关于柴油机壁流式微粒过滤器的声学理论及试验研究

【摘要】： 来自柴油机排气系统的噪声是一个很重要的环境污染问题,因此研究一种可靠的方法来预测柴油机的排气系统噪声是十分重要的。同时为了满足越来越严格的排放法规要求,对柴油机微粒过滤器的需要日益增长,因此必须对微粒过滤器的声学特性进行分析,考察排气噪声在过滤器中的传播规律,从而为合理设计过滤器提供依据。然而,一个全面合理的反映过滤器性能预测与设计关系的文献仍然缺乏,因此研究声波在柴油机微粒过滤器中的传播具有重大意义,本文的目的就是研究过滤器对发动机排气系统声传播的影响。 本文通过GT-POWER模拟发动机的工作过程,获得发动机排气状态为微粒过滤器热态声学特性的计算提供基础,探讨了柴油机微粒过滤器三维声学模型的简化方法,利用Sysnoise软件对简化的模型进行热态下的三维数值模拟计算,得到了微粒过滤器的传递矩阵,考虑微粒过滤器中气体流动的粘性影响,对原传递矩阵进行粘性修正,得到粘性修正后的微粒过滤器传递矩阵,采用传递矩阵法计算了微粒过滤器热态下的插入损失和传递损失。确定了粘性修正在微粒过滤器声特性分析中的重要作用。 在半消声实验室中搭建了发动机试验台架,测试了发动机标定点下和怠速工况下微粒过滤器的插入损失,最后将测试结果与计算结果进行对比,验证了声学模型的合理性,为优化设计微粒过滤器奠定了理论基础。