一个用于内燃发动机进气系统的无声空气滤清器的虚拟设计及性能预测.doc

一个用于内燃发动机进气系统的无声空气滤清器的虚拟设计及性能预测 PAGE \* MERGEFORMAT PAGE \* MERGEFORMAT 12 一个用于内燃发动机进气系统的无声空气滤清器的虚拟设计及性能预测 PAGE \* MERGEFORMAT PAGE \* MERGEFORMAT 1 一个用于内燃发动机进气系统的无声空气滤清器的虚拟设计及性能预测 HAO Zhi-yong, JIA Wei-xin, FANG Fang (College of Mechanical and Energy Engineering, Zhejiang University, Hangzhou 310027, China) (Tianjin Internal Combustion Engine Research Institute, Tianjin University, Tianjin 300072,China) E-mail: haozy@zju.edu.cn; jiawx@zju.edu.cn Received Jan. 17, 2005; revision accepted May 12, 2005 摘要：本文报道中采用低噪声内燃机进气系统开发的虚拟设计方法结合作者的研究结果。由此产生的高的通过噪声水平高于在全油门的立法目标时，发动机转速为5200 r/min需要边界元辅助设计任务，按照典型的进气系统的设计与开发过程。在最初的设计中，基于声学理论和要求并考虑空间发动机室中的约束，总体积和粗糙的内部尺寸的测定。在详细设计阶段，确定了空气滤清器的确切的内部尺寸，和一个有效的方法应用于低频声性能的改善。预测表明，进气系统的声功率达到最小的进气系统噪声降低发动机整体噪声。 关键词：虚拟设计;声学性能;沉默的空气滤清器;边界元法（BEM） 1简介 一个原函数的进气系统的主要功能是首先有效信道的新鲜空气对发动机进气噪声，其次是减少排放。有一些现有方法的发展来提高进气系统设计一个更现实的方法。这些目标包括：更有效的消声性能，达到降低噪声一方面日益严峻的立法目标，优化发动机的性能和燃油经济性伴随着车辆质量的提高。 一个典型的程序，用于汽车发动机进气系统的设计与开发过程中。设计过程包括仔细调谐的匹配这些发动机运行和呼吸特性的影响，污染物排放优化影响噪声进气系统的所有组件，性能和经济性。从现有的或符号的系统布局，进行各种性能综合评价。这种信息可能会被适当地使用评估的各种设计目标当前系统的性能，通过对其构成要素进行适当修改，为系统优化设计提供理论基础。 边界元法广泛应用在进气和排气系统的设计可以用来计算内部，外部，或两个领域的同时，只要求的空气滤清器可分为元素的周长；和施加边界条件的缓解是另一个吸引。在本文中，边界元法是用来预测的空气滤清器的传输损耗和噪声排放。 原来的进气系统设计中出现的水平高于在全油门和发动机转速在5200r/min的噪声信号的频谱特性的立法目标噪声高通连接通常是由离散的音调，对发动机的点火频率是173赫兹对应5200 r/min内联四缸四冲程发动机谐波相关的广泛的序列占主导地位。在许多情况下，从主源的声能量体分布较低的频率成分，可能是难以控制的。因此，本文提到的频率范围是从0到1千赫。在这个频率范围内，如滤纸对集成系统的声学性能的影响是微不足道的，所以滤纸不顾。噪音是从空气滤清器入口喷出，与空气滤清器系统出口连接到发动机的进气。所以在发动机空气滤清器的出入口压力为边界元法的边界条件。 一个降噪通常有两部分功能的传统进气系统：空气滤清消声器。由于空间发动机室中的约束，重新设计的空气净化器结合清洗和沉默效果。在这项工作中，一个所谓的沉默的空气滤清器进行了重新设计，几何结构确定的预测TL和边界元的声功率发射。同时，为了尽量减少在较低频率的进气系统的声功率，旁通管被添加到空气输送管。所产生的声学性能分析表明，该方法最大限度地减少对进气系统噪声降低发动机整体噪声的目标是可行的。 2无声空气滤清器的设计 2.1原装空气滤清器的评价 这种原始的空气滤清器的清洁设计主要关注减少噪音排放。空气滤清器的出口段是一个单位的速度振幅。 计算Tl时，空气滤清器的出口部分给出了单元速度振幅模型的声源，所有其他的表面被建模为“声学硬”默认情况。出口部分的声功率可以从公式计算。所有后续的TL的预测具有相同的边界条件。 预测的空气滤清器性能。在发动机进气道的声功率级是显示图的噪声源信号峰值为173赫兹的频率谐波相关的发动机点火。由于发动机燃烧分布式低频率从100赫兹到800赫兹之间的声音能量堆积太高，传输损耗在220赫兹到1千赫兹的频率范围内是如此之低，噪声排放不能最小化，所以一