柴油轿车排气消声系统匹配及优化设计.pdf

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1、2011年第4期(总第124期)内燃机与动力装置I．C．E&Powerplant【设计开发】柴油轿车排气消声系统匹配及优化设计刘法永(奇瑞汽车股份有限公司发动机工程研究院，安徽芜湖241009)摘要：随着形式发展需要，柴油机动力轿车也开始逐渐进入中国市场，由于消费者对柴油机的传统印象不好，所以在NVH性能，特别是排气噪声处理上格外谨慎，本文介绍了轿车由汽油机换为柴油机后对排气系统进行的更改设计，并通过试验结合GT—POWER软件对设计进行了优化、验证，在不改变排气系统整体走向和布置边界的情况下，最终设计的排气系统满足各方面性能的要求。关键

2、词：柴油机；排气系统；消声器中图分类号：TK421．6文献标志码：A文章编号：1673—6397(2011)04—0020—06MatchingandOptimizingofDieselEngineCarExhaustSystemLIUFa——yong(EngineEngineeringResearchInstituteofCheryAutomobile，Wuhu241009，China)Abstract：Asautomobilebusinessdevelops，dieselenginedrivenauto—carshavebeengra

3、dual-lyinChinesemarket．Becauseconsumershashavepoorimpressionondieselengines，NVH，espe—ciallyexhaustnoisetreatmentshouldbeconsideredgreatly．Thisarticleintroducestheoptimizedde—signofexhaustsystemwhilethegasolineauto—carsaremodifiedtodieselcars．Thisdesignisvali—datedthroughe

4、xperimentwithcombinationwithGT—POWERsoftware．Finally，designedexhaustsystemissatisfiedtoperformancerequirementswithoutchangetoexhaustsystemarrangementandlimit．KeyWords：Diesel；ExhaustSystem；Muffler有率基本为零，受国际环境及能源和环保压力影响，引言国内有几家厂商也已经推出柴油轿车和SUV。由于柴油机技术的快速发展，现代柴油机技术柴油机与汽油机的工作原

5、理不同，与汽油机相在尾气排放方面完全可以做到和汽油机及其他代用比，柴油机工作粗暴，振动噪声较大，目前国内大多燃料同样的清洁，同时，加上柴油发动机本身具有的数消费者对柴油车的认识还停留在以前黑烟滚滚、传统优势，如高可靠性、优越的动力性能、低油耗和噪声无法忍受的传统观念上，对柴油轿车有一定抵柴油更高的能量转化率、低二氧化碳排放和低运营触情绪。这也是柴油动力轿车推广的最大障碍。所成本，在能源危机与全球温室效应的压力下，轿车柴以当一款轿车的发动机改为柴油机后，排气消声系油化日益普遍，特别是在汽车工业发达的欧洲得到统需要进行一系列的更改设计和优化，

6、以满足各方普及，根据欧盟的统计，欧盟主要国家的柴油轿车市面的性能要求。本文的主要内容是轿车由汽油机更场份额从1991年的16％快速增长到目前接近50％改为柴油机后排气系统的设计更改及优化趋势，并的状态。在日本和美国，柴油轿车所占的比重也日通过GT—POWER软件结合试验来验证优化效果。趋升高。但在国内，到目前为止，柴油轿车的市场占作者简介：刘法永(1980一)，男，山东莱芜人，大学本科，助理工程师，主要研究方向为内燃机排气系统。2011年第4期刘法永：柴油轿车排气消声系统匹配及优化设计‘2l‘式中，

7、s为斯托哈尔数j，是与流场的不定常性有

8、1排气噪声的产生机理关的数，无量纲；为废气流经管口的流速；d为气道排气噪声是发动机气体动力噪声中最主要的，口径。按其产生机理可分为基频噪声、气柱共振噪声、歧管1．4亥姆霍兹共振噪声处的气流吹气声、亥姆霍兹共振噪声、喷注噪声和冲如果一个封闭容积为的空腔，通过一根截面击噪声以及管道壁面处的紊流噪声。为s，长度为z的管道与大气相通，就形成一个共振1．1基频噪声系统，称为亥姆霍兹共振腔。内燃机排气门打开时，基频噪声是内燃机每一缸排气门打开时，废气气缸与排气道、排气管就组成一个亥姆霍兹共振腔，从缸内突然高速喷出，气流冲击到排气道内气门附废气流动激发

9、的噪声中与共振频率一致的频率成分近的气体上，使其产生压力巨变而形成压力波，从而在这个共振腔中得到充分放大，于是内燃机噪声频激发出噪声。每缸排气在指定相位周期性地进行，谱中的这一频率就显得很突出