某排氣消聲器多場分析與性能改進(jìn)研究.pdf

1、發(fā)動機(jī)排氣噪聲是影響車輛整車噪聲的主要噪聲源，盡管新的研究與控制排氣噪聲的方法不斷出現(xiàn)，但安裝排氣消聲器作為傳統(tǒng)控制排氣噪聲的方法一直是工程人員關(guān)注的重點(diǎn)。由于排氣消聲器的研究涉及聲學(xué)、流體、空氣動力性等方面，因此如何綜合考慮各方面因素對消聲器性能進(jìn)行評價(jià)是值得研究人員不斷探討和深入研究的。
　　文章以某型柴油發(fā)動機(jī)排氣消聲器為研究對象，綜合聲場、流場、結(jié)構(gòu)多個(gè)方面對排氣消聲器多場性能進(jìn)行了分析與探討，提出排氣消聲器改進(jìn)與設(shè)計(jì)方案

2、，并對改進(jìn)與設(shè)計(jì)方案進(jìn)行驗(yàn)證分析，具體研究內(nèi)容歸納如下：
　　(1)在流體理論與管道聲學(xué)理論的基礎(chǔ)上，以簡單消聲單元為研究對象，對簡單消聲單元流場進(jìn)行了分析，結(jié)合流場分析結(jié)果，考慮了溫度與流速對簡單消聲單元聲學(xué)性能的影響，對消聲器多場分析進(jìn)行了初步的探討；
　　(2)以共振式消聲單元為研究對象，研究了不同特征參數(shù)對共振頻率的影響，在此基礎(chǔ)上，針對共振式消聲器古典集中參數(shù)共振頻率計(jì)算公式，提出了新連接管長度修正公式，將共振頻率

3、預(yù)測誤差降低在4％以內(nèi)，解決了古典集中參數(shù)頻率計(jì)算公式存在估算精度較低問題；
　　(3)以某型復(fù)雜排氣消聲器為研究對象，在發(fā)動機(jī)臺架試驗(yàn)中，獲得了消聲器插入損失與發(fā)動機(jī)排氣頻譜特性；建立消聲器流體有限元模型，利用發(fā)動機(jī)臺架試驗(yàn)獲得的流體邊界條件，對排氣消聲器進(jìn)行流體性能分析，獲得消聲器內(nèi)部溫度場、流速場、壓力場以及流體再生噪聲分布；在流體仿真分析結(jié)果上，考慮溫度梯度與流速對消聲器聲學(xué)性能進(jìn)行分析，比較不同邊界條件下的聲學(xué)傳遞損失曲

4、線；將消聲器傳遞損失曲線與消聲器排氣頻譜進(jìn)行對比，確定需要改進(jìn)的目標(biāo)頻段，結(jié)合消聲器各腔聲學(xué)性能與整體消聲器聲腔模態(tài)，分析不同頻段上消聲性能存在較大差異的原因，初步確定消聲器改進(jìn)方向；
　　(4)基于模態(tài)分析理論方法，對排氣消聲器進(jìn)行了試驗(yàn)與計(jì)算模態(tài)分析，利用分析結(jié)果修正了結(jié)構(gòu)有限元模型；對排氣消聲器約束模態(tài)進(jìn)行了分析，在此基礎(chǔ)上，對排氣消聲器懸置點(diǎn)進(jìn)行了優(yōu)化，以此作為提高消聲器結(jié)構(gòu)性能的主要措施；
　　(5)對原排氣消聲器

5、提出了改進(jìn)方案，同時(shí)在不改變原消聲器外部結(jié)構(gòu)尺寸的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)新的排氣消聲器。利用聲學(xué)、流體有限仿真分析方法對改進(jìn)與設(shè)計(jì)消聲器的聲學(xué)、流體性能進(jìn)行了仿真分析，結(jié)果表明：改進(jìn)與設(shè)計(jì)消聲器聲學(xué)性能均有較大的提高，空氣動力性能與原排氣消聲器相當(dāng)。
　　綜上所述，針對排氣消聲器工程實(shí)際問題，結(jié)合聲學(xué)、溫度、流體、結(jié)構(gòu)等方面，對消聲器各方面性能進(jìn)行了多場分析，分析結(jié)果為消聲器改進(jìn)與設(shè)計(jì)提供了依據(jù)，研究與分析結(jié)果可作為消聲器理論分析與工程應(yīng)用