用特征线法和传递矩阵法解析预报柴油机排气噪声

本文介绍纯解析预报多缸柴油机排气消声系统声学性能的一般步骤。在此方法中,通过用特征线法计算柴油机排气的不稳定流动过程和依靠所谓双负载法确定柴油机的声源强度和阻抗特性,然后利用传递矩阵法预报柴油机排气系统出口的辐射噪声级和消声器的插入损失。对一台四缸柴油机进行计算,其计算结果与实测数据相吻合。     

边界元法与特征线法联合用于内燃机排气噪声预报及消声器声学性能分析

本文提出了一种有效预报内燃机排气噪声的新方法。在此方法中，使用边界元法计算消声器元件的４极参数并结合传递矩阵法获得整个排气系统的４极参数，以及使用特征线法计算内燃机的不稳定流动过程并依靠双负载法确定发动机的声源阻抗和强度，从而实现内燃机排气噪声预报及消声器声学性能分析。文中对一台柴油机排气消声系统进行了研究，其预测结果与实测结果吻合良好     

492Q汽油机排气系统改型设计及模拟计算中若干问题的讨论

针对４９２Ｑ汽油机排气歧管存在的问题，设计了一种新型的排气管型式，并利用非等熵特征线理论，相应地开发了一套排气歧管模拟计算程序。应用此程序进行模拟计算和优化，确定了新型排气管的最佳尺寸，模拟计算的结果与实验曲线基本吻合。各项试验表明，安装新型排气歧管后该机性能有较全面的提高。     

排气凸轮缓冲段型线对发动机动力性、经济性的影响

结合某四缸自吸、电控共轨、带VVT顶置凸轮轴汽油发动机,通过调整排气凸轮轴缓冲段型线,保持ECU数据不变,通过理论计算与台架试验,对比2种状态的凸轮轴对发动机扭矩、油耗、排温的影响。结果显示:适当调整排气凸轮缓冲段型线,增大气门重叠角,对发动机动力性无影响;油耗有所降低;也存在部分工况点油耗增大的情况;发动机在高速、中大负荷排温会有所升高。     

基于数值模拟的排气歧管优化策略

在台架试验的基础上,采用一维发动机工作过程计算和三维CFD模拟技术研究了4缸柴油发动机各缸排气温度差异的影响因素.模拟结果表明:台架试验测量的各缸排温差异是受各缸工作过程、测量点位置和排气歧管结构的综合影响,其中排气歧管结构是主要的影响因素.排温测量点位置越接近排气门,越能反映缸内的热负荷状况.基于数值模拟结果,优化了原发动机排气歧管,并提出了排气歧管优化策略.     

排气噪声预测的改进研究

作者曾用Benson发展的特征线法模拟内燃机排气系统中的不稳定流动,作为噪声预测的基础,但预测的排气噪声频谱在1kHz以上不能令人满意。针对于此,本文提出了一种改进的特征线算法,旨在改善高频段噪声频谱的预测精度。计算与实测对比表明,其他参数(压力、速度等)与Benson法的结果一致,而噪声预测精度有很大提高,在3kHz以下均能较好地反映实测值。这种算法可作为气流声学分析、排气噪声预测的有效手段。     

发动机进排气系统建模与仿真

进排气系统是内燃机的重要组成部分,进排气系统的性能直接影响进气和排放的质量。本文用MATLAB/SIMULINK软件对发动机进排气系统进行建模与仿真,通过改变管道直径、长度,研究进排气管结构参数对发动机进排气歧管的影响。并通过油门突变,得到排气歧管出口压力和温度的动态变化曲线,仿真结果对发动机进排气系统的设计具有一定的指导性作用。     

内燃机排气消声系统声学特性的数值预测

提出了一种有效预测内燃机排气消声系统声学特性的新方法。此方法使用传递矩阵法和边界元法计算整个排气水声系统的四极参数，使用双负载法和特征线法确定发动机的声源阻抗和强度，实现内燃机排气噪声插入损失预测。文中对一台柴油机排气消声系统进行了研究，其预测结果与实测结果吻合良好。     

集成排气歧管缸盖的设计与优化

研究集成排气歧管(integrated exhaust manifold,IEM)缸盖的技术特点,对IEM缸盖排气道的结构选型、水套流场分布及结构优化、排气道热应力分析及结构优化、排气系统和冷却系统的热管理优化以及IEM缸盖与发动机在排放与暖风性能上的优化匹配等进行系统的分析,制定IEM缸盖的设计和结构优化措施。试验表明,优化后的缸盖热负荷明显降低,排放、冷起动阶段暖风性能得到改善。     

基于CFD数值模拟的汽车排气系统结构分析

采用台架试验与计算流体力学（CFD）数值模拟相结合的方法,对某款汽车排气系统进行结构优化,以降低其排气背压.根据台架试验结果,划分了原排气系统中紧耦合催化转化器、二级催化转化器、主消声器和副消声器等各部件对整个排气背压的贡献量.通过CFD数值计算,详细分析了原排气系统中的流动特性,找到各部分排气背压的产生原因.结合台架试验和CFD的分析结果,对原始方案进行了针对性的结构优化.优化方案的排气背压比原始方案的排气背压平均下降了40%左右,最大排气背压由原来的90 kPa下降到改进后的51 kPa左右,达到了设计要求.     

