改進(jìn)。首先，本文基于GT-Power軟件建立了汽車發(fā)動(dòng)機(jī)和進(jìn)排氣系統(tǒng)模型并進(jìn)行耦合，將耦合后的發(fā)動(dòng)機(jī)出口氣流壓力、流速和溫度等相關(guān)物理量作為消聲器聲學(xué)仿真的邊界條件，繼而對(duì)消聲器插入損失、壓力損失進(jìn)行仿真分析。
　　結(jié)果表明：①在1000-

3、2500r/min范圍內(nèi)消聲器插入損失未達(dá)到要求，尤其在常用轉(zhuǎn)速2500r/min時(shí)，仿真值與目標(biāo)值相差最大，消聲效果差。②隨著轉(zhuǎn)速增加，消聲器壓力損失呈上升趨勢(shì)但遠(yuǎn)小于目標(biāo)值0.20bar，空氣動(dòng)力性能良好。其次，針對(duì)消聲器插入損失不足轉(zhuǎn)速下的尾管噪聲，進(jìn)行了1/3倍頻程分析，確定了噪聲分布的主要頻率范圍。在此基礎(chǔ)上，選擇主副消聲器間的連接彎管直徑、主消聲器穿孔直徑和消聲器尾管長(zhǎng)度作為結(jié)構(gòu)優(yōu)化參數(shù)，首先探討了三者單獨(dú)改變時(shí)對(duì)消聲器尾管

4、噪聲和壓力損失的影響，結(jié)果表明：只減小連接彎管直徑可以降低尾管噪聲，但消聲器壓力損失會(huì)明顯增大；只增大穿孔直徑可以降低消聲器尾管噪聲和壓力損失但影響較?。恢辉黾游补荛L(zhǎng)度可以降低消聲器尾管噪聲且對(duì)壓力損失影響較小。最后，基于 DOE方法，對(duì)該消聲器進(jìn)行改進(jìn)，改進(jìn)后的消聲器整體插入損失有了明顯提升且基本在目標(biāo)值以上，尤其在常用轉(zhuǎn)速2500r/min下，其值由19dB提升至30dB，效果顯著。雖然改進(jìn)后消聲器壓力損失有所提升，但變化相對(duì)較小。