内燃机排气消声器设计
内燃机电站排气消声器设计
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式中， 、 Ｃ Ｄ表示整个管道系统的四端子参 Ａ Ｂ、 、
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收稿 日期 ：０ ７０ ．６ ２ ０ － １ ４
维普资讯
２０ ０ ７年
第 ２期
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（） ４ 消声器总的消声效果 由总的 Ａ声级插人损 失确定 ， 总的 Ａ声级插人损失是未装消声器时排气 噪声总的声级与安装 消声器后排气噪声总的声级之
差 。即
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图 ２ 插入损失计算值与试验 值的对比
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成 ４。 ５ 的方向上 ， 高度 为 １０ ｅ ０ ｍ。试验得到倍频程 插人损失为 ２ ．６ｄ （ ） ５７ Ｂ Ａ 。画出插人损失计算值与 试验值 的对比曲线 ， 如图 ２ 所示。
８ Ｏ ２ Ｏ ７
个倍频程进行计算 ， 出 ／ 求 Ｌ； （） ２ 确定未装消声器 时（ 即消声器用等长 直管 代替 ） 排气噪声 Ａ声级 ， 及倍频程声压级 “ 其 Ａ，
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内燃机排气消声器设计技术发展讲解
内燃机排气消声器设计分析技术发展1．消声器的主要评价指标1.1 插入损失: 声压级之差1.2 传递损失：入口的入射声能与出口的透射声能的比值1.3 消声量：消声器入口的声压与出口的透射声压之比1.4 发动机的功率损失：取决于消声器的空气动力学性能，局部阻尼损失与沿程阻尼损失2．消声器主要参数的选择－经验2.1 消声器气流流通面积的确定（1）速度：高温气流在消声系统中流动，气流可以改变声波在消声器内部的传播规律；同时气流可以产生再生噪声（高速气流撞击消声器的部件，取决于速度的大小）一般将插入管气流的速度u=60~90m/s，消声器内部的气流速度应控制在40~60m/s的范围内。
（2）进气管内部直径d1的确定由内燃机的排量，合适的气流速度，确定流通面积和直径d1。
内燃机的排量:实测、理论计算（3）内部各流通面积的确定（气流的流体截面积前部应该大一些，后面的截面积小一些，流速控制在40～60m/s）2.2 消声器有效容积的确定国内外有许多人有推荐公式，与内燃机的排量、气缸数、冲程数、压缩比、是否增压和消声量的要求来确定。
2.3 消声器外形尺寸的确定（长度和内经）由消声量确定膨胀比，再消声器的内径（D）由一些统计的L/D数据，确定长度L。
2.4 消声器腔数的确定腔数越多：高频的消声效果好，低频的消声效果差；制造复杂一般应该根据消声特性和消声量来选择经验：要求消声量大于10db时，腔数:2~3要求消声量大于15db时，腔数:3~4要求消声量大于20db时，腔数大于:42.5消声器各腔长度的确定第一腔的容积不应小于内燃机排量的1～3倍（主要消除内燃机燃烧过程和进、排气开闭时所产生的冲击噪声，与内燃机标定功率的转速、气缸数、冲程数等有关。
其余L2=L1/2, L3=L2/2这样安排各腔长度的消声器具有消除底、中、高频噪声底全频消声器。
2.6各腔连接方式的确定用小孔或者插入管相连。
实验＋经验。
2.7 空腔内吸声材料的应用增加高频的吸声效果。
柴油机排气消声器优化设计
其中，f为峰值频率；由于消声器的第一腔具有缓冲高速气流的作用，式中：m为扩张比；k为波数，其值为2πf c，f为频率，为声速。
以原装消声器的腔体为例，在扩张腔内插入内插管时2所示。
图1两种单室扩张腔图2内插管扩张腔与简单扩张腔的传递损失曲线主要做了如下改进：①扩大容积，壳体直径加大至210mm，长度加大至268mm。
增大了容积比和扩张比。
对结构形式相同、不同容积的消声器进行的仿真结果表明，增大容积后消声效果明显增大。
②增加腔数。
理论计算及仿真结果均表明，多腔结构可以在更宽的频带内获得理想的消声效果。
③采用内插管，在消声频带内增大了消声量。
