发动机工作过程和排气消声器耦合研究

基于Virtual.Lab的汽车排气消声器性能仿真研究的开题报告

基于b的汽车排气消声器性能仿真研究的开题报告一、研究背景随着汽车产业的发展，汽车市场对汽车的噪声和排放标准越来越高。

其中，排气消声器是降低汽车噪声和排放的一种重要装置。

因此，对汽车排气消声器的研究与分析具有重要的意义。

目前，虚拟仿真技术已经成为汽车部件的设计和开发中的重要手段之一，因此，利用虚拟仿真技术开展汽车排气消声器性能仿真研究，具有重要的现实意义和应用价值。

二、研究内容与研究目标本研究将基于b软件平台，对汽车排气消声器的性能进行仿真研究，包括流场分析、声场分析和振动分析等方面。

具体研究内容如下：1.基于三维模型和有限体积法建立汽车排气消声器的物理模型；2.基于传热传质理论，分析消声器内部的流场特性；3.基于声学理论，分析消声器的声学性能；4.基于结构力学理论，分析消声器的振动特性；5.通过数值模拟与实验结果的比对和分析，验证b平台的计算精度和稳定性。

本研究的目标是，通过对汽车排气消声器性能的虚拟仿真分析，为汽车排气消声器的优化设计和性能改进提供基础和理论支持。

三、研究方法和技术路线1.建立汽车排气消声器的三维物理模型；2.进行流场分析，采用有限体积法求解流体动力学方程，计算消声器内部的流场特性；3.进行声学性能分析，采用有限元法求解声学方程，计算消声器的声学性能；4.进行振动分析，采用有限元法求解结构力学方程，计算消声器的振动特性；5.将流场、声学和振动分析的仿真结果进行综合，并与实验结果进行比较分析；6.得出汽车排气消声器性能优化方案，并进行仿真验证。

四、研究意义和创新点1.通过虚拟仿真技术分析研究汽车排气消声器的性能，为汽车排气消声器的优化设计和性能改进提供理论支持；2.利用b软件平台开展汽车排气消声器性能仿真分析，对该软件的计算精度和稳定性进行验证；3.通过仿真分析得出消声器的优化方案，为实际生产和应用中的汽车排气消声器提供更加优化的性能。

五、预期成果1.建立汽车排气消声器的三维可视化模型；2.对消声器内部的流场、声场和振动特性进行分析并提出优化方案；3.验证b软件平台在汽车排气消声器性能仿真分析方面的计算精度和稳定性；4.撰写汽车排气消声器性能仿真研究论文，并参加相关学术会议进行交流和分享；六、计划进度第一年：完成研究方案的设计和模型建立；第二年：完成流场分析和声学性能分析的仿真计算；第三年：完成振动分析的仿真计算，撰写成果论文并参加学术会议进行交流和分享。

柴油机SCR催化转化消声器的消声性能

ＡｃｏｕｓｔｉｃＰｅｆｏｒｒｍａｎｃｅｏｆＳＣＲＣａｔａｌｙｔｉｃＣｏｎｖｅｒｔｅｒＭｕｌｅｆｒｏｆＤｉｅｓｅｌＥｎｇｉｎｅｓ
ＷＡＮＧＺｈｅｎｇ－ｌｕｎ，ＬＩＢｉｎｇ，ＬＵＧｕｏ — ｄｏｎｇ，ＺＨＡＮＧＴｉｎｇ，ＺＨｏＵＸｉａｏ－ｙａｎＫＯＮＧＦｅｎ－ｘｉａ
１８８
柴油机ＳＣＲ催化转化消声器的消声性能
２０１ — １３５５（２０１３）０６ — ０１８８ — ０４
柴油机ＳＣＲ催化转化消声器的消声ｌ，ａ土．１－／月－￣１匕５
王争论，李兵，陆国栋，张婷，周小燕，孔芬霞
（杭州银轮科技有限公司，杭州３１００１３）
摘要：采用声学有限元法对抗性消声器进行模拟，分别研究侧置进气插入管和穿孔管消声器的消声性能。以侧置进气插入管为基础，对末端腔体不同布置形式进行研究。然后将ＳＣＲ催化剂载体耦合到消声器中，计算出ＳＣＲ催化转换消声器的传递损失。结果表明，该催化转换器具有较好的消声效果。关键词：声学；ＳＣＲ催化转化消声器；有限元法；传递损失中图分类号：ＴＫ４２２；ＴＢ５３５￣．２文献标识码：ＡＤＯＩ编码：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００６－１３３５．２０１３．０６．０４１

