汽车消声器设计
微型汽车排气消声器的设计与优化
微型汽车排气消声器的设计与优化随着汽车产业的发展，越来越多的人选择购买汽车，但乘坐汽车时面临的一个普遍问题就是噪音。
汽车排气噪音是一种非常常见的噪音，因此，微型汽车排气消声器的设计与优化变得尤为重要。
本文将介绍如何设计和优化一个高效的微型汽车排气消声器。
首先，微型汽车排气消声器的主要设计目标是减少排气噪音和提高汽车引擎的性能。
为了实现这一目标，首先需要确定消声器的物理参数，包括长度、直径、材质和布局。
消声器的长度和直径必须满足一定的条件，以确保消声器能够吸收或反射来自排气管的声波能量。
材料会影响消声器的吸声能力，通常使用一些多孔材料或玻璃纤维等，以使消声器能够有效地吸收声波的能量。
消声器的布局应该避免排气管内的爆震并且要确保排气系统足够稳定。
其次，为了更好地优化消声器的设计，必须进行一系列的仿真实验，以测试各种设计参数的效果。
常见的优化方法通常是通过计算机模拟来测试消声器的表现。
消声器的性能和效果可以通过改变各种参数来进行评估和优化。
通过利用这些仿真实验，可以为消声器的最佳设计建立一个准确的模型。
最后，一旦模型被制作出来，就需要进行批量生产，以确保每个消声器都具有相同的吸声能力。
微型汽车排气消声器需要遵循一定的制造标准，并且需要进行严格的质量控制。
消声器的物理参数和吸声能力需要在大量生产之前进行测试，以确保每个消声器都是符合要求的。
在设计微型汽车排气消声器的过程中，有几个重要的点需要注意。
首先，需确保消声器具有良好的吸声能力，并减少排气系统的噪音。
其次，必须通过仿真实验进行优化和测试，并建立一个准确的模型。
最后，需要严格的质量控制和生产标准，以确保每个消声器都具有相同的吸声能力并且符合要求。
总之，设计和优化微型汽车排气消声器是一项关键的任务，涉及多个方面，需要经过认真的计划和测试。
然而，这个过程值得花费时间和精力，因为最终结果将对汽车的噪音控制和性能提高产生长远的积极影响。
除了上文中提到的设计和优化微型汽车排气消声器的基本内容，还有许多其他因素需要考虑。
汽车排气消声器设计分析本科毕业论文
汽车排气消声器设计分析摘要随着中国噪声法规的日益严格，对于整车排气噪声控制的要求也越来对于整车排气噪声控制的要求也越来近年来,随着中国噪声法规的日益严格，这必然会加大设计的但是传统的消声器设计方法主要是基于设计经验，这必然会加大设计的越高了，但是传统的消声器设计方法主要是基于设计经验，工作量，增加研发成本、延长了开发周期。
控制排气噪声最有效的途径就是设计高消声性能、低阻力损失的排气消声器。
它已成为目前排气噪声控制的重要研究课题。
本文首先通过使用GT-POWER软件中的muffler模块建立排气消声器的三维仿真模型从而得到它的传递损失，再通过GT-POWER软件建立某发动机工作过程与消声器的耦合仿真模型得到消声器的插入损失，并通过对消声器结构及消声性能的分析，对消声器的设计进行改进，使其较好的满足该消声器的性能要求。
在对消声器消声性能设计时，应该尽量避免消声器的某些通过频率和消声器振型比较剧烈的模态频率发生共振，这样既有利于提高催化剂和消声器的可靠性和耐久性，也可以指导消声器的设计、分析。
总之，本文通过对消声器基本的设计思路和方法的探索，为更加合理、有效地设计和研发排气消声器提供了参考。
关键词：消声器模拟仿真传递损失插入损失结构优化Abstract The The most most most effective effective effective measure measure measure to to to control control control exhaust exhaust exhaust noise noise noise is is is using using using muffler muffler muffler is is is exhaust exhaust system.Designing a muffler with high anechoic performance and low resistance loss has become an important subject on exhaust noise.the article takes advantage of the muffler model that established by GT-POWER software to work out the transmission loss and takes advantage of the coupling simulation model of an engine＇s working process process and and and muffler muffler