排气歧管结构对发动机性能的影响

一般就四缸发动机而言,由于进排气门重叠开启,会出现排气废气倒流现象,影响发动机的进气充量,导致发动机性能偏低。本文从排气歧管结构对进气充量影响进行分析,得出导致倒流可能存在的原因,同时就分析结果提出优化方案对排气歧管结构进行优化,进行试验验证,确定最终的排气歧管结构,有效地提高发动机性能。     

排气消声器设计参数与评价指标的研究

本文分析整理了国内外一些排气消声器的结构参数和性能指标,研究了排气消声器与不同类型内燃机的匹配情况以及消声器的插入损失、容积比和排气背压之间的关系。在此基础上提出了一个关于内燃机抗性排气消声器的综合性评价指标S_A,并指出实用消声器应满足S_A≥10dB(IL)。     

分流气体对冲消声结构的消声性能与压力损失

从排气气流角度出发,利用发动机排气气流自身分流并发生对冲的思路,设计了一种新型消声结构一一分流气体对冲消声结构.排气气流分流对冲可有效降低消声器内排气气流速度,减少消声器内湍流噪声的产生,在兼具消声性能的前提下,有效降低了消声器的排气背压,提升了发动机的输出功率.从传统消声结构和分流气体对冲消声结构的数值模拟和试验验证...     

发动机排气歧管稳流试验研究

为了分析排气歧管各支路的压力损失,本文对排气歧管进行了稳流试验,并建立了排气歧管的三维实体内流场结构模型,应用计算流体动力学（CFD）三维软件AVL-FIRE仿真了试验条件下排气歧管内流场。由仿真得到的排气歧管进出口压力损失与试验结果具有较好的一致性。对引起排气歧管各支路压力损失差异的原因进行了分析,为排气歧管进行优化提供可靠的依据。     

车用排气消声器结构优化设计与分析

通过对轻型车现有排气消声器常用结构的分析，运用三维动态全频消声理论设计出一种具有良好结构的排气消声器，并运用优化设计方法找出最佳内部匹配尺寸，所设计出的消声器的消声性能优于现有同类产品。     

排气道压力波动对发动机二冲程减压制动性能的影响

为分析排气管内压力波动对发动机二冲程制动功率的影响,以某重型柴油机为研究对象,利用GT-Power建立发动机二冲程制动一维模型,通过修改排气型线开展排气道压力波动对制动性能影响的研究。结果表明：第二次减压制动（the second compression release braking, 2nd CRB）相位开启时的压力波动会影响到其他气缸的排气回流,进而影响发动机的制动功率。进一步对排气管进行三维流场计算,证明了其他气缸2nd CRB相位排气门开启时的压力波传递对排气回流阶段排气回流的影响。最后通过试验设计（design of experiment, DoE）,结合响应面拟合和粒子群算法对排气管几何尺寸进行优化,优化后该柴油机二冲程减压制动模式下2 100 r/min工况的最大制动功率可达到395.08 kW。     

排气歧管结构对发动机性能影响研究

为实现某发动机轻量化及改善其性能,将该发动机排气歧管的材料由铸铁改为不锈钢,改变排气总管长度（排气歧管与催化器一体化）和结构布置。通过UG建模,将模型进行抽壳和离散化处理后,运用GT—POWER软件对该发动机不同排气歧管设计方案进行分析。结果表明,仅改变排气歧管材料或排气歧管催化器一体式对发动机性能影响不大,但可满足轻量化要求,改变歧管结构布置（歧管出口连接方式、歧管长度）,发动机性能可获得有效提升。     

用于内燃机排气消声器的“气垫弹簧”共振吸声器

本文提出一种新型的用于内燃机排气的消声结构──“气垫弹簧”共振吸声结构，并将其用于摩托车排气消声装置中，在不增加阻力损失的条件下，获得了良好的降噪效果。文中简述了此种新型消声结构的原理与主要的结构参数。     

柴油机新型螺旋流排气系统的设计和试验

采用数学规划优化方法对Ｎ８１６０ＺＣ柴油机新型螺旋流排气系统结构参数进行了优化设计;同时设计了一套结构参数完全一致的ＭＰＣ排气系统,并对螺旋流和ＭＰＣ排气系统进行了推进特性性对比实验。实验结果表明：在大部分运行工况下,螺旋流排气系统对Ｎ８１６０ＺＣ柴油机的整机性能有一定程度的改善,但在低速低负荷工况下较ＭＰＣ排气系统稍差。     

气门结构对排气道排气能力的影响

为研究气门结构对发动机排气道排气能力的影响,采用SST k-ω耦合湍流模型进行流场数值仿真,对比分析2种不同气门结构下排气道内气体流动状态,重点研究气门密封处气体流动状态和速度特性;通过气道吹风试验验证流体仿真的准确性。结果表明：仿真与吹风试验结果一致;气门颈部角与气门密封面角的差越小,局部阻力越小,局部损失越低,速度降低越小,排气能力越好。