赫尔姆兹消音器在汽车排气系统中的应用

赫尔姆兹消音器在汽车排气系统中的应用发表时间：2020-10-27T02:56:58.283Z 来源：《防护工程》2020年19期作者：金铭君[导读] 使用GT-Power计算软件分析传递损失以辅助消声器设计，降低车内特定转速噪音，使轰鸣音消失。

国家知识产权局专利局专利审查协作天津中心天津市 300300摘要：本文对某型号汽车内特定转速排气轰鸣音问题开展研究，通过对其排气噪声进行频谱分析，设计赫尔姆斯消音器以提升特定频率的消声性能，为消除汽车内轰鸣音提供了一种优化途径，使用GT-Power计算软件分析传递损失以辅助消声器设计，降低车内特定转速噪音，使轰鸣音消失。

关键词：赫尔姆兹；消音器；汽车；排气系统引言对于汽车来说，排气系统是一个重要组成部分，其不仅会在一定程度上影响着发动机的经济性能和动力性能，其同时还对整车的NVH 性能具有决定性影响。

近年来随着人们生活水平的提升，对于汽车舒适性能的要求逐渐提高，车内噪声是影响舒适性的重要指标，因而通过排气噪声优化能够从一定程度上改善车内噪音，提高人们乘坐汽车的舒适性。

本文针对某型号汽车内排气轰鸣音以及排气流动噪声声等相关问题，通过仿真分析进行排气噪声优化设计，对现有的排气系统提出改进。

1问题分析根据杨德银等人的研究，以某型号汽车作为研究对象，其各档位加速和空挡踩油门过程中，在其发动机转速达到每分钟1200转时，在驾驶室内会有感受到明显的轰鸣音，致使乘客感受到明显的耳膜眩晕感，影响乘车舒适性。

在静音转毂实验测试过程中，接入消声器之后能够减弱排气噪声，经过NVH处理之后同样以每分钟1200转的转速运行，结果发现，车内轰鸣音明显消失，进而判断是由汽车排气系统导致的，如下图所示为屏蔽噪声前、后车内噪声变化情况。

在该公式中为消声器的容积，为频率用。

通过计算，消音器的容积应当高于7.5升。

对消声器而言，传递损失和插入损失是衡量汽车排气系统NVH性能的主要指标，本研究利用传递损失进行对排气系统的消音性能进行评价，其计算公式如下所示：对上述优化结构进行声学仿真分析，计算结果显示经过优化之后的前级消声器在40赫兹频率下的传递损失可增加到24.2分贝；前、后级消声器耦合后在40赫兹频率下的传递损失则可提高至28.2分贝，该优化构型针对40赫兹的特定频率具有良好的降噪效果。

CAE-发动机解决方案

发动机解决方案1发动机概述1.1综合性能进展（一）用于机车船舶及固定式装置的中低速柴油机在中、低速大型动力装置中几乎毫无例外的采用柴油机。

（二）高速车用发动机由于能源和环境形势的严峻，车用发动机的生产和使用都受到排气净化法规和燃油耗法规的严格限制，这种限制促进了内燃机技术水平的提高和各种新技术的开发研究与应用，使车用发动机达到一个新的水平。

1、车用汽油机汽油机仍是汽车发动机的传统机型，升功率高，工作柔和平稳，噪声低，比容积小，比质量轻，在轿车和轻型车上仍占有优势。

为满足排放法规并达到良好的燃油经济性，汽油机采用了高空燃比、稀混合气燃烧系统、多气门技术、燃油喷射系统等技术，得到了长足发展。

2、车用柴油机通常柴油机车的运行油耗比汽油机要低30~40%，所以近年来国际上明显的发展趋势是大量发展柴油机车，即使在轿车领域，柴油机的渗透量也在逐年增加。

（三）小型通用柴油机为耕耘机、拖拉机等农业机械配套二发展起来的，大致分为卧式和立式两大类。

立式柴油机由于作业机械向大型发展，以及考虑到改善操作条件，并满足小型、高速、大功率以及低振动、低噪声等方面的要求，正向多缸机发展，可用于农业以外的一般工业用途，也是车用柴油机激烈竞争的对象。

