汽车消声器的声学性能分析与结构优化

针对某三缸发动机排气噪声超出目标限值,将声学性能作为评价指标,利用Virtual.Lab声学有限元模块对排气消声器的声学性能进行仿真分析,对比传递损失试验结果对该声学软件的仿真精度作出评价:Virtual.Lab软件在整个频段与试验值较为接近,能准确的反映消声器的声学性能。根据原排气消声器的传递损失分析结果,提出亥姆霍兹共振腔结构及阻抗复合型结构等参数设计的前后端消声器优化方案。最终对优化后的排气消声器进行尾管噪声试验,确认排气噪声达标。     

考虑流场和温度场影响的内燃叉车排气消声器改进设计

针对某内燃叉车最高速排气噪声过大的问题,利用Fluent软件对排气消声器内流场进行了计算,并通过建立内流场数据与声学网格间的耦合关系,在声学仿真软件中计算得出了排气消声器在流场和温度场同时作用下的传递损失;依据声学仿真结果,针对内燃叉车排气消声器消声能力的不足,进行了改进设计和仿真计算,并通过内燃叉车排气噪声试验验证了排气消声器的改进效果。研究结果表明,改进后的排气消声器使内燃叉车排气噪声下降3.07 d B(A);气流流速的增大和温度的升高会使消声器的传递损失曲线向高频方向移动,且随着频率的增大偏移量变大,同时高频处的传递损失也有所增大。     

挖掘机消声器设计与声场流场分析

根据某挖掘机提供的发动机参数计算了发动机排气噪声基频,设计出一种阻抗复合消声器,并运用数值分析的方法对消声器的声场与流场进行了分析;对消声器建立了数值仿真模型,用声学有限元方法对其内部声场进行了仿真,分析了该消声器内部的声压分布特性和传递损失曲线;再采用计算流体动力学(CFD)方法对内部气体的流动特性进行了仿真分析,仿真计算得到消声器的入口与出口的压力损失。该仿真分析表明设计的消声器不仅具有良好的消声效果,而且还能满足压力损失要求。数值分析方法较为准确的模拟了消声器的性能,为消声器设计提供了参考依据。     

带阀消声器阀体开度变化的声学特性分析及应用

低频阶次噪声对排气噪声声品质有着重要的影响,带阀消声器成为消除排气低频噪声的手段之一。对带阀消声器进行试验分析和三维数值仿真,发现随着阀体开度的增加,共振器的共振频率向高频移动。进一步从实际带阀消声器结构中提取出一种可调声质量抗共振器子结构单元,采用三维数值方法和集总阻抗传递矩阵模型计算出不同开度下的阀体结构的声质量抗,建立共振器的集总阻抗模型。结果显示,阀体开度变化改变了共振器的声质量抗,而声质量抗是影响共振频率的关键因素,揭示出带阀消声器消除低频阶次噪声的机理。将带阀消声器和对比消声器进行实车测试。结果表明,带阀消声器起到跟踪消减低频阶次噪声的作用。     

旋片式真空泵排气噪声问题的研究

利用Virtual. Lab Acoustic声学仿真软件,采用声学有限元法对旋片式真空泵排气过程中的气动噪声进行仿真,得到了在0~5000 Hz频率范围内的排气噪声的相关分布特征。同时,为研究旋片式真空泵排气空间内不同部位对排气噪声的贡献量,在模型中选择5个对噪声影响较大部位的声压级频率响应曲线进行分析,为探究降低旋片式真空泵的排气噪声的途径提供了重要参考,对同类真空泵噪声问题处理也有重要的参考价值。     