muffler to to to work work work out out out the the the Insertion Insertion Insertion loss loss loss Based Based Based on on on the the the analysis analysis analysis of of of the the structure structure and and and performance performance performance of of of the the the muffler muffler muffler the the the designe designe designe is is is improved.The improved.The improved.The improved improved design preferably meets the exhaust performance requirement. When we design the which has some ranges of frequency that can go through the muffler ,we should avoid the penetrated frequency in response to the model frequency,So this result can give more advice to the muffler design.from the whole,this article does some research about the design of the exhaust muffler,which gives some ideas of the design. Key words: m uffler muffler simulation transmission loss insertion loss structural optimization引言随着科学技术的发展和人们生活水品的提高，汽车的产量和保有量也在突飞猛进的增长，由此带来的环境污染也已成为影响人们生活的一大公害，由此带来的环境污染也已成为影响人们生活的一大公害，尤其是人尤其是人口密集型城市，汽车的噪声污染会弥漫于城市的每个角落，打破了城市的安宁与祥和，也影响到居民的身心健康。
汽车排气消声器性能研究与设计开发分析
0引言声学和流体动力学是研究汽车排气消声器性能的最主要的两门学科。
研究人员运用多种运算方式和模拟仿真软件进行消声器的性能测试，对其设计提供了极大的方便。
汽车排气消声器的组成是消声单元。
其基本的消声单元分为扩张式、共振式和阻性消声器等。
汽车排气消声器的开发设计就是基于对消声单元的研究和探索，运用科学的数值分析法研究消声单元在外界条件及不同参数结构影响下的噪声和气流波动是对汽车排气消声器性能研究的基础。
本文研究将在国家规定的行业标准下进行，利用专业的排气消声器测试平台对不同的消声器进行性能的测试，分析出对汽车排气消声器性能设计有重大参考意义的噪声频谱特性。
最后，运用汽车消声器的正向设计思路，以降低噪声的基本性能为主合理的选择消声单元，通过计算和结构构成的实验去验证和检测汽车消声器的设计。
1汽车排气噪声产生原理和消声器的机理研究发动机排气噪声的产生是由于发动机气缸内部高温废气的压力急剧变化，气压波巨大，从而导致排出过程中产生噪声，其噪声根据不同振幅、频率以及产生的结构位置不同分为：基频排气噪声、亥姆霍兹共振噪声、废气喷注噪声、排气道内壁面的紊流噪声、冲击噪声等多种噪声形式，其中基频排气噪声是最主要的噪声形式。
在汽车排气消声器上，为了应对不同噪声形式，从根本上降低噪声，消声器从消声原理上分为有源消声器和无源消声器两大类，由于有源消声器在排气系统的实际应用上比较繁琐，一般多采用无源消声器。
1.1汽车排气噪声产生原理汽车发动机的排气口在打开的瞬间，高速高温的废气从气缸中喷出，从而产生具有低频性、周期性的噪声。
这种噪声称为基频排气噪声，是发动机最主要的噪声源，它的噪声频率和排气次数相同。
其基频和谐波的运算公式为：fk=knz60τ式中，k表示谐波的次数；n表示发动机转速，单位为r/min；z为发动机气缸的数量；τ表示冲程系数，其中二冲程的τ值为1，四冲程的τ值为2。
1.2汽车排气消声器的机理研究汽车消声器是安装在汽车空气动力设备上的气流通道上降低噪声的设备。
微型车消声器的设计与优化的开题报告
微型车消声器的设计与优化的开题报告题目：微型车消声器的设计与优化一、选题背景随着城市化进程的不断加快，人们行驶的路程越来越长，同时汽车噪音也成为人们的一大困扰。
