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摩托车消声器系统的降噪研究与开发

彭菊生  
【摘要】: 随着交通噪声污染的日趋严重,摩托车噪声问题己经引起了全社会的普遍关注。针对摩托车噪声限值的法规也越来越严格,2002年时规定80~175mL排量的摩托车噪声限值为80dB(A),到2005年GB16169-2005则将此噪声限值加严为77dB(A)。为此,许多企业的摩托车产品质量检测时,因为噪声不达标,而导致新产品不合格且不能上市销售,噪声问题已经成为制约我国摩托车生产企业持续发展的一项难题。如何降低摩托车噪声己成为亟待解决的问题。 发动机排气噪声是车辆主要噪声源之一,而设计制造性能优良的消声器是降低机动车辆排气噪声切实有效的措施。国内常规消声器设计主要是“仿照”设计或是根据设计者的经验,这种方法的针对性差,且设计周期长、成本高。随着计算机技术的发展,消声器设计得以数字化、可视化,大大缩短了设计周期,减少了成本投入。通过三维实体建模、有限元分析、边界元计算,使得消声器设计便捷可靠。 针对国内外消声器研究现状,本文综合运用PROE、ANSYS和SYSNOISE软件实现了对消声器数值分析,探讨了有限元模型建立、单元网格划分、后处理数据分析等关键技术,并进一步深入分析了消声器基本消声结构的特点与适用范围。然后以某一摩托车发动机降噪项目为背景,依据实际工作情况,提出了采用数值模拟技术的消声器设计方案,并成功开发出消声器。实验结果表明,该消声器符合预期消声效果,并与数值模拟方法预测的结果相差不大。具体内容如下: 首先,通过实验测定摩托车发动机排气频谱,依此排气频谱和NR曲线确定消声器必需的消声量频率特性; 然后根据消声器必需的消声量频率特性及装配要求,参考现有同类型消声器结构和试验资料,初步确定消声器结构形式和模型尺寸; 再对此消声器结构形式和模型尺寸进行数值模拟分析、改进,并预测它的消声量。 最后进行消声器试样制造,并通过实验测出它的消声量,其值与数值模拟值相差不大,并且都达到了消声器必需的消声量,表明了该设计方案的有效性。 这种设计方案可以缩短试验周期,降低成本,而且方便快捷直观,对消声器的设计开发具有一定的指导意义和实用价值。


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