2.22#消声器为了获得很好的消声效果，进、出口管都采用穿孔管。
腔内部的四根流通管直径为34mm，其流通面积为：2×π×172=578π。
为了便于打孔及孔的布置，进气管的直径改用60mm，小孔直径为5mm，进气管布置96个孔，其流通面积为：96×π×2.52=600π。
排气管出口类似，也布置96个孔。
3优化后消声器性能的试验验证为了考察新型消声器的消声性能及安装后发动机的燃油经济性，通过台架实验测量JD42型柴油机的九点声压级并计算整机声功率级。
测量得到标定工况下九点声压级、整机声功率级、油耗等数据如表2所示。
图31#消声器结构简图图42#消声器的结构简图图2光学投影式对刀仪光学投影法光学投影法是指将光学影像通过光路放大投影在显近年来视觉检测技术发展迅猛，已逐步应用于工业检与传统技术相比可以做到非接触，高精度，免人为影响等。
本研究将视觉图像处理技术引入到刀具检力求能提高产品质量和生产效率，避免因对刀不准确和刀具磨损造成的形位误差。
测量原理刀具磨损机理及检测项目金属切削刀具种类繁多、结构复杂，车刀是最简单且最典型的刀具。
其它刀具均可看作是车刀的演变和组合，故分析金属切削刀具时，通常都是以车刀作为分析和研究[1]图3是研究车刀切削角时使用的主剖面标注系参考图。
内燃叉车排气消音器的设计优化思考
内燃叉车排气消音器的设计优化思考作者：杜烺烽来源：《科学与财富》2018年第13期摘要：叉车作为一种重要的工具车，在仓库和码头等场所被广泛应用，但是在使用的时候经常会出现比较大的噪音。
噪音的来源是自身结构以及车底盘系统。
严重的噪声一方面会污染到周围的环境，也会给驾驶员带来沉重的心理和生理负担，所以针对叉车进行降噪方面的研究改进具有很大的现实意义。
在排气管道安装消声器是当前可行的一个有效途径。
本文主要针对消声器的结构进行分析，进而探讨消声器在使用方面的问题。
关键词：内燃叉车；排气管；消声器作为一种工具车辆，内燃叉车广泛应用于物流配送和港口仓库物品搬运和车间生产中。
由于其内部的结构以及相关工作原理，在运行的时候会产生较大的噪音，这会给驾驶员带来一定程度的伤害，长此以往，驾驶员注意力无法集中，操作失误时有发生，并且声音过大会影响报警信号等等，这些都是安全隐患。
一、关于消音器的类型介绍根据当前人们在理论和实践中的研究结果，消声器是降低噪声最有效的方式。
消声器在分类行有很多种，下面分别进行介绍。
（一）扩张腔消声器声音从扩张腔消声器左边传入之后，会在右侧的壁面产生反射，而反射出来的声波在幅值和频率上没有变化，但是会出现相位方面的改变。
入射声波和反射声波如果有完全相反的相位，声波就会互相抵消，进而得到了减弱，如果相位不完全相反的话，就会仅有部分声波被抵消了，所以其扩张腔结构的长度会决定给具体的消声效果。
（二）共振消声器总结起来，这种消声器是通过声波共振来达到消声的效果，将声波的能量通过叠加而放大，这样就会让声波能力被耗散，进而让噪声得到降低。
其中结构最简单的结构就是单孔共振消声结构了。
如果声波自身的频率和声振系统的频率达到相同的值的时候，声波能力就会互相累积，这样也会造成空气振动速度增加。
空气戒指会受到阻尼作用的影响，并且空气的振动速度和阻尼成正比，声波产生的能量就会直接转化为热能。
但缺点是这种消声器仅仅对特定的频率具有很好的消声效果，所以在设计的时候把几个共振消声器共同使用，这样才能够起到较好的作用。
内燃机排气消声器多物理场分析及改进设计_董红亮
第29卷第1期2008年2月内 燃 机 工 程Chinese Internal Combustion Eng ine Eng ineeringVo l.29No.1F eb.2008收稿日期:2007-05-16作者简介:董红亮(1979-),男,博士生,主要研究方向为汽车系统动力学、振动噪声控制,E -mail:cqu _dhl@ 。