轮式挖掘机复杂结构抗性消声器研究及设计

针对某型轮式挖掘机发动机排气噪声的频率组成分布在低中高全频段的特点,根据共振腔消声器和扩张室消声器这两种基本消声单元结构特性,提出了一种恰当结合两种基本消声单元结构进行复杂结构抗性消声器设计的方法,使得消声器在全频段具有良好的消声效果,运用GT-power仿真软件对挖掘机发动机和消声器进行了耦合仿真,预测了复杂结构抗性消声器的性能,利用正交实验的方法对消声器内部结构参数进行了优化,最后通过实车测试进行了验证。实验及研究结果表明,所设计的复杂结构抗性消声器声学性能和空气动力性能良好,发动机排气噪声在全频段均有所下降,消声器插入损失平均达到18 d B(A),压力损失在许可范围内。     

小孔喷注式与扩张式消声器串接的仿真和应用

针对某生产车间特殊工艺产生的排气放空噪声,设计了小孔喷注扩张式复合消声器,并利用CFD软件Fluent进行了消声器的流场仿真分析。建立了二维轴对称的简化模型,求解选用了大涡模拟方法,得到了消声器内部及附近的速度和压力分布云图,及消声器的插入损失和压力损失数据。仿真结果预测了该消声器的消声量满足工业噪声标准,其空气动力学性能符合工艺要求。     

基于GT-Power的某型摩托车排气噪声仿真分析

利用GT-Power建立了摩托车的整车仿真模型,并根据均匀设计理论组合消声器的结构参数,利用仿真模型计算不同参数组合下的排气噪声水平,选出了排气噪声最优结构参数方案,并制作样件进行试验验证。试验结果表明:仿真结果和实验结果具有较好的一致性,该方法能够有效地指导摩托车消声器的设计。     

汽车消声器的性能分析与结构优化

以某款排气消声器为例,将美国GTI公司研发的GT—POWER引入,分析了排气消声器的消声性能。优化可先测试出不理想的频率段,利用GT—POWER模拟分析消声器的传递损失,对比未达标频率段与消声器的传递损失,即可针对性地修改消声器内部结构,通过试验测试,验证排气噪声是否达标。     

柴油发电机排气消声器的声学性能研究

为了探究柴油发电机排气消声器的声学性能,以某型针对其排气噪声过大设计的扩张室消声器为例,应用Virtual.Lab软件对其进行了仿真分析。首先分析了扩张室消声器的结构模态,并对其结构及施加的约束进行了优化;分析优化后的结构模态,得出优化后模型前五阶结构模态频率明显升高,成功避开了排气噪声基频。其次分析了优化后消声器内部气流速度和声固耦合效应对优化后模型传声损失的影响,结果表明:经计算所得的消声器内部气流平均速度对于消声器传声损失的影响甚微;声固耦合效应使得消声器的传声损失普遍降低,在其通过频率处变为负值,在其结构模态频率处发生突变。     

基于CAE仿真的某发动机排气系统降噪研究

针对某款自然进气汽油发动机,运用CAE仿真手段分析整个排气系统的声场特性,提出增加消声器的方案以降低排气系统噪声。结果表明:通过增设消声器以及变动发动机排气系统管路,实现了降低发动机排气系统气动噪声的目的。     

排气消声器的设计及性能仿真分析

利用基于三维声波波动方程的有限元软件ANSYS对设计的某型重型卡车排气消声器进行声学仿真分析,计算得到其在(0~2000)Hz各频率上的声压等值线图,并计算得到传递损失曲线。将消声器性能测试所得结果与仿真结果相比较,发现在分析频段内消声量能较好的吻合,证明该方法是高效可行的,能较准确地预测消声器性能。相对传统的经验类比法和传递矩阵法,在设计理论和计算方法上都有很大提高,能够有效减少消声器基于一维平面波理论设计所带来的误差,对企业实际生产具有重要意义。     

某消声器声辐射仿真分析与形貌优化

先通过模态分析与传递函数研究了某款消声器的动态性能,其次采用结构有限元与声学边界元耦合分析计算了消声器辐射噪声并与排气噪声进行比较,说明了辐射噪声对消声器声学性能的明显影响。在降低原消声器厚度情况下对消声器进行形貌优化,得到消声器辐射噪声更小的优化结果。     

