汽车排气消声器消声性能及其数值分析研究

论文摘要

汽车发动机排气噪声是汽车噪声的主要噪声源之一,控制排气噪声最有效的途径是在排气系统上使用排气消声器。设计高消声性能、低阻力损失的排气消声器已成为目前排气噪声控制的重要课题。复杂消声器是由若干基本消声单元组合而成。运用一维流体力学软件GT-Power对抗性消声器的基本消声单元及其结构参数进行了数值仿真计算与分析。在讨论了基本扩张式消声单元、插入管消声单元、偏置消声单元、直通穿孔管消声单元、阻性消声单元等基本消声单元对消声性能影响的基础上,着重分析了结构参数对消声性能的影响,如扩张比、扩张腔长度、扩张腔数目、插入管长度、穿孔板、穿孔管等对消声性能的影响,并得出了相应的影响规律。在所得规律及相关消声器改进设计理论、原则的基础上,计算了五十铃4JB1型柴油机排气消声器的传递损失,根据消声器的消声性能,分别采取了两种方案对消声器进行了优化设计与结构改进。通过软件仿真结果表明,经方案一改进设计后的消声器消声性能有较大改善。本文对排气消声器进行数值仿真分析,为消声器的设计提供了参考,并且为消声器的改进提供了切实可行的方法,对提高消声器的设计与分析水平具有一定的意义。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 引言
• 1.1 汽车噪声的危害及相关标准
• 1.1.1 汽车噪声的危害
• 1.1.2 汽车噪声的相关标准
• 1.2 消声器研究的国、内外现状
• 1.2.1 国外现状
• 1.2.2 国内现状
• 1.3 研究排气消声器的意义
• 1.4 本文的主要内容
• 第二章 排气噪声及消声器的基本理论
• 2.1 排气噪声的产生机理
• 2.1.1 基频排气噪声
• 2.1.2 气柱共振噪声
• 2.1.3 亥姆霍兹共振噪声
• 2.1.4 其它噪声
• 2.2 排气噪声的理论基础
• 2.2.1 声波方程
• 2.2.2 一维平面波理论
• 2.2.3 管道声学理论
• 2.2.4 计算流体动力学理论
• 2.3 消声器性能的评价指标
• 2.3.1 声学性能评价指标
• 2.3.2 空气动力性能评价指标
• 2.3.3 机械性能评价指标
• 2.4 消声器性能的分析方法
• 2.4.1 传递矩阵法
• 2.4.2 数值分析法
• 2.5 本章小结
• 第三章 抗性消声器的基本消声单元及结构参数分析
• 3.1 GT-Power软件简介
• 3.1.1 软件功用
• 3.1.2 Muffler模块简介
• 3.2 抗性消声器的基本消声单元分析
• 3.2.1 扩张式消声单元
• 3.2.2 插入管消声单元
• 3.2.3 偏置消声单元
• 3.2.4 直通穿孔管消声单元
• 3.2.5 阻性消声单元
• 3.3 结构参数对消声性能的影响分析
• 3.3.1 扩张比对消声性能的影响
• 3.3.2 扩张腔对消声性能的影响
• 3.3.3 插入管长度对消声性能的影响
• 3.3.4 穿孔板对消声性能的影响
• 3.3.5 穿孔管对消声性能的影响
• 3.4 本章小结
• 第四章 排气消声器的优化设计
• 4.1 消声器设计的技术要点
• 4.1.1 影响消声器性能的主要因素
• 4.1.2 消声器设计的技术要点
• 4.1.3 消声器设计的两个关键参数
• 4.2 消声器优化设计原则及步骤
• 4.2.1 消声器优化设计原则
• 4.2.2 消声器优化设计步骤
• 4.2.3 消声器结构型式选取
• 4.3 五十铃4JB1型柴油机排气消声器的优化设计
• 4.3.1 五十铃4JB1型柴油机简介
• 4.3.2 排气消声器模型建立
• 4.3.3 排气消声器性能分析
• 4.3.4 优化设计
• 4.4 本章小结
• 第五章 全文总结及展望
• 5.1 全文总结
• 5.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 在学期间发表的论著及取得的科研成果