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柴油发动机排气消声器的设计及其性能分析

周志浩  
【摘要】:本文基于某公司的492BPG柴油发动机作为研究对象,测试其排气噪声,设计排气消声器对其进行降噪。本文的研究目的是使用理论设计与CAE相结合的方法,快速地设计出能使柴油发动机排气噪声得到有效降低的消声器,以减少设计周期和成本。因此,本文具有一定的工程意义。消声器主要分析其声学性能和空气动力性能,即传声损失和压力损失。本文使用声学软件Actran和流体软件Fluent分别消声器各基本单元的传声损失和压力损失,有简单扩张式消声器、共振式消声器以及不同结构对消声器性能的影响(包括插入管长度、扩张腔形状和数量、穿孔率、尾管个数等等),通过对这些单元和结构的分析,得到了消声器性能的影响规律,为消声器的设计提供了重要的指导作用。基于得到的结构单元对消声器性能的影响规律以及测得的排气噪声数据,本文为492BPG柴油机设计了两种不同结构的排气消声器,并分别使用Actran和Fluent软件进行传声损失与压力损失的性能分析,选择性能最优的消声器。同时,根据压力损失的分析结果,分析引起压力损失的主要原因,进行结构的改进调整,从而使压力损失得到显著降低。最终,改进后的消声器同时满足了传声损失和压力损失性能,符合设计的要求,为该柴油机公司设计出了一款可以降低其发动机排气噪声的消声器,也说明CAE方法进行消声器设计的可行性,能够为消声器的设计提供指导作用。


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