1.2基本构造及工作原理1.2.1构造骨架：机体、气缸套、曲轴箱、气缸盖、油底壳两大机构：曲柄连杆机构、配气机构五大系统：进排气系统、燃料供给系统、润滑系统、冷却系统、起动系统1.2.2工作原理1.3市场及发展柴油发动机是目前产业化应用的各种动力机械中热效率最高、能量利用率最好、最节能的机型，它已经成为汽车、农业机械、工程机械、船舶、内燃机车、地质和石油钻机、军用、通用设备、移动和备用电站等装备的主要配套动力。

由于其行业覆盖面较广，因此，柴油机行业和国家整体经济走势密切相关。

2011年2011年我国柴油机十强企业分别为玉柴集团、一汽集团、淮柴、全柴、东风汽车、东风朝柴、云内动力、重汽集团、江西江玲、山东莱动，其产、销量分别占柴油机总产、销量的85.39%和85.92%，行业集中度高，柴油机十强企业基本代表柴油机市场的整体状况。

论文《汽车排气系统零件浅析》

自 20 世纪 70 年代后期，汽车排放法规日益严格，为改善催化效率，降低排放，不断地
-4-
提高发动机排气温度，排气歧管工作温度由 750～800℃提高到 900～950℃，甚至更高。为
提高燃油经济性，也需减轻车重。排气岐管由普碳钢转换为不锈钢，消声器废气温度提高，
加重了腐蚀程度，也必须采用不锈钢。
function and principle,the processing technology, it also analyzes the characteristic of the exhaust system’s parts, it should offer some useful suggestions to deal with the exhaust system’s parts purchase effectively.
图1 前排管总成：连接发动机上的排气歧管，将废气导出（如图 2）；
图2 中排管总成：连接前排管总成，进一步将废气导到消音器（如图 3）；
-1-
图3 消音器：连接中排管，将废气排到大气中（如图 4）。
图4 为了使发动机尾气中的有害成分转化成无毒、无害的气体，排气系统中有一个重要的零件叫三元催化转化器，俗称触媒，它的作用就是通过化学催化，将尾气中的 NO2、CO 等转化成 N2、H2O 和 CO2。三元催化转化器通常是焊接或锁付在排气管中。针对越来越高的排放要求，为了更充分地发挥催化剂的活性，现在的触媒基本上都分成两级，即我们通常讲的前级和后级触媒。前级触媒学名上叫紧耦合式触媒，而后级叫底盘式触媒。当前级触媒分布在排气歧管内，又叫岐管式触媒。东南汽车现行的三种触媒布置形式： 1、歧管式+底盘式：如菱帅自动档车型、菱绅、戈蓝（如图 5）

comsol 吸收式消声器

吸收式消声器本案例描述内燃机消声器压力波传播过程，目的是表明如何分析声阻抗衰减情况。

介绍该示例描述了用于内燃机的消声器中的压力波传播。

这里使用的方法通常适用于分析传播的压力波的阻尼以及确定给定系统的传输特性。

该模型显示了如何分析压力声学中的电感和阻尼阻尼。

主要输出是50 Hz-1500 Hz频率范围内的传输损耗。

它被表示为连续曲线并且在1/3倍频程带中给出。

还可参见消声器中的应用Eigenmodes，其计算消声器的主腔室中的传播模式。

模型定义图1所示的消声器由一个24升的谐振腔组成，每端有一个中心排气管。

该模型首先设置假设腔室是空的。

其次，它衬有15毫米的吸收玻璃棉。

图1：内衬消声器的几何形状，内衬是主消声器体积中的外层。

废气通过左管进入并通过右管离开。

域方程该模型使用压力声学，频域接口解决频域中的问题。

模型方程是针对声压p的Helmholtz方程的略微修改的版本：其中ρ是密度，c是声速，ω是角频率。

在被建模为Poroacoustics域的吸收玻璃棉中，阻尼以复声速度cc =ω/ kc和复杂密度ρc= kc Zc /ω进入方程，其中kc是复波数，Zc等于复阻抗。

这是用于多孔区域的所谓的等效流体模型，其中损耗以均匀化的方式建模。

对于具有刚性骨架的高度多孔材料，Delany和Bazley的公知模型估计这些参数作为频率和流动电阻率的函数。

使用Delany和Bazley的原始系数（参考文献1），表达式是其中Rf是流动电阻率，其中ka =ω/ ca和Za =ρaca分别是空气的自由空间波数和特征阻抗。