结构参数对共振式消声器共振频率影响的修正

由于古典集中参数频率计算公式存在估算精度较低的问题,针对共振式消声器共振频率古典集中参数计算公式,以三维有限元软件计算结果为基础,提出了新的连接管长度修正公式,将共振频率预测误差降低在3%以内,解决了精度较低的问题。针对某发动机排气噪声超出企业标准限值,运用流体和声学有限元仿真分析的方法,结合台架试验并综合使用共振式消声器共振频率修正公式,对复杂排气消声器进行分析与改进,取得了良好的改进效果,验证了新的修正公式能够满足工程实际需要。     

涡轮增压器泄气噪声的优化

针对某汽油发动机上出现的涡轮增压器泄气噪声,本文基于赫姆霍兹消声器原理,以多孔多腔消声器对泄气噪声进行优化的设计方案。设计过程中,运用声学有限元方法,对所设计的消声器进行声学性能仿真分析,计算出传递损失,并通过整车试验对多孔多腔消声器设计方案进行对比验证,试验结果表明该设计方案对泄气噪声可取得明显减弱效果,满足整车NVH性能要求,为涡轮增压器泄气噪声的治理提供理论与实践参考。     

基于DOE和MIGA的消声器优化设计

高效率的设计出大消声量的消声器一直是车辆排气噪声控制中面临的难题。考虑到消声器优化过程中涉及参数较多,在消声器传递损失数值建模的基础上,采用试验设计(DOE)中的拉丁超立方设计对消声器参数进行分析,结合多岛遗传算法(MIGA)和传统遗传算法(GA)分别建立消声器在排气噪声单峰值频率和多峰值频率处的传递损失为目标的优化模型,开展消声器传递损失优化设计研究。结果表明:DOE方法能有效的辨识出各参数对消声器传递损失影响的大小,简化了消声器的优化模型。MIGA对消声器在单峰值频率和多峰值频率的优化都优于GA,且多峰值频率的优化好于单峰值频率的优化,能使排气噪声最大降低20.98 d B。     

氢燃料电池车新型消声器仿真及试验研究

对于氢燃料电池汽车发动机排气噪声的机理研究,设计了一种新型的抗性排气消声器。并且运用声学软件LMS Virtual.lab中的有限元法对传递损失进行了仿真计算,并对该消声器实物在无气流状态下的声学性能进行了试验研究,并且对数据进行了处理。理论与实验结果均表明,在氢燃料电池车需要考虑的频带内,设计的消音器的传递损失可达35dB(A)。     

间歇排气噪声控制中的空气动力学特性研究

分析了间歇排气噪声的特点及其有效控制用消声器的结构，建立了间歇排气噪声有效控制中的空气动力学模型，并进行了深入的数值分析和试验验证，为噪声控制用消声器设计提供了理论依据。     

小型柴油机消声器设计仿真分析

针对小型柴油机噪声大的问题,设计了一款消声器,并对其进行三维实体建模,然后通过Fluent流体仿真软件对消声器进行有限元分析,仿真了此款消声器的各项工作性能,最后用Virtual.Lab软件仿真得到其传递损失曲线,得到其在不同频率下的消声量,仿真结果证明此款消声器各个参数均满足设计要求。     

汽车排气消声器声学性能改进研究

为改善某消声器声学性能,利用GT-power建立了发动机—消声器的耦合模型,对耦合模型进行仿真分析,得到了消声器的插入损失和排气背压,并通过对比台架试验数据验证了耦合模型的可靠性。以尽量不影响排气背压为条件,以提升消声器插入损失为目标,根据LMS的仿真和声场云图分析,提出了切合实际的改进方案。改进后的仿真分析和验证实验表明,改进方案在排气背压改变不大的前提下,有效地提升了消声器的降噪效果。文章的研究对汽车排气系统中消声器的选配具有重要的工程参考意义。