文章编号:1000-0925(2008)01-061-04290014内燃机排气消声器多物理场分析及改进设计董红亮1,2,邓兆祥1,2,姜艳军1,2,曹友强1,2,张景良3(1.重庆大学机械传动国家重点试验室,重庆400030; 2.重庆市汽车NVH 工程中心;3.北京理工大学机械与车辆工程学院)Analysis and Improvement on Mult-i Physical Fields of Interna-l CombustionEngine Exhaust MufflerDONG Hong -liang 1,2,DENG Zhao -xiang 1,2,JIANG Yan -jun 1,2,CAO You -qiang 1,2,ZHANG Jing -liang 3(1.State Key Laboratory of M echanical Transm ission,Cho ng qing U niversity,Chongqing 400030,China;2.Automobile NVH Eng ineering Center of Chongqing;3.Scho ol of Mechanical and Vehicular Engineering,Beijing Institute of T echno logy )Abstract:The flow field,tem perature field and acoustic field inside a m in-i car ex haust muffler w er estudied.The main problem s are lack o f sound attenuation at low frequency and air flow regeneration noise.The muffler is r edesigned aiming at these pro blems.To im pro ve sound attenuatio n perform ance at low fre -quency,the cavity volume of m uffler is increased properly and a resonato r cavity is desig ned.The inner structure is refined to decrease air flo w velocity,and the sound absorption at outlet is enhanced.The trans -m issio n loss is improv ed g reatly and reaches 20dB.Pass -by noise is also r educed by 3.1dB.摘要:对某微型客车排气消声器进行了流场、温度场和声场分析,发现了原消声器设计中存在的低频消声量不足和气流再生噪声偏大的问题,并进行了改进设计。
基于正交试验的内燃叉车排气消声器改进设计
南京工程学院学报（自然科学版）Journal of Nanjing Institute of Technology! Natural Science Edition ）第18卷第1期2020年3月Vol. 18 ,No. 1Maa. , 2020dot : 10. 13960/j. issn. 1672 - 2558. 2020 . 0 1.0 12投稿网址：http ：//xb . njii. edu . cn基于正交试验的内燃叉车排气消声器改进设计王慧，王友斌，孙孟辉（南京工程学院机械工程学院，江苏 南京211167）摘 要：为有效降低内燃叉车的排放噪声，选取进气管直径、消声小孔孔径和尾管长度为影响因素进行正交试验；以传递损失为评价指标得出最优因素组合方案，并对试验结果进行方差分析；经试验验证，内燃叉车的排气噪声降低2 ~4 dB .本试验结果与方差分析可为内燃机叉车排气消声器的改进设计提供参考.关键词：消声器；正交试验;方差分析;声学性能中图分类号:TK402 ；TH122叉车是实现货物机械化装卸、堆垛和短距离运输的高效搬运机械,但使用过程中,整车噪声常常达到100 dB 左右%1&，对叉车驾驶员及周围环境影响较大•消声器是减小内燃叉车噪声的主要手段,为有效降低内燃叉车的排放噪声，有必要对消声器进行改进设计，以提高其声学性能•以3 i 内燃叉车某型号排气消声器为研究对 象，分析消声器的设计参数对其声学性能的影响，以传递损失作为试验指标进彳正交试验得到最优因素组合方案，改进消声器的设计，以期降低内燃叉 的排 声1排气消声器的设计参数3 i 内燃叉车原装排气消声器结构如图1所示•原装消声器排气阻力符合发动机要求，改进设计时仍维持三腔式的结构不变% 2&.考虑到整车装 配空间的限制，不能改变原消声器的外形尺寸，也即消声容积不能改变，故只能改进消声器的其它设计参数.