这是Poroacoustics域特征中默认选择的多孔模型。

根据当前的情况，这里可以选择几种多孔模型。

您可以在表中找到流动电阻率，参见例如参考文献。

4或通过测量。

对于玻璃羊毛状材料，Bies和Hansen（参考文献2）给出了经验相关性其中ρap是材料的表观密度，dav是平均纤维直径。

该模型使用相当轻质的玻璃棉，ρap= 12 kg / m3，dav =10μm。

单扩张腔消声器流场特性与温度场研究

流动的控制方程如下：］连续方程，
的设计通常要兼顾３方面的要求［。个１］（）在噪声的较宽频率范围内应具有足够大１
的消声量。
＋）０去（＝
动量方程，
（）消声器对气流的阻力损失要小，有良２即
柴油机排气消声器是船舶动力系统的重要组成部分，消声器的性能评价主要采取３项指标，即
声学性能、空气动力学性能和结构性能。消声器
为理想气体的可压缩湍流流动，用对Ｎａｉ－采ｖｒｅ
Ｓｏｅ方程作时间平均处理，出可压湍流平均ｔｋｓ写
总第２９期４２１０１年第６期
交
通
科
技
ＴｒｎｐｒａｉｎＳｉｎｅ＆Ｔｅｈｏｏｙａｓｏｔｔｏｃｅｃｃｎｌｇ
Ｓｒａｏ４９ｅｉｌＮ．２Ｎｏ．６Ｄｅ．ｃ２Ｏｌｌ
单扩张腔消声器流场特性与温度场研究
散率￡。［当柴油机排气温度较高时，消声器外壁与外
简单膨胀腔消声器简图如图１。
界空间环境进行换热，准确计算消声器内部及为壁面温度场，对消声器内部、面和外界环境做应壁
图１简单膨胀腔消声器
价值。
＋蓍一］ｆ＋Ｓ
ａ
－－
能量方程，
（）ｆ（，＝ｐ＋￣Ｐｕｘｕ）－

排气背压预测及其对发动机性能的影响研究

排气系统的功用是将发动机产生的废气排出发动机并排到大气中去。在排气系统的开发过程
中，排气背压是排气系统设计的关键设计目标之
一
成为排气背压预测的重要手段，文献［— １２５分别利用模拟软件对催化器、消声器和后处理等系统的背
ｅｈａｓｙｓｅｄｅｉｎ．ｘｕｔｓｔｍｓｇＫｅｙｗｏｒｓ：ｘｕｓｃ－ｐｅｓｅ；ｕｍｅｉａｉａｉｎ；ｘｅｉｅｔｅｇｉｅｄｅｈａｔｂａｋｒｓｕｒｎｒｃｌｓｍｕｌｔｏｅｐｒｍｎ；ｎｎ
Ｏ前言
ＡｂｔａｔＥｈｕｔａｋｐｅｓｒｆｔｅｃｔｌｔｏｖｒｅ，ｆｅｎｉｅｆａｃｒａａｅｏｅｓｇｔｙｕｉｇＳｓｒｃ：ｘａｓｃ — ｒｓｕｅｏａａｙｉｃｎｅｔｒｍｕｒａｄｐｐｓｏａｔｒｔｄｐｗｒｗａｏｓｎＴＡＲ－ＣＭ＋ｂｈｃｌｂＣｓｆｒｏｓｌｔｎｏｅａｔＴｅｖｌｅｕｔｏｕｒａｉｌｔｎｗａｏｆｍｅｙｅｇｎｅｅｔＴｅｂｃ－ｒｓｕｅｗａｏｔｅｔｉａｅａｄｆｒｃｓ．ｈａｉｒｓｌｆｎｍｅｉｌｓｍｕａｉｓｃｎｒｄｂｎｉｅｂｄｔｓ．ｈａｋｐｅｓｒｓｗａｍｕｄｃｏｉｆｒｅｅｕｅａｅｎｅｈｕｔｔｌｔｒｐｉｚｔｎ．ｈｎｌｅｃｎｅｇｎｏｒａｄｆｅｏｓｍｐｉｎｗａｏｄｃ．ｈｅｕｔｕｔｒｄｃｄｂｓｄｏｘａｓｓｎｃｕｅｏｔｍｉａｉＴｅｉｆｎｅｏｎｉｅｐｗｅｎｌｎｕｔｓｃｎｕｔＴｅｒｓｌｈｒｏｕｕｃｏｓｏｈｔｈｎｉｅｐｗｅｓａｓｄａｏｔ１％ａｔｄｐｗｒａｄｔｅｆｅｏｓｍｐｉｎｗｓｉｒｖｄＴｅｓｄｅｕａｅｐｔｅｈｗｓａｅｅｇｎｏｒｔｔｗａｉｅｂｕ５ｒｔａｅｏｅｎｕｌｎｕｔａｒｈｃｏｍｐｏｅ．ｈｔｙｒｓｈｃｎｈｌｕｈ

