低能耗低成本排气消声器的研制

噪声污染是世界三大公害之一,汽车噪声是交通噪声和城市噪声污染的主要来源,在国标ＧＢ１４９５《机动车辆允许噪声》中规定了汽车行驶噪声的限值。排气噪声是汽车的主要声源,因此,在每辆汽车上都装配有排气消声器。在实际生产中对消声器的要求是消耗功率小,成本低。这些指标往往是互相矛盾的。要解决它而实施设计是一个比较复杂的问题。虽然在消声器的设计方面有些理论公式,但由于这些公式计算的结果与实际情况相差较大,所以实际设计中除少数部分公式作预估外,几乎都不使用。而常用试凑法通过反复设计、试制、试验来研制消声器,又…     

工业消声器快速设计方法研究及其软件开发

工业消声器普遍用于内燃机、变压器等需要通风换热、排放工质等场景的噪声控制。通常,消声器的初始设计需要根据经验公式粗略给出设计方案,并采用有限元法计算对应方案的传递损失。然而,消声器的使用环境一般不满足平面波激励的假设,因此,确定设计方案后,仍需制备样件模拟实际条件进行传递损失测试、调音,以确保优异的消声性能。理论上,每进行一次调音修正,都需要修改声学模型,重复上述计算、试制与测试,在很大程度上拉长了开发周期。考虑到消声器设计具有标准的范式,可以对典型设计、常用尺寸的消声元件进行声学仿真计算,获取典型环节的声传递损失曲线。实际使用中,根据选配的消声器结构与参数,快速设计修正消声器结构。鉴于此,以内燃机排气消声器为例,提出一种消声器快速设计的方法,并开发基于Android 平台的调音软件,能够辅助实现消声器的快速准确设计。     

《货车怠速空压机进气噪声控制研究》

多种噪声源识别手段表明某载货汽车怠速异响噪声源为空压机进气噪声,对此,在空压机进气管上设计了扩张式消声器和干涉式消声器。包含进气消声器、空压机进气管、发动机进气管和空滤器的进气系统声学有限元分析结果表明,设计消声器的传声损失显著。在此基础上,对扩张式消声器和干涉式消声器试制了样件并进行了实车降噪效果验证。结果表明,设计消声器均能有效地降噪且干涉式消声器效果优于扩张式消声器。由于设计的干涉式消声器结构上的不足和空压机与发动机共用进气系统的特点,对干涉式消声器进行了工程化改进设计。工程化的干涉式消声器的声学有限元传声损失和实车降噪效果依然显著。干涉式消声器工程化设计虽然消声效果比干涉式消声器效果略差,但避免了其管路长易憋气的缺点。最后,对干涉式消声器工程化设计进行了储气筒升压测试,虽然升压时间略增加,但远优于国标要求。     

汽车排气消声器三维声场分析

采用三维有限元法对某车型排气消声器进行优化设计,根据传递导纳理论对消声器穿孔管和穿孔板进行处理,建立数值模型并进行三维声场仿真分析,获得主副消声器总成的传递损失;运用双负载四传声器法测试消声器传递损失,测试结果表明三维有限元法预测消声器声学性能有较高的精度,根据仿真结果和消声器设计原理,对主消声器进行优化,可提高排气系统声学性能,满足汽车噪声排放法规的要求。     

扩张式消声器消声特性理论研究和实验分析

对某工业消声器进行了理论研究和实验分析,通过分析试验得到这类消声器的消声特性,指出在实际中,此类消声器声波不是严格按照一维平面波形式传播。对此消声器进行了改进,提高了其消声性能,解决了此消声器消声效果差和消声频带上的缺陷,探索出了一种有效的消声器设计方法。     