原装消声器的主要参数见表1.进气管消声前腔穿孔板中腔中间排气管后腔小孔 插入管图1 排气消s 器结构示意图表1原装消声器主要结构参数参数数值扩张 径/mm180管直径/mm 50排气管直径/mm 50消声小孔孔径/mm6小孔 /个10消声小孔 /圈6尾管长度无尾管形式未安装1.1消声器扩张比扩张比C 为消声器扩张腔截面积与进气管截面积之比,c 值越大，消声量越大.设计时应尽可能选取较大的扩张比C ，这样既能获得较大的消声量也扩大了低频消声范围，一般情况下，C 取9〜16为佳.收稿日期：2019 -10 -29；修回日期：2019-12-23基金项目：教育 社会科学研究青年基金项目! 17YJ0ZH083）；江苏省政策引导类计划!软科学研究）项目! BR2017059）；南京工程学院科研基金项目! QKJ201701）作者简介：王慧,硕士， 师,研究方向为机械产品的环保设计与检测.E-mail : kafeixue2288@ 163. com引文格式：王慧，王友斌，孙孟辉.基于正交试验的内燃叉车排气消声器改进设计[J ].南京工程学院学报（自然科学版）,2020,18! 1 ）：64 -67.第18卷第1期王慧，等:基于正交试验的内燃叉车排气消声器改进设计651.2消声器穿孔率消声器的穿孔率主要取决于进气管、插入管或排气管上的穿孔直径和数量•常用的中小功率内燃叉车排气消声器的消声小孔孔径为5~8mm.一般而言，穿孔率越小,消声器的消声效果越好,在保证消声器压力损失的前提下，应尽可能减小消声器的穿孔率1.3消声器尾管消声器尾管的长度和形式对消声量和功率损失有很大的影响•加装尾管将使消声器共振频率向低频方向移动,明显改善中低频部分的消声量•2正交试验方案设计2.1因素与水平正交试验是利用标准化的正交表分析多因素、多水平对整体影响的一种科学、便捷的试验方法⑸.根据以上对消声器设计参数的分析可知，只能通过改变消声器的扩张比、穿孔率和尾管长度来改善排气消声器的消声性能•在不改变消声器外形尺寸的前提下，可通过改变进气管直径影响扩张比C；在开孔圈数一定的情况下，消声小孔的孔径大小将直接影响穿孔率;加入单管式尾管可进一步改消声低能?正交试方将气管直径、消声小孔孔径和尾管长度作为因素，记为,、［、C，每个因素在原装消声器结构参数附近设置3个水平，具体如表2所示.表2因素水平表mm水平进气管直径,消声小孔孔径［尾管长度C 1455302486503507802.2正交试验方案本次正交试验选择传递损失仇作为排气消声器声学性能的评价指标.因为传递损失是消声器本身的固有声学属性，只和消声器本体有关,不随声源及环境条件的改变而变化⑷.传递损失=定义为消声器入口处与出口处的声功率级之差值，其数学表式为:=10-(31/3$)=@31-@32(1)式中:31、3$为消声器入口处、出口处的声功率(W)；@3八@3$为消声器入口处、出口处的声功率级(dB)-测量时，传声器1和传声器2分别放置在消声器的入口处和出口处.信号发生器发出的频率信号经功率器再传送至扬声器，扬声器产生一定频率的声波信号依次经过传声器1和传声器2,继而测得消声器的传递损失根据表2的因素和水平，选用合适的正交表L a(34"，在半消声室内进行了9次测试，结果见表3.表3正交试验方案及结果试验序号,/m m B/m m C/m m试验指标传递损失/dB 11(45)1(5)3(80)27322(48)1(5)1(30)20833(50)1(5)2(50)21241(45)2(6)2(50)29852(48)2(6)3(80)25463(50)2(6)1(30)22771(45)3(7)1(30)26382(48)3(7)2(50)20193(50)3(7)3(80)196平1834693698平2663779711平3635660723表3中各水平数值的差异，反映了因素，、［、C 取不同水平时对试验指标的影响.可以看出，各影响因素的最好水平组合方案是,1、［、C2,即进气管直径为45mm、消声小孔孔径取6mm、尾管长度50mm时，消声最大.2.3正交试验结果分析正交试的主要(观分析法)和方差分析法两种•方差分析法可以区分是由各因素水平引起的数据波动还是由试验误差引起的数据波动，并判断各因素作用的显著性,弥补了极差分析法的不足⑻.本文采用方差分析法分析试验结果(见表4).