基于GT-Power的发动机台架试验通用型可变结构消声器设计.pdfVIP

166 宜昌，2013 年 7 月 2013 年 APC 联合学术年会论文集 APC2013-31 基于GT-Power的发动机台架试验通用型 可变结构消声器设计 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2 侯献军 ，徐楠楠 ，刘志恩 ，彭辅明 ，颜伏伍 （1.武汉理工大学汽车工程学院，湖北 武汉 430070； 2.现代汽车零部件技术湖北省重点实验室，湖北 武汉 430070） 摘 要：发动机台架试验中通常涉及到不同种类、不同排量、不同型号的发动机，因此需要设计一种在整 个频率范围内都具有较好消声效果的消声器，满足发动机台架试验噪声控制的要求。根据可变结构的原理， 将可变结构运用在通用型消声器设计中，通过可变结构改变消声器的消声性能，使消声器可以适用于多种 发动机。设计发动机台架通用型可变结构消声器，在进气管和插入管末端分别安装控制阀，通过改变控制 阀与进气管末端的距离实现消声器结构的可变，根据可变结构控制阀位置不同，可变结构消声器共有9 种 不同的工作状态。仿真计算结果表明安装通用型可变结构消声器后的尾管总噪声、各阶次噪声均能满足排 气噪声法规中噪声限值的规定。最后，通过对比分析尾管噪声、阶次噪声和压力损失的计算结果，给出发 动机在不同转速范围、台架试验工作要求时如何选择消声器工况的建议。 关键词：台架试验；通用型；消声器；可变结构；仿真分析 本文设计的发动机台架试验通用型可变结 引 言 构消声器利用消声器的可变结构改变消声器内 部的气流状态，最终达到改变消声量和排气背压 发动机台架试验是发动机性能测试及相关 的目的，满足发动机台架试验的需求。 产品性能测试中一种重要的测试方法，发动机台 架试验测试过程中产生的噪声影响着测试人员 1 通用型可变结构消声器的设计及建模 和周边居民的身体健康和正常生活，台架试验中 涉及到多种不同种类、不同排量、不同型号的发 1.1 通用型可变结构消声器的设计 动机，为台架试验中使用的发动机安装通用型排 将可变结构运用到发动机台架试验通用型 气消声器是最简单有效的降噪方法。可变结构消 消声器的设计中，可以将传统的消声器改变成一 声器通过相应的控制装置改变消声器内部结构， 种通用的标准部件，满足不同发动机、不同工作 可调式赫姆霍兹消声器和双模态消声器是可变 状态以及过渡工况对于消声效果的需求。由于发 结构消声器的代表。邓兆祥[1]等通过三维流场数 动机台架试验对消声器要求的特殊性，故所设计 值计算的方法证明，可变结构可以使消声器内部 的消声器应该在低、中、高频都具有较好的消声 气流流速整体下降，湍流速度和喷气速度减小， 效果。发动机台架试验中试验场地一般较大，故 有助于降低喷气噪声和湍流噪声等气流再生噪 对于消声器具体形状及安装空间没有过多要求。 声；韩国的黄尧夏[2]提出一种带有可调式旁支管 根据发动机台架试验要求，初步设计消声器 的可变消声结构，并证明了可以对内燃机排气噪 为阻抗复合式消声器，具体结构如图1所示，消 声中频率较低的基频噪声进行控制；朱敏[3]针对 声器容积100L，总长790mm ，进排气管直径为 现