汽车噪音的严重影响着人们的身心健康，因此汽车消声器的研究和优化显得尤为重要。
二、研究目的本研究旨在设计和优化微型车消声器，降低汽车引擎和排气系统产生的噪音。
通过实验验证减噪效果，并与市场上流行的汽车消声器做比较，为今后汽车消声技术的发展提供理论和技术支持。
三、研究内容1. 调研和分析当前市场上汽车消声器的种类和性能。
2. 设计和制作微型车消声器的原型。
3. 进行实验验证微型车消声器的减噪效果。
4. 利用CFD等数值模拟工具对微型车消声器进行优化设计。
5. 分析和比较优化前后的消声器性能。
四、预期成果通过本研究，预计可以获得以下成果：1. 获得微型车消声器的设计和制作经验，掌握微型车消声器的基本原理和构造。
2. 验证微型车消声器的减噪效果，为今后的实用开发提供参考。
3. 优化微型车消声器的设计，提高其减噪效果和稳定性。
五、研究意义本研究可为汽车消声技术的发展提供理论和技术支持，为消除城市噪音和改善人们生活环境做出贡献。
同时，也能够促进汽车产业的发展和提高我国汽车制造水平。
六、预期研究难点1. 微型车消声器的设计需要考虑形状和材质等因素，且与汽车的排气系统等部件有关，需要综合考虑多方面因素。
2. 在实验中可能会遇到天气、环境等多种因素的影响，需要进行多次重复实验并进行数据分析。
七、研究方法本研究采用文献调研、实验验证和数值模拟的方法，从多个方面对微型车消声器进行设计、制作和优化。
八、进度安排1-2个月：进行文献调研和分析市场上的汽车消声器种类和性能。
3-4个月：设计和制作微型车消声器原型，并进行初步实验验证。
5-6个月：利用数值模拟工具对微型车消声器进行优化设计。
7-8个月：进行最终实验，并进行数据分析和比较。
9-10个月：撰写论文，并准备答辩。
汽车消声器设计流程b
ZR 比压消声量： p =
ZR 比重销售量： g =
消声量可以是插入损失IL，也可以用传输损失TL
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IL G 单位耗材获得的消声量
汽车消声器综合评价指数
IL 4 4* 5 5* 21 23 30 30 V 17.1 17.2 16.5 19.1 ZRl 1.2 1.3 1.8 1.6 P 7.2 5.7 15.2 6 ZRP
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汽车消声器设计与评价
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主观评价的客观描述
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74,2 dB
75,1 dB
74,7 dB
声质量研究：差不多同样的 声级和 声级和1/3倍频程谱分布 声质量研究：差不多同样的A声级和 倍频程谱分布
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赛车的排气声品质特征
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消声器设计验证过程小结
消声器产品按设计图纸试制后需要进行如下的设 计验证工作： 1. 产品性能的试验验证； 2. 产品装车性能的试验验证； 3. 产品在线检测的性能控制与试验。
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消声器设计评审
重点评审阶段： 重点评审阶段： 1. 策划阶段评审 目标制定能否满足顾客要求，有 无能力达到顾客要求，能否超出顾客的希望目 标。 2. 设计输出的评审 评价设计的结果是否已达到目 标或顾客要求，还有那些改进的地方能超出顾 客的希望目标。 3. 过程开发的评审 加工制造过程能否达到消声器 设计和顾客的要求，对加工制造的稳定性，降 低生产成本，提高劳动生产率还有改进可能。
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WA
DTL = LI − LT = 10 log(W I / WT )
汽车消声器设计--张志红XXXX-6-29
33 5. 其它因素考虑，如位置、容积、强度、刚度、排气、
案例：
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谢谢大家！
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生活中的辛苦阻挠不了我对生活的热 爱。21.1.1921.1.19Tuesday, January 19, 2021
1
1
29
0.8
0.8
吸0.6
0.6
声 0.4
系0.4
数
0.2
0.2
