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某款发动机排气消声器的改进设计

杨溶  
【摘要】:近年来我国工业发展较快,工程噪声已成为城市噪声的主要来源。发动机噪声在工程机械噪声中占很大比重,发动机排气噪声是发动机主要噪声源之一,在发动机安装消声器是限制发动机噪声的最简单有效的方法。本文通过现场试验和三维声学模拟,对原消声器的声学性能进行了分析并提出改进的设计方案。对参数改进后的消声器进行声学模拟,多次修改参数,得到符合要求的新消声器结构尺寸。改进后的新消声器再次进行现场试验,验证其消声性能是否达到要求。具体工作如下: 首先阐述了目前消声器的研究现状,并介绍了消声器设计的相关理论,为后面的研究提供了参考依据和理论基础。 其次通过现场试验获得原消声器的插入损失数据。分析了消声器消声后的声音频谱特征,识别出了未被消声器抑制的噪声源频段。利用建模软件UG和网格划分软件Hypermesh,分别建立了该消声器的三维模型和有限元模型。通过声学分析软件virtual.lab对消声器的声结构进行了声场分析,获得了该消声器的消声频谱特征。模拟结果与相关的试验结果吻合良好,一定程度上验证了消声器三维声学模拟的合理性。 然后基于实验和数据分析结果,根据抗性消声理论改进了该消声器的结构参数及布置形式,对消声器结构参数提出改进方案。通过经验公式的计算和多次的软件模拟,得出了新消声器的尺寸数据,设计出了一种新型抗性消声器。 最后通过现场试验,验证新消声器的消声性能是否达到设计要求。新消声器的现场试验结果表明,新结构消声器在各个频率上的消声量都达到了必须消声量的要求,主要性能明显优于与原结构消声器,满足的工程要求。尤其在低频段消声效果明显。排气噪声总声压级为104.9dB(A),满足企业对消声器的设计要求。整个分析、设计和改进的过程对实际生产具有指导意义。


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