方差分析结果表明：6=46.05>6-5(2,2)= 19.0，进气管直径也即消声器的扩张比c对排气噪声有显著影响(判断错误的概率小于5%)；6= 14.97>6-(2,2)=9-0,消声小孔直径即穿孔率66南京工程学院学报(自然科学版)2020年3月对排气噪声有一定的影响(判断错误的概率小于10%);尾管长度的变化对消声器声学性能影响无显著差异.表4方差分析表方来源偏平方和自由度均方差6值显著性因素,77.36238.6846.05显响因素B25.16212.5814.97有一响因素c 1.0420.520.62试 差 1.6820.84临660.05(2,2)=19.06(2,2)=9.03消声器改进效果试验验证为验证正交试验最好水平组合方案，1、[、c$ (进气管直径为45mm、消声小孔孔径取6mm、尾管长度为150mm)消声器的实际消声效果，根据GB/T4759—2009《内燃机排气消声器测量方法》%9&，在近似半自由声场状态下，按照图2所示的方案测量内燃叉车在怠速、全速和溢流工况下的图2排气消声器测量方案测量时将内燃叉车的排气管伸出墙外,传声器与声级计的指向与管轴线成45。
内燃叉车排气消音器的设计优化思考
内燃叉车排气消音器的设计优化思考叉车作为一种重要的工具车，在仓库和码头等场所被广泛应用，但是在使用的时候经常会出现比较大的噪音。
噪音的来源是自身结构以及车底盘系统。
严重的噪声一方面会污染到周围的环境，也会给驾驶员带来沉重的心理和生理负担，所以针对叉车进行降噪方面的研究改进具有很大的现实意义。
在排气管道安装消声器是当前可行的一个有效途径。
本文主要针对消声器的结构进行分析，进而探讨消声器在使用方面的问题。
作为一种工具车辆，内燃叉车广泛应用于物流配送和港口仓库物品搬运和车间生产中。
由于其内部的结构以及相关工作原理，在运行的时候会产生较大的噪音，这会给驾驶员带来一定程度的伤害，长此以往，驾驶员注意力无法集中，操作失误时有发生，并且声音过大会影响报警信号等等，这些都是安全隐患。
一、关于消音器的类型介绍根据当前人们在理论和实践中的研究结果，消声器是降低噪声最有效的方式。
消声器在分类行有很多种，下面分别进行介绍。
（一）扩张腔消声器声音从扩张腔消声器左边传入之后，会在右侧的壁面产生反射，而反射出来的声波在幅值和频率上没有变化，但是会出现相位方面的改变。
入射声波和反射声波如果有完全相反的相位，声波就会互相抵消，进而得到了减弱，如果相位不完全相反的話，就会仅有部分声波被抵消了，所以其扩张腔结构的长度会决定给具体的消声效果。
（二）共振消声器总结起来，这种消声器是通过声波共振来达到消声的效果，将声波的能量通过叠加而放大，这样就会让声波能力被耗散，进而让噪声得到降低。
其中结构最简单的结构就是单孔共振消声结构了。
如果声波自身的频率和声振系统的频率达到相同的值的时候，声波能力就会互相累积，这样也会造成空气振动速度增加。
空气戒指会受到阻尼作用的影响，并且空气的振动速度和阻尼成正比，声波产生的能量就会直接转化为热能。
但缺点是这种消声器仅仅对特定的频率具有很好的消声效果，所以在设计的时候把几个共振消声器共同使用，这样才能够起到较好的作用。
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(b)、突然收缩管 (c)、突然扩张管 (d)、具有内插管突然收缩管 (e)、具有内插管突然扩 张管
3．消声器性能的计算模拟分析 －一维的计算分析与优化 3.2 插入损失得数学模型 (f)、穿孔板
3．消声器性能的计算模拟分析 －一维的计算分析与优化 3.3 压力损失的预测
3．消声器性能的计算模拟分析 －一维的计算分析与优化 3.4 基于一维计算的消声器的优化设计
6). 优化
(1).为了减少焊接区域的应力，采用新的结构。
5. 排气系统的结构强度振动控制
6). 优化
(2). 新结构的分析 将第五阶频率提高（62.3Hz—>70Hz），在发动机的激励下， 进气管和支架的应力见下图、在其它的载荷工况下，应力均在许 用应力的范围内。
5. 排气系统的结构强度振动控制
3．消声器性能的计算模拟分析 －一维的计算分析与优化 3.1 消声器消声量的数学模型
a、突然扩张管 b、突然收缩管
c、具有内插管突然收缩管
3．消声器性能的计算模拟分析 －一维的计算分析与优化 3.1 消声器消声量的数学模型
