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某乘用车排气系统噪声控制

杨明辉  
【摘要】: 随着我国汽车工业和交通运输事业的迅猛发展,近年来我国机动车辆保有量大幅增长,附带产生的交通噪声污染问题己经成为影响和滋扰居民生活的一大公害,对人们工作和健康的造成了巨大的负面影响。世界各国纷纷对车辆噪声控制提出越来越严格的指标要求。内燃机排气噪声是车辆的主要噪声源,随着内燃机转速和强化程度的提高,排气系统内气流速度加大,排气噪声也日益增大,从而造成整车噪声有增大的趋势,必须给予足够的重视。控制内燃机排气噪声的相对最有效途径是使用排气消声器,但是加装排气消声器后会增加排气阻力,提高排气背压,从而影响发动机的动力性和经济性,有悖于节约原则和我们追求的可持续发展方向。因此,对内燃机排气消声器性能预测和优化设计的研究成为本文关注的重点。 本课题利用传递矩阵法,应用一维声学性能仿真软件GT-POWER,对某款新型小排量乘用车的排气系统进行数值模拟分析,建立了排气消声器与发动机的一维联合模型,此间解决了排气系统的模型建立和相关参数设置等问题。通过数值模拟得到了排气消声器的消声量、传递损失、压力损失、排气背压等参数,将仿真模拟计算的结果作为制定降噪改进方案的依据。因为车型结构已确定,无法对其做大的改动措施,只能通过对排气消声器的结构进行优化来达到给整车降噪的目的。分别通过数值模拟和实验验证对所制定的方案进行合理性和有效性判断,基于数值模拟结果和车外加速噪声试验的测试数据可以对排气消声器的消声性能进行有效的优化。车外加速噪声试验的测试结果与数值模拟结果具有较好的一致性,说明运用一维声学性能仿真软件GT-POWER对车辆排气系统的降噪优化有积极的工程实用价值,很好的解决了如何在不对整车进行大的改动前提下进行有效降噪。 车辆排气系统的数值模拟涉及到流体动力学、结构动力学以及声学等多个学科的知识,所以降噪的最好方法是从整车设计前期阶段进行降噪优化同步设计。排气消声器的消声效果直接影响着排气系统甚至整车的噪声情况,本文的研究方法和结论对排气消声器的低噪声、低背压优化具有一定的指导意义。


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