传递矩阵法的排气消声器声学性能分析

以某型号的汽车排气消声器为对象,研究其声学性能。由传递矩阵法划分消声器的基本消声单元,并分析消声单元的传递矩阵,得到消声器总的传递矩阵,从而建立该消声器的声学模型。应用Matlab软件编程计算得到消声器的传递损失频率特性。应用有限元仿真软件Fluent和Sysnoise对消声器进行仿真计算,得到准确的传递损失频率特性。通过比较两种方法得到的结果,验证基于传递矩阵法建立的声学模型的准确性,为消声器的优化和改进提供依据。     

消声器阻力系数CFD研究及应用

消声器是一种允许气流通过而又能控制气流噪声的装置,本文阐述其类型、应用和特点,要求消声器有较好的声学性能和空气动力性能。消声器的阻力系数体现消声器对气流阻力和压力损失的大小。利用计算流体力学（CFD）方法计算阻力系数,并经实验验证,证明CFD计算方法在消声器阻力系数中的计算可行。以某机械厂生产的叉车消声器为例,用CFD计算其阻力系数,分析原设计中的不足,加以改进,使其阻力系数降低,提高空气动力性能。利用阻力系数来分析消声器性能,在工程实际中有一定的应用价值。     

涡轮增压发动机排气噪声数值计算与分析

为优化消声器设计需开展发动机与排气系统的耦合计算与分析,使用GT-Power软件计算消声器声学性能和涡轮增压发动机的排气噪声特性,并与实验测量结果比对验证仿真模型的正确性。在此基础上开展排气消声器结构优化设计研究,计算结果表明,使用优化设计的消声器能够满足排气噪声限值要求。同时分析发动机与汽车在耦合条件下,汽车在百公里加速的瞬态过程中排气噪声的变化规律;结果表明,汽车在转速与排气流量突变时激发出声压级较高的排气噪声。     

排气消声器对加速行驶车外噪声的影响分析

排气消声器是影响重型汽车加速行驶时车外噪声的重要因素之一。为研究排气消声器对加速行驶车外噪声的影响,对某款重型汽车及一辆标杆车进行多工况排气系统插入损失实验。实验结果表明,对于该重型汽车,如满足车辆加速行驶车外噪声限值80 d B(A)要求,整车状态下排气消声器插入损失需大于20 d B(A),该款重型汽车排气系统插入损失不满足要求;另外,对该款重型汽车匹配的消声器进行声学性能改进,通过有限元方法分析改进前后传递损失,然后试制改进后的消声器并进行装车验证,试验结果表明,改进后的消声器使该车通过噪声降低3.3 d B(A)。     

热浸镀铝钢在汽车消声排气系统上的应用

针对汽车消声器失效原因,研制了热浸镀铝钢板的消声器,同时还介绍了用于制造这种消声器的热浸镀铝钢板的性能和镀铝消声器在排气系统上的应用。     

基于图论的消声器拓扑关系分析及子结构划分方法

通过实验结果与仿真结果的对比验证了有限元法预测汽车排气消声器性能的正确性,进而运用有限元法探讨了消声器子结构拼接方式对消声器整体性能的影响,并从拓扑关系角度解释了该影响的理论成因;然后在总结消声内部连接关系的基础上,结合图论的相关方法提出了一种可以直观展示消声器内部连接关系的拓扑图,并根据不同功能结构在拓扑图中表现出的不同特征规律得出了消声器子结构划分的具体方法。最后通过实例验证了该拓扑图在判断消声器内部连接关系和划分消声器子结构方面的工程适用性。     

汽车排气消声器性能分析及改进

针对某汽车排气消声器插入损失不达标的问题,利用GT-Power软件建立了发动机与进排气系统耦合的仿真模型,对排气消声器的声学性能和空气动力性能进行数值计算,分析了发动机转速1 000~2 500(r·min~(-1))范围内的插入损失和压力损失。根据分析结果,基于试验设计(Design of Experiment,DOE)方法,对消声器结构进行多工况、多参数、多目标优化。优化结果表明,改进后的消声器的插入损失有了明显提升,空气动力性能良好,其综合性能得到显著提升。     