汽车排气系统毕业设计

汽车排气系统毕业设计篇一：车辆排气系统设计规范车辆排气系统设计规范车辆排气系统设计规范1、目的随着环保法规对车辆排放的要求越来越高，排气系统在车辆的系统组成和系统设计中，越来越占有重要的地位。

为使排气系统满足各阶段国家及地方法规的要求，提高对排气系统的设计和制造质量水平，需对车辆的排气系统的设计提出较规范的要求，以便在设计和制造过程中，参照执行。

2、设计规范2.1 排气系统及消声器的设计输入2.1.1 车辆产品的排气系统的配置和走向，依所配车辆的总体结构布置的需要来设计。

而消声器的性能开发则需要依所配发动机及其对排气系统的具体要求。

在初步设计选型时，应将发动机的有关性能参数及其上的关键件的基准要素等（如曲轴箱后端面与曲轴主轴线的交点坐标、动力线偏移量及倾角等），作为设计条件输入设计，作为消声器选型及性能开发的依据之一。

并根据国家、地方及企业有关法规和标准的要求，对系统和消声器的性能设计目标提出要求，见附录1。

2.1.2 排气系统及其消声器在进行初步选型设计时，必须对系统进行结构方案分析和匹配计算分析，并提供选型设计分析报告，见附录2。

2.2 设计原则2.2.1 排气系统及其消声器的设计，应使排气阻力尽可能的小，以使其对发动机的功率损失尽可能小。

2.2.2 排气系统及其消声器要有较好的音质和较低的音强，即应有较大的插入损失。

2.2.3 排气系统及其消声器要有较好的外观和内在质量及较长的使用寿命。

2.3 排气系统的设计要求和布置2.3.1 排气管内径的确定在结构布置允许的情况下，排气管内径应尽可能大些，以降低管道内得气流速度，减少气流阻力产生的功率损失和再生噪声。

一般应≥发动机排气歧管出口内径。

或根据发动机排量等参数，按公式计算初步确定排气管内径。

D=2 Q/ （1）式中：Q—发动机排量； V—气流速度，一般取 50~60 m/s 。

2.3.2 排气管的布置和转弯，应使排气尽可能顺畅。

管的中心转弯半径一般应≥（1.5~2）D，其折弯成型角应大于90o，以大于120o为宜。

汽车发动机的工作原理和总体构造

燃机。２按使用燃料分类：、可分为汽油机、油机、体燃料发动机、气柴气煤
０１程： —过进气１２－过程：压缩
３过程：膨胀
４１－过程：排气
四冲程汽油机的工作过程三、动机的总体构造发
远的影响。发动机的分类
一
、
发动机是将自界某种能量直接转化为机械能并拖动某些机械进然行工作的机器。将热能转化为机械能的发动机称为热力发动机，内燃机是热力发动机的一种，其特点是燃料或气体燃料和空气混合后直接输入机器内部燃烧而产生热能，然后转变为机械能。内燃机广泛用于飞机、船舶以及汽车、拖拉机、克等各种车辆上。但内燃机要使用石油燃坦
科技信息
专题论述
汔车发动栅的工作原理和总傩构造
菏泽安源黄河水利工程维修养护有限公司第四分公司陈惠民
［要］摘汽车是由动机，发底盘，车身以及电器与电子设备四大部分组成。发动机是汽车的动力装置，它将燃料燃烧产生的热能转变为机械能，人们通常把发动机比作汽车的心脏，由此可见发动机在整个汽车中的重要性。［关键词］发动机工作原理结构汽车自１世纪末诞生至今ｌ０９Ｏ余年期间，汽车工业从无章。汽车是数量最多、最普及、用范围最广、应运输量最大的现代化陆地交通工具。目前，全世界有几亿辆汽车在陆地上行驶，并且以每年几千万辆的速度增长。可以断言，没有哪种机械产品像汽车那样对人类社会产生如此广泛深