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基于动态声学特性的乘用车进气系统优化设计

黄祖严  
【摘要】:随着国内汽车产业的不断发展,人们生活水平的不断提高,对于汽车这一代步工具的要求也越来越高。汽车的振动噪声水平直接影响到车内驾驶员的舒适性,并且噪声本身对城市环境也是一个污染源。其中,进气噪声也是车辆的主要噪声源之一,对于进气噪声的控制通常采用的方法就是调整进气系统的结构或增加消声元件。本文中通过实验分析、数值仿真以及理论计算相结合的方法,针对某一新款小批量样车的进气系统进行优化改进。首先,通过进气噪声的产生机理了解进气噪声的声学特性,确定进气噪声的分析方法和实验识别方法。根据进气噪声的声压叠加原理,运用“分别运转消去法”,分别测试实验车辆在屏蔽和不屏蔽进气噪声状态下的车内噪声水平,利用阶次跟踪分析方法分析车内噪声中的进气噪声成分。对于进气系统的研究需要考虑它的声振耦合性能,本文中利用LMS Virtual.Lab软件基于声学有限元法分别仿真计算了空气滤清器的结构模态频率和振型以及进气系统的声腔模态和振型,还通过仿真预测了进气系统的传递损失。根据这些仿真分析得出结论,实验车辆的进气系统发生声振耦合共振的概率较小,但存在消声通过频率,需要添加对应频率的消声元件改善该频率的消声量。根据实验测量和仿真计算的分析结果,基于赫姆霍兹谐振腔的消声原理,设计实验车辆进气噪声对应频率的简易谐振腔。并且,根据设计方案制作谐振腔手工样件,在实验车辆进气系统上进行验证。通过实验验证选定最佳的优化方案。本文中通过对实验车辆进气系统的优化改进,深入研究了进气噪声的识别与控制方法。利用了计算机仿真技术与实验测试相结合的方法,分析进气噪声频率,设计赫姆霍兹谐振腔并安装验证,达到了消声降噪的目的。


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