内燃机排气消声器研究与设计.pdf

中文摘要 摘 要 汽车的普及在给人们带来方便的同时，其噪声对人们的生活、工作及身心健 康也产生了日益严重的影响。排气噪声是内燃机最主要的噪声源，往往比内燃机 本体噪声高出10-15dBA。使用排气消声器是控制和降低排气噪声的有效手段，对 排气消声器的研究越来越成为汽车排气噪声控制的热点。 本文详细地讨论了排气消声器的消声机理，在考虑排气消声器内部存在均匀 气流的基础上，建立了排气消声器声学性能预测的数学模型:并基于传递矩阵法 编制了排气消声器性能预测的计算机程序。利用编制的程序，着重分析了几种典 型消声单元的组合情况:要增加扩张腔消声量的有效办法是增加扩张比，同时扩 张腔长度增大时对消声器的最大消声量没有影响，但最大消声量的第一个频率出 现将向低频方向移动;内插管单腔扩张室没有彻底消除通过频率，但使通过频率 的间隔加长了;穿孔直通管消声器会产生一个共振频率，随着穿孔率的增加，穿 孔管的共振频率向高频部分移动，且总的传声损失增加. 针对某微型客车排气噪声过大的问题，做了比较详细的实验分析，做了原排 气消声器从2000rpm到6000rpm共7个转速条件下的噪声频谱，得出原排气消声 器失效的主要原因是:消声器内的高速脉动气流在消声器内遇到截面突变、穿孔 元件以及管壁摩擦时产生涡流并激发出再生噪声引起的。在排气消声器安装空间 受限的情况下重新设计制造了其排气消声器，并进行了插入损失台架实验，根据 台架实验结果对所设计制造的消声器进行优选.新排气消声器声学性能和功率损 失实验表明，在保证原机动力性基础上提高消声性能13dB(A)，新排气消声器的消 声量和功率损失这两个指标，都符合了要求，满足该车型的降噪要求，可以进行 批量生产。证明建立的排气消声器性能预测的数学模型是真实可靠，应用传递矩 阵法设计的排气消声器性能良好，解决了排气消声器设计制造过程中开发周期长 的问题并为降低成本提供了科学依据。 关键词:排气消声器，声学性能，数学模型，设计制造，实验验证 英文摘要 ABSTRACT Whilethepopularizationofvehiclebringconveniencetopeople，itsnoise becomesincreasinglyseriouseffecttopeoplesliving、workandhealth. Exhaust noiseisthemainnoiseofengineandits10-15dB(A)higherthantheinherentnoiseof engnie.Usingthemuffleristhemaineffectivemeanstocontrolanddecreaseexhaust noise.Theresearchonmufflerisbecomingthehotspotofvehicleexhaustnoise control Thepaperdiscussasthenoiseeliminationofexhaustmufflerindetail,setup acousticscapability,forecastsmathsmodelofmufflerbasedontheconsideroftheexist uniformiytairflowinmuffler.Andbaseontransfermatrixmethoddesigntheacoustics capabilityandforecastcomputerdesignprogram.Usingprogramemphasizethe analysisseveralconfigurationofrepresentationreduxingnoiseunit:increaseexpand radiocanincreasenoiseeliminationquantiyt，noinfluencetomaximalofnoise elimination,butfirstpeakvaluerfequencemovestothelowprequence.Expanding chamberwithintubattoncantcomb-outcrossrfequence,andmakingspaceofcross frequencebecomesl