d、具有内插管突然扩张管
3．消声器性能的计算模拟分析 －一维的计算分析与优化 3.2 插入损失得数学模型
2．消声器主要参数的选择－经验（ 3/6）
2.4 消声器腔数的确定 腔数越多：高频的消声效果好，低频的消声 效果差；制造复杂 一般应该根据消声特性和消声量来选择 经验 要求消声量大于10db时，腔数:2~3 要求消声量大于15db时，腔数:3~4 要求消声量大于20db时，腔数大于4
2．消声器主要参数的选择－经验（ 4/6）
整个模型共有5184个节点、8766个单元。
5. 排气系统的结构强度振动控制
5). 计算Leabharlann 果(1). 路谱载荷5. 排气系统的结构强度振动控制
5). 计算结果
( 2). 发动机振动载荷
5. 排气系统的结构强度振动控制
5). 计算结果
(3). 动力总成位移载荷
5. 排气系统的结构强度振动控制
产品的技术创新
• 开发系列化，不同性能价格比的产品， 供不同的客户选择。要求对产品的设计 原理，工作机理等有比较清楚地认识， 再加上试验测试分析。 • 专利产品 • 通过技术创新降低产品成本，提高竞争 力
主要内容
• 1．消声器的主要评价指标 • 2．消声器主要参数的选择－经验 • 3．消声器性能的计算模拟分析 －一维的计算分析与优化 • 4．消声器性能的有限元计算模拟分析 －三维的计算分析 • 5. 排气系统的结构强度振动控制 • 6．SYSNOISE振动与噪声分析软件 在消声器设计分析中的应用
2.5 消声器各腔长度的确定 第一腔的容积不应小于内燃机排量的1～3倍 (主要消除内燃机燃烧过程和进、排气开闭时 所产生的冲击噪声，与内燃机标定功率的转速、 气缸数、冲程数等有关。) 其余 L2=L1/2, L3=L2/2 这样安排各腔长度的消声器具有消除低、 中、高频噪声的全频消声器。
2．消声器主要参数的选择－经验（ 5/6）
5. 排气系统的结构强度振动控制
3). 设计标准 (1). 材料的设计准则
(2).焊接件的许用应力
5. 排气系统的结构强度振动控制
4). 模型的验证:固有频率和振性
5. 排气系统的结构强度振动控制
4). 模型的验证:固有频率和振性
5.
排气系统的结构强度振动控制 固有频率的计算模型
静态位移的 计算
6．SYSNOISE振动与噪声分析软件 在消声器设计分析中的应用 三腔消声器
6．SYSNOISE振动与噪声分析软件 在消声器设计分析中的应用 三腔消声器的衰减值
提高研发能力的途径
企业制造，工程设计能力积累到达一定阶段以后，必须发展产品 研发能。 1.企业自身组织有关人员，购置研发用的实验设备. 技术人员的培养很困难（软件的使用，产品的设计分析，设 备的熟练利用） 2.与高等学校，研究所合作，发挥各自的长处。 高校/研究所：人力资源，软件和实验设备的市场优惠政策， 创新思维，资源信息。 企业:制造能力，设计能力 3.与高校联合成立研究所 研究所负责产品的研发；工程设计仍在工厂 人员编制：共创的技术人员，学校的教师，专职技术人员 4.研发中心建立在国外 合资企业，目前也纷纷在国内建立与之相应的研发中心
2．消声器主要参数的选择－经验（ 2/6）
2.2 消声器有效容积的确定 国内外有许多人提出了不同公式，与内燃机 的排量、气缸数、冲程数、压缩比、是否增压和 消声量的要求来确定。
2.3 消声器外形尺寸的确定（长度和内经） 由消声量确定膨胀比，再由膨胀比确定消声器 的内径（D） 由一些统计的L/D数据，确定长度L。
6．SYSNOISE振动与噪声分析软件 在消声器设计分析中的应用
SYSNOISE计算模型
6．SYSNOISE振动与噪声分析软件 在消声器设计分析中的应用
SYSNOISE计算模型
6．SYSNOISE振动与噪声分析软件 在消声器设计分析中的应用
SYSNOISE计算模型
6．SYSNOISE振动与噪声分析软件 在消声器设计分析中的应用 三腔消声器
4．消声器性能的有限元计算模拟分析 －三维的计算分析 1. 消声器内部流场及温度场的数值分析
两腔消声器
气流
4．消声器性能的有限元计算模拟分析 －三维的计算分析 1. 消声器内部流场及温度场的数值分析
总的消声器网格生成图
穿孔管部分网格生成图
4．消声器性能的有限元计算模拟分析 －三维的计算分析
4．消声器性能的有限元计算模拟分析 －三维的计算分析
2. 利用有限元方法确定消声器的四级子参数