0
0
0
0 200 400 600 800100012001400160018002000
频率(Hz)
材料的吸声系数
500
1000
1500
2000
材料的密度与吸声系数
阻性消声器，吸声材料的密度越高，吸 收系数就越大。
在吸声材料的密度相同，那么纤纬材料 的直径越小，吸声系数越高。
材料的吸声系数可用驻波管或混响时间 差测量得到。
30
阻性消声器的传递损失:
赛宾公式：
L
1.05
Pl S
1.4 T
彼洛夫公式：
L
0
Pl S
31
消声器的高频失效
高频失效：高频不能很好的用平面波近似，方向性强， 以窄声束的形式沿通道传播，很少或根本不与饰面接 触，造成消声量急剧下降。
上限失效频率:
阻性消声器，当声波通过敷设有吸声材料的管道时， 声波将激发多孔吸声材料中众多小孔内空气分子的振 动，由于摩擦阻力和粘滞力的作用，使得一部分声能 转化为热能耗散掉，从而达到消声目的。
吸声材料
pi (x, t) pr (x, t)
汽车消声器及排气管的设计
消声器及排气管的设计消声器及排气管的设计消声器的主要作用是降低发动机的排气噪声，并使高温废气能安全有效地排出。
消声器作为排气管道的一部分，应保证其排气畅通、阻力小及足够强度。
消声器要经受500~700。
C高温排气，保证在汽车规定的行驶里程内，不损坏、不失去消声效果。
１、消声器的主要结构形式汽车消声器按消声原理与结构可分为抗性消声器、阻性消声器和阻抗复合型消声器三类1抗性消声器抗性消声器是在内部通过管道、隔板等部件组成扩张室、共振室等各种消声单元时，声波在传播时发生反射和干涉，降低声能量达到消声目的。
抗性消声器消声频带有限，通常对低、中频带消声效果好，高频消声效果差，货车多采用抗性消声器。
阻性消声器是在内部排气通过的管道周围填充吸声材料来吸收声能量达到消声目的的消声器。
对中、高频消声效果好，单纯用作汽车排气消声器较少，通常与抗性消声器组合起来使用。
阻抗复合型消声器是分别用抗性消声单元和吸声材料组合构成的消声器，它具有抗性、阻性消声器的共同特点。
对低、中、高频噪声都有很好的消声效果。
２、消声器的性能要求消声量大小以消声器的插入损失来评价。
插入损失是指装消声器前后在消声器出口某固定点测量的排气声压级之差。
D=L1-L2式中：D——插入损失，dBL1——安装消声器前在某点测量的排气声压级，dBL2——安装消声器后在某点测量的排气声压级，dB在实际测量时先测量不装消声器的排气噪声。
按插入损失定义，为保证测量点位置不变，用一根同消声器等长、管径与消声器进气管相同的空管代替消声器。
再测量装消声器时的排气声压级。
2 消声器功率损失评价发动机额定功率点的功率损失比R的计算公式为：R=（P1-P2）/P1×100%式中：P1——不带消声器而带空气管时的发动机功率，KWP2——带消声器后发动机功率，KW功率损失比要求为：重型车R≤3%；中型车R≤5%；轻型车R≤6%。
实际测量中，用直接测量消声器排气背压来评价消声器性能。
汽车消声器设计概述
汽车消声器设计概述
汽车消声器的结构主要由两部分组成，一部分是声学降噪系统，一部
分是排气系统。
声学降噪系统的设计原理是通过改变发动机排放的排气压力，从而减少发动机排放的噪声。
它采用了结构复杂的吸收、散射、反射
和振荡噪声的改善技术。
这些技术可以减少汽车的总体噪声，提高汽车的
驾驶效果。
排气系统的主要功能是把发动机排出的有害气体经过净化后排放到环
境中，减少污染。
排气系统的设计思路是通过在排气系统中加入除尘器、
废气重排系统和催化器等，从而使发动机排放的气体经过净化后，以满足
环境污染标准要求。
从目前来看，汽车消声器有很多不同类型，主要有：吸收型，振动型，反射型。
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案例：
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（3）阻性消声器
原理 利用声阻进行消声。一般是利用多孔吸声材料来制作 阻性消声器，当声波通过敷设有吸声材料的管道时， 声波将激发多孔吸声材料中众多小孔内空气分子的振 动，由于摩擦阻力和粘滞力的作用，使得一部分声能 转化为热能耗散掉，从而达到消声目的。
吸声材料
pi ( x, t )
pr ( x, t )
TL
35
m增加
30 25 20
15 10 5 0 0 2 4 6 8
TL
15 10 L=1.5 5 0 0 500 1000 1500 2000 L=2.0 L=2.5
波 数
23
（2）赫姆霍兹消声器
原理 : 利用共振吸声 ，当声波入射到共振腔口时， 因为声阻抗的突然变化，一部分声能将反射回 声源。同时在声波的作用下，孔径中的空气柱 产生振动，振动时摩擦阻尼又使一部分声能转 变为热能而耗散掉，仅有少量声能辐射出去， 从而达到了消声的目的。