《基于多目标遗传算法的消声器优化设计》

四端网络法结合遗传算法设计消声器。以四端子网络为理论基础建立消声器的插入损失、传递损失、噪声降低的模型,模拟计算出消声器的消声特性响应曲线。应用多目标遗传算法对得到的消声器的噪声特性进行优化,结果使消声器的消声性能得到明显的改善,可以缩短设计周期,提高效率。     

抗性消声器插入损失的传递矩计算方法

本文阐述了传递矩阵法在抗消声器设计中的应用，对典型元件的传递矩阵进行了推导，并导出了插入消声器的计算公式，可以对设计的消声器进行计算与推测，实际工程中因此能减少反复与浪费。     

考虑温度影响的消声器声学性能分析及改进

分别建立了消声器的温度场、声场分析模型,将消声器内部温度场的求解结果作为声场分析的边界条件,研究了温度对消声器声学性能的影响,并且讨论了消声器内部结构参数对其声学性能的影响.通过调整消声器内部结构参数进行了改进设计,改进后的插入损失提高了2～3 dB.     

矿用汽车抗性消声器性能及参数分析

针对不同类型的矿用汽车为消声器的预留空间不同，分别讨论长径比、扩张比、穿孔率、内插管长等参数对抗性消声器的选型影响。利用SIDLAB软件对各参数组合下的抗性消声器的传递损失和压力损失分别进行计算。研究表明：上述参数的变化对最大消声量、去除通过频率都有较大影响，穿孔管消声器能够达到理想的消声效果，当一端内插扩张腔长度的1/2，另一端内插1/4时，效果最佳。针对某290 t矿用汽车为消声器的预留空间的特点，通过压力损失和传递损失比较，为该矿用汽车设计了适宜的消声器。     

排气消声器声学及阻力特性数值仿真研究

对某一轻型卡车所装配的消声器,利用声学软件SYSNOISE对消声器声学性能进行数值仿真计算;利用计算流体动力学软件FLUENT对消声器的阻力特性进行数值仿真计算。模拟结果清楚地反映了消声器内的流场和声场的情况,结果表明数值方法能准确的模拟排气消声器的性能。通过仿真模拟,综合考虑消声器内部的声学性能和空气动力性能,表明运用数值方法预测排气消声器的阻力及声学性能在工程中是有效的,为消声器的改进设计和优化设计提供了依据。     

抗性消声器插入损失的传递矩阵计算方法

本文阐述了传递矩阵法在抗性消声器设计中的应用，对典型元件的传递矩阵进行了推导，并导出插入消声器的计算公式，可以对设计的消声器进行计算与推测，实际工程中因此能减少反复与浪费。     

正交实验法在消声器设计中的应用研究

将正交实验法用于消声器的设计，通过试验证明，应用该方法所设计的消声器具有良好的消声性能和空气动力性能。     

双模态消声器低频消声特性分析及应用

低频阶次噪声占居排气噪声的主要成分,且对排气噪声声品质有着重要影响,双模态消声器对于排气低频噪声具有良好的控制效果,但目前还缺乏深入的消声特性分析及快捷的实际应用设计方法。建立最简双模态消声器结构,通过三维数值仿真,发现双模态消声器具有低频消声峰值,且随着阀体开度的增加,峰值频率向高频方向移动,并通过声压云图分析确定发挥低频消声作用的腔室。针对双模态消声器中的共振腔部分,通过一维/三维混合仿真方法,提取阀体结构的声学参量,建立基于集总参数的声学特性预测模型。仿真分析发现随阀体结构开度变化的阀体部分声质量抗,是影响消声峰值频率移动的关键。通过集总参数预测模型设计了匹配某款汽车的双模态消声器,并通过数值仿真及传递损失实验验证了设计参数的正确性。进行实车测试,结果表明匹配设计的双模态消声器降低了排气四阶噪声,验证了提出的正向匹配设计方法的有效性。