资源描述：
《基于排气消声器设计相关问题探究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、基于排气消声器设计相关问题探究 摘要：噪声污染是现代城市环境三大公害之一，城市交通是导致这种污染的重要根源，控制和减轻城市交通噪声，降低车辆在运行中的声音，特别是排气噪声，研制具有良好消声性能的排气消声器对噪声的控制具有重要的意义。本文主要详细的论述了汽车排气消声器的设计，介绍了汽车排气消声器的性能评价方法及其尺寸参数对消声效果的影响。本文在此提出了自己的一些建议。关键词：汽车；排气消声器；设计；性能；中图分类号：F407.471文献标识码：A文章编号：前言排气噪声是汽车最重要的噪声源,用排气消声器控
2、制汽车的排气噪声是切实有效的降噪措施,其设计水平对汽车的噪声质量指标有很大影响。研究设计消声效果好、功率损失低、结构工艺性合理的排气消声器是很有必要的。本文提出的消声器设计的基本原则及方法,对消声器的设计具有指导作用。一、汽车排气消声器的要求及其性能评价指标分析1、汽车排气消声器的主要技术要求：1)消声性能好,消声量频率特性尽可能与必需的消声量频率特性一致;2)对排气气流的阻力尽可能小,6从而不致影响发动机的动力性能及经济性能;3)具有合理的空气动力性能,在高温高速脉冲性排气气流作用下不产生任何形式的再
3、生噪声;4)具有一定的强度、刚度和较长的使用寿命;5)结构紧凑,体积小,重量轻,工艺性好,成本低。2、汽车排气消声器性能评价指标。一是消声性能评价。评价消声器的消声性能常使用传递损失TL(Trans-missionLoss)和插入损失IL(In-sertLoss)两种参数。传递损失是指消声器的进口处声功率级和出口处声功率级之差。插入损失是指装上消声器前后,排气口同一测点处声压级之差。传递损失的特点是能反映消声器本身的传递特性,而不受声源管道系统和消声器尾管的影响,即与声源和消声器出口端的声阻抗无关。而插
4、入损失则和声源及消声器出口端的声阻抗有关。因此,传递损失和插入损失在数值上略有差别。此外,传递损失测量比较复杂,插入损失测量比较简单,一般以插入损失作为消声器消声性能的评价指标。载重汽车排气消声器的插入损失一般为20-30dB(A),小轿车的插入损失为30~40dB(A)。消声器由各种声学元件组成,常用的声学元件有直管、截面扩张、截面收缩、内插管扩张、内插管收缩、穿孔管扩张、穿孔管收缩、穿孔板及共振腔等。消声器总的传递矩阵为构成消声器的各声学元件传递矩阵的乘积。二是阻力损失评价。消声器阻力损失是指气流通
5、过消声器时,消声器进出口端总压差。6二、汽车排气消声器的设计分析1、消声器型式的选择。排气消声器有阻性消声器、抗性消声器及两者结合的阻抗复合型消声器。阻性消声器借助于装在管壁上的吸声材料(如玻璃棉、岩棉和毛毡等)或吸声结构的吸声作用达到消声的目的。这种消声器对中高频噪声有较好的消声效果,但对低频噪声消声效果差。抗性消声器是利用管道的突然扩张、收缩或旁接共振腔,使沿管道传播的噪声在截面突变处有一部分向声源反射回去,而不通过消声器,这种消声器对中低频噪声消声效果好,高频较差。阻抗复合型消声器是综合上述两种消
6、声器的特点制成的,即将扩张室、共振腔和吸声材料组合在一起构成消声器,因而这种消声器在很宽的频率范围内都有良好的消声性能。由于阻性消声器及阻抗复合型消声器均加有吸声材料,这些吸声材料易被高温排气熔化,或被炭烟、油泥堵塞而使消声性能下降。因此,一般不选用这两种消声器作汽车的排气消声器。从对汽车排气消声器的要求看,采用抗性消声器最为合适。因为它是金属结构,耐高温、耐腐蚀、耐气流冲击、成本低、寿命长。为了弥补其高频消声效果差的缺陷,一般采用穿孔管、穿孔板及多级组合等对高频消声效果好的结构。2、消声器总容积选择在
7、设计消声器时,首先要确定消声器的容积。据目前大多数汽车统计资料看,消声器总容积与发动机排量之比大多在3-5(4)6之间。从发动机发声的能量来看,发动机的排量越大,它的废气量也越多,排气噪声的能量也就越大,要消声达到国家标准规定的允许值就必须用大容量的消声器。3、消声器腔数的选择。单腔消声器很难满足发动机排气噪声消声量的要求,实用的发动机排气消声器大多由2-4腔组成。消声量并不是随腔数的增加而按比例增加的。相反腔数越多,排气背压大,消声器的功率损失也越大,同时消声器的结构、重量、工艺性能都差。因而超过4腔
8、将是得不偿失的。消声器腔数选择原则是在满足消声量要求的前题下,尽量选用腔数少的消声器。4、消声器第一腔容积的确定在消声器总容积一定的条件下,适当增加第一腔的容积分配可以改善消声器的消声性能。此外还可以降低气流的脉冲性,使气流参数有充分的平衡空间,从而减少气流流动阻力损失。5、消声器尾管尺寸及末端出口形状的选择消声器的尾管对消声量及功率损失都有一定的影响。一般讲,为获得好的消声效果,尾管应细而长,但过细会增加尾管中的气流速度。气流速度v增加,