2
二、排气系统消声器概述
排气系统的作用： （1）废气处理 （2）降低噪声 消声器内部的结构越复杂，其消声性能就会越好， 但是相应的动力损失和经济性损失就越大。所以，在 设计消声器的时候要整体考虑，既要有好的消声性能， 结构又不能过于复杂。
3
三 消声器的性能评价指标
1、声学性能 2、空气动力学性能 3、气流再生噪声性能 4、机械和材料方面的要求 5、工艺和外观特性 6、成本的要求
14
15
16
四、消声器的理论
抗性消声器和阻性消声属于器被动消声器。 抗性消声器包括：扩张消声器和旁支管消声器。 旁支管消声器包括：四分之一波长管、二分之一波长管、 赫尔姆兹消声器。
17
4.1 阻性消声器
18
4.2 抗性消声器
19
抗性消声器的特点
20
(1)扩张室消声器
21
22
35 30 25 20
24
分类：旁支型和同轴型
25
共振消声器传递损失为：
V
Ac
lc
ΔL=10lg
1
k2 2 f f0 f f 0
K=
GV 2S
26
K值越大，则消声量越大， 应尽量选定较大的K值； 从上述公式可以看出， K值是同共振腔容积成正比。
（3）阻抗复合式消声器
1. 在设计时,把上述的对应该消声元件进行有效地组合 起来; 2. 在组合时,按照流场与声场不同的传递路径分别加以 考虑,这样可在保证最大声传递损失时,使气流更通畅, 减少排气背压; 3. 阻性消声器对中、高频噪声的消声效果好，而抗性消 声器则适于消除低、中频噪声。将阻性、抗性两种结 构的消声器复合起来使用获得宽频带的降噪效果。 4. 不同方式的组合，可设计出不同结构形式的阻抗复合 消声器。一般情况下，是抗性部分放在前面(入口端)， 阻性部分放在后面。 5. 其它因素考虑，如位置、容积、强度、刚度、排气、
(Hz) 频 率
材料的吸声系数
材料的密度与吸声系数
29
阻性消声器，吸声材料的密度越高，吸 收系数就越大。 在吸声材料的密度相同，那么纤纬材料 的直径越小，吸声系数越高。 材料的吸声系数可用驻波管或混响时间 差测量得到。
30
阻性消声器的传递损失:
赛宾公式：
L 1.05
Pl 1.4 T S4来自3.1 声学特性5
（1）消声量
消声量是评价消声器声学性能的重要指标，一 般用以下两个参数评价： （1）传递损失 （2）插入损失
6
传递损失：一般用来评价单个消声元件。只取 决于消声元件的结构、介质的阻抗率和截面面 积。与消声元件在一个系统中的位置没有关系。 传递损失的计算：消声器入射声功率级与透射 的声功率级之差。 而插入损失与消声元件的位置有关系。
p2i ( x, t )
pt ( x, t )
p2 r ( x, t )
28
x0
xL
材料的密度与吸声系数
1 0.8
1 0.8 0.6
吸0.6 声 系0.4 数
0.2
0.4 0.2 0
0 0
0
500
1000
1500
2000
200 400 600 8001000 1200 1400 1600 1800 2000
彼洛夫公式：
L 0
Pl S
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消声器的高频失效
高频失效：高频不能很好的用平面波近似，方向性强， 以窄声束的形式沿通道传播，很少或根本不与饰面接
触，造成消声量急剧下降。
上限失效频率:
c f 上 1.85 D
式中： c — 声速，米/秒； D — 气流通道的截面直径，米。
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汽车消声器设计
张志红 2012-06-29 北京绿创
1
一 、汽车噪声
1.1汽车噪声种类 发动机噪声、进气和排气系统、轮胎噪声、车体 与空气的摩擦噪声、传动系统噪声等。 1.2 排气系统噪声原因和种类 主要是由于高压燃烧废气高速流动而形成。主要 包括基频噪声、管道内的气柱共振噪声、涡流 噪声、废气喷注和冲击噪声及紊流噪声等组成。
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插入损失：
8
（2）消声频率特性
9
3.2 空气动力性能的评价
10
1、压力损失：
11
压力损失产生的原因
根据压力损失的机理，可将压力损失产生 的原因分为2类： （1）气流与消声器的管壁摩擦产生的压 力损失。 （2）局部损失。
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2、功率损失：
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通常指的功率损失指：在发动机最大转速下的 损失。功率损失与背压直接相关，可以通过实 验得到。