汽车排气系统学习资料_04.ppt

汽车消声器设计流程 北京绿创环保设备股份有限公司 汽车排气系统设计所 吴帮玉 消声器设计流程 汽车消声器设计策划过程 消声器设计输入信息的收集 消声器开发计划的制定 消声器开发目标的制定 资料收集-发动机的参数 发动机主要技术参数: 1.发动机的最高转速和额定转速 2.发动机的排气量,是否是增压发动机 3.发动机的排气噪声频谱 汽车底盘参数 1.排气管布置及走向 2.消声器安装位置及空间大小 3.排气管的总长度及挂钓位置 资料收集-客户其它特殊要求 执行的标准和法规的要求 排气系统总成成本要求 系统开发周期的要求 产品的可行性和使用寿命的要求 其它的一些特殊特性要求 消声器开发计划制定 消声器开发计划的制定要进行资源配置,开发成本预算;时间节点划分与控制等。通常划分为五个阶段进行。 QFD(Quality Function Deployment)展开 策划过程小结 产品开发策划过程主要解决如下问题: 开发信息的收集 开发计划的制定 开发资源的配置 开发目标的确定 排气系统-初步设计: 汽车排气消声器是一种高温、高速的脉动气流噪声，当发动机工作时，气缸内的废气随排气口间断开闭而周期性地喷射到排气管内,它的声源非常复杂。在系统设计时有如下要素需要考虑： 排气管初步设计 为了降低消声器的阻力损失和气流再生噪声，保证消声器正常工作，必须降低消声器和管道中的气体流速。对于汽车排气消声器中的气体流动速度，一般气流速度控制在50-60m/S之间。可根据发动机排量初步计算确定排气管直径。 消声器安装位置初步设计 消声器安装位置越靠近发动机消声效果越好，但是通常在发动机附近由於受到空间的限制，很难安装消声器，所以消声器通常安装得比较靠后。 对于二级消声器，通常前置消声器安装位置要求尽可能靠近发动机排气口。 消声器容积的初步设计 消声器容积推荐公式 《柴油机设计手册》介绍的公式： 消声器长径比设计 当消声器容积保持不变时，只改变其内径与长度，L/D越小，空腔越扁，截面积的扩张比m越大，最大衰减量也随之增大，但消声频率范围变得很窄，这就要求考虑合适的长径比。 经验推荐值： 3L/D4 汽车消声器设计计算 消声结构设计与计算 仿真模拟消声性能计算 排气管及消声器压力损失计算 排气管及消声器压力损失仿真模拟计算 消声器设计要素 消声器结构设计方法 首先必须查找、估算及测量要求作消声处理的发动机噪声数据（A声级和倍频带声压级等），并确定辐射噪声的部位和传播噪声的主要途径，从而选择消声器安装的最佳位置。 然后根据国家标准和客户要求以及确定的具体指标，确定允许噪声的标准限值，计算消声器所需要的消声量。 最后根据需要的消声量、空气动力性（排气背压）以及其它要求，确定消声器的类型，设计出符合要求的消声器。 通过反复试验、验证，进行修改后确定设计方案。 消声器结构计算 抗性消声器设计 扩张式消声器 共振式消声器 阻性消声器设计 扩张式消声器设计 1.设计程序 根据需要的消声频率，合理的分布最大消声频率，合理的设计各节扩张率长度及插入管的长度； 根据需要的消声量，设计扩张比m值,扩张室长度尺寸； 验算所设计扩张室消声器的上、下截止频率是否在所需要消声的频率范围之外，如不符合则重新修改方案； 2.消声量 扩张室消声量取决于扩张比m与扩张室的长度L具体可由公式计算。提高消声量，可通过增加扩张比m，改变室长L的方法来调节消声频率。 3.消声器设计的注意事项： 采用多节扩张室消声器串联的方法来增加消声量时，各节扩张室的长度设计为不相等的数值； 为了获得更高的消声效果，通常几节不同长度的扩张室串联的同时每节扩张室内分别插入内接管。内接管长度设计通常等于室长的1/2与1/4。 扩张室消声器的内管管径不宜过大。管径流通面积不足时，可采用多节插管式消声器。 扩张室消声器属于抗性消声器，具有良好的低频消声性能，耐高温，内燃机排气消声器中使用。但由于消声频带窄，对中高频消声差，工程中常与阻性消声器组合成抗复合式消声器。 针对某过特定频率的消声常采用共振式消声器 K值越大，则消声量越大，应尽量选定较大的K值；从上述公式可以看出，K值是同共振腔容积成正比。 共振消声器设计步骤： 根据降低噪声要求，确定共振频率和频带的消声量，而后，求出相应的K值； 当K值确定后，可验算消声器的体积V和传导率G； 当共振消声器的体积V和传导率G确定以后就可以设计消声器具体结构尺寸；对于某一确定G，有多种孔径、板厚和穿孔的组合；对于某一确定的V值，可以有多种共振腔形状和尺寸。 阻性消声器设计 确定消声器的结构形式； 选用合适的吸