声压分布图
主要内容
• 1．消声器的主要评价指标 • 2．消声器主要参数的选择－经验 • 3．消声器性能的计算模拟分析 －一维的计算分析与优化 • 4．消声器性能的有限元计算模拟分析 －三维的计算分析 • 5. 排气系统的结构强度振动控制 • 6．SYSNOISE振动与噪声分析软件 在消声器设计分析中的应用
5. 排气系统的结构强度振动控制
5. 排气系统的结构强度振动控制
原始结构排 气系统的前 四阶频率
改进以后的 频率
主要内容
• 1．消声器的主要评价指标 • 2．消声器主要参数的选择－经验 • 3．消声器性能的计算模拟分析 －一维的计算分析与优化 • 4．消声器性能的有限元计算模拟分析 －三维的计算分析 • 5. 排气系统的结构强度振动控制 • 6．SYSNOISE振动与噪声分析软件 在消声器设计分析中的应用
1．消声器的主要评价指标
1.1 插入损失 声压级之差 1.2 传递损失 入口的入射声能与出口的透射声能的比值 1.3 消声量 消声器入口的声压与出口的透射声压之比 1.4 发动机的功率损失 取决于消声器的空气动力学性能，局部阻尼 损失与沿程阻尼损失
主要内容
• 1．消声器的主要评价指标 • 2．消声器主要参数的选择－经验 • 3．消声器性能的计算模拟分析 －一维的计算分析与优化 • 4．消声器性能的有限元计算模拟分析 －三维的计算分析 • 5. 排气系统的结构强度振动控制 • 6．SYSNOISE振动与噪声分析软件 在消声器设计分析中的应用
2.6 各腔连接方式的确定 用小孔或者插入管相连。实验＋经验。 2.7 空腔内吸声材料的应用 增加高频的吸声效果。
2．消声器主要参数的选择－经验（ 6/6）
2.8 排气管尾管的长度和直径的确定 主要用于轿车上。由于消声器的容积有限， 其不足的消声量，尤其是低频部分，依靠长尾 管消声补偿；另外长尾管还有利于将废气引到 车尾，排入大气中。 尾管的长度：适中 尾管的直径：越小的话，消声量大，但是容 易产生气流再生噪声。一般的情况：低速时采 用细而长的尾管、高速时采用粗而短的尾管。
3．消声器性能的计算模拟分析 －一维的计算分析与优化 3.2 插入损失得数学模型
3．消声器性能的计算模拟分析 －一维的计算分析与优化 3.2 插入损失得数学模型
3．消声器性能的计算模拟分析 －一维的计算分析与优化 3.2 插入损失得数学模型
目前已有得基本类型 （a）、等截面直管的四极子参数（传递矩阵）
2．消声器主要参数的选择－经验（ 1/6）
2.1 消声器气流流通面积的确定 （1）速度：高温气流在消声系统中流动，气流可以改变 声波在消声器内部的传播规律；同时气流可以产生再生 噪声（高速气流撞击消声器部件，取决于速度的大小） 一般将插入管气流的速度u=60~90m/s，消声器内部的气 流速度应控制在40~60m/s的范围内。 （2）进气管内部直径d1的确定 由内燃机的排量，合适的气流速度，确定流通面积和 直径d1。 内燃机的排量:实测、理论计算 （3） 内部各流通面积的确定 （气流的流体截面积前部应该大一些，后面的截面积 小一些，流速控制在40～60m/s）
6．SYSNOISE振动与噪声分析软件 在消声器设计分析中的应用
消声器的静态实验
试验设备包括信号发生器， 扬声器，稳压电源，功率放大器，B&K 双通道测量系统
6．SYSNOISE振动与噪声分析软件 在消声器设计分析中的应用
950声衰减（直弯对比） 80 70
60
50
衰减值
40
30
20
10
0 0 500 1000 1500 2000 频率 系列1 系列2 2500 3000 3500 4000 4500
5. 排气系统的结构强度振动控制
一般来讲，排气系统的结构强度和振动测 试是通过道路实验来检测，目前发展到利用有 限元方法进行预测。 振动问题——>强度问题（吊耳和焊接部 分的开裂） 激励源：汽车动力总成的移动；路面的激 励；发动机的激励
5. 排气系统的结构强度振动控制
1）. 系统模型 整车的模型和排气系统的模型
主要内容
• 1．消声器的主要评价指标 • 2．消声器主要参数的选择－经验 • 3．消声器性能的计算模拟分析 －一维的计算分析与优化 • 4．消声器性能的有限元计算模拟分析 －三维的计算分析 • 5. 排气系统的结构强度振动控制 • 6．SYSNOISE振动与噪声分析软件 在消声器设计分析中的应用