第6章 消声器—噪声控制.ppt

* * * * * * * * * * * * * 汽车噪声控制 第六章 消声器 第一节 噪声控制的基本途径 定义 消声器是一种阻止声音传播而允许气流通过的降噪装置 降噪效果 空气动力机械的输气管中或进、排气口安装合适的消声器，能使空气动力机械进、出口噪声降低20～50dB 应用 消声器广泛用于各种风机、内燃机、空气压缩机、燃气轮机及其他高速气流排放的噪声控制中。 第一节 噪声控制的基本途径 设计要求 1）整个频率范围内有足够消声量，力求避免气流再生噪声 2）阻尼损失小，消声器消耗功率要尽可能小 3）能耐高温、耐腐蚀、机械性能好，工作可靠，使用寿命长 4）壳体及内部隔板有足够刚度，减小辐射噪声 5）消声器的外形尺寸应与整车协调 6）结构简单，工艺性好，成本低 传声损失（隔声量） 1.1 消声器的性能评价指标 一、消声器的评价指标和类型 显然传声损失和插入损失在数值上会略有不同 插入损失 空间某固定点所测得的安装消声器前后的声压级或声功率级之差 插入损失反映了消声器的实际降噪效果，同时测量简便易行，应用广泛 插入损失不仅与消声器有关，还与声源特性和消声器末端阻抗有关 消声器入口和出口处的声功率级之差，表征输入输出噪声能量的相对变化关系 传声损失反映了消声器本身传播声波的特性，与声源和末端阻抗没有关系 理论分析和设计时使用传声损失比较方便，实际测量比较困难 一般要求 消声的有效频率范围越宽越好 人敏感的频率范围有足够的消声量 声源辐射噪声大的频率段应有较大的消声量 一、消声器的评价指标和类型 没有统一的定量评价标准 指具有显著消声量的频率或频带 1.1 消声器的性能评价指标 阻力系数 静压差与其测点端面的动压之比 一、消声器的评价指标和类型 功率损失比（汽车内燃机排气消声器） 安装消声器前后发动机功率差与未安装消声器时发动机功率的百分比 反映了消声器的阻力损失对内燃机性能的影响 一般要求功率损失比小于5% 静压差 消声进口和出口处的静压差 1.2 消声器的性能评价指标 1.2 消声器的分类（按消声机理不同分） 一、消声器的评价指标和类型 1、阻性消声器 利用吸声材料，增大声阻，实现消声 中、高频范围具有良好的消声效果 1.2 消声器的分类（按消声机理不同分） 一、消声器的评价指标和类型 利用截面突变、旁支管和共振腔等造成阻抗失配（主要是声抗）实现消声 消声频带较窄，中、低频范围消声效果良好 2、抗性消声器 1.2 消声器的分类（按消声机理不同分） 一、消声器的评价指标和类型 综合了阻性和抗性消声的优点 3、阻抗复合式消声器 4、主动消声器 传感器测量上游声波，控制发生器在下游产生特定声波，使之恰好与管道中原来的声波相干涉而相互抵消，实现消声 消声器技术发展的一个重要方向 第二节 阻性消声器 1、原理 利用吸声材料安装在气流通道内制作而成 多孔吸声材料是声能量被吸收并耗散 2、分类 直管式、折板式、声流线式 弯头式、片式、蜂窝式、迷宫式 3、隔声量计算 实测法得到隔声量 第二节 阻性消声器 4、设计步骤 1）确定消声器结构型式（流量、流速—截面尺寸—结构形式） 2）正确选用吸声材料 3）确定消声器长度 长度增加，消声量和阻尼损失增加 由声源强度和降噪要求决定 4）合理选择吸声材料的护面结构 5）考虑高频失效、气流速度和气流再生噪声等因素，验算消声 效果 第二节 阻性消声器 5、设计注意问题 减小气流阻力、防止过大消耗机械功率； 增加吸声材料与声波的接触长度和表面积； 使用下限频率（吸声材料性质决定）； 使用上限频率（消声器结构尺寸决定） 第三节 扩张式消声器 1、特点 中低频时，消声效果好，对高频效果差 2、原理： 管道截面突变引起阻抗变化，声波反射回去 通过改变扩张室和内接管长度，使前进声波与不同界面上反射声波发生干涉而相互抵消 3、单腔式消声器隔声量的计算 假设：管道内气体是均匀理想介质，且勿流动；管道壁面无振动，声波以平面波的形式沿管道轴向传播，声能不向管外传播 第三节 扩张式消声器 平面波： 其中： 分界面上，声学边界条件： 体积速度连续：流入的流量率与流出的流量率必须相等 由上述两个边界条件得： 声压反射系数： 其中： 称为扩张比 第三节 扩张式消声器 声强反射系数： 声强透射系数： 可见：扩张管和收缩管，透射系数