汽车排气系统噪音与振动的控制

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1、汽车排气系统噪音与振动的控制汽车排气系统噪音与振动的控制1前言　　　　很多款国产汽车市场普遍反应驾驶室内振动噪音较大,通过测试,怠速驾驶员耳旁噪声为52dB,而同类车型(如威驰)仅为44dB,B级车(如丰田佳美)等一般小于40dB,为降低振动噪音,改善乘座舒适性需要对该车的NVH状况进行了全面分析,发现整车NVH状况不但与发动机、风扇、进排气系统等本身振源有关,还与发动机及排气系统这些振源的的悬挂隔振能力有关,更与车身本身结构有关,进行进一步分析研究,其中排气系统所产生的振动噪音是该车主要噪声源之一,要

2、解决整车振动噪音,对排气系统改进必不可少。　　排气系统通常是指从发动机排气歧管到排气尾管各个部件的组合(见图1),主要功能是废气处理与降低噪声。　　排气系统对整车NVH的影响主要有两个方面:　　(1)排气系统噪音:通过空气传到驾驶室内。　　(2)排气系统的振动:通过排气系统的吊挂传到驾驶室内。　　研究时,需要对这2个方面分开研究。　　　　2排气系统的噪声源　　　　排气系统的噪声源包括空气噪声、冲击噪声、辐射噪声和气流摩擦噪声。　　(1)空气噪声是发动机在运动中产生的压力波在排气管道中传播而形成的,空气噪

3、声取决于排气管道的直径,气流量一定时,直径越大,空气噪声就越稳定,它的大小取决于排气系统的结构。　　(2)冲击噪声是排气管道中不稳定的气流对管道产生冲击波而形成的。假如排气歧管弯曲的弧度太小,发动机出来的气流会对它产生强烈的冲击,从而发出砰、砰的冲击声。在管道截面积突然变化时,也会产生噪声。加在管道的过渡圆弧各渐进地改变结构的变截面积是减小冲击噪声的途径。　　(3)辐射噪声是由于排气系统的管道各消声元件被机械振动激励或者受内部流体压力波动引起振动而将声音辐射出去所形成的。主要来自三个方面:　　①机械振动

4、:发动机会带动整个排气系统振动,车体的振动就会通过挂钩传递给排气系统。排气系统中有很多薄板,如消声.Lr和ζr分别是模态质量和模态阻尼比.如果激励力的频率为ωr,则近似地有　　(2)　　对于线性系统,位移响应的幅值和频率响应函数的幅值成正比,进一步假设振型以质量矩阵归一化,各阶的模态阻尼近似相等,则　　(3)　　定义第j个自由度的平均驱动自由度位移(AverageDrivingDOFDisplacement)为　　(4)　　ADDOFD(j)可以用来预测j自由度在一般激励情况下(在

5、某个频率范围内的所有模态均被激发)的位移响应的相应大小.本方法也常应用于模态试验中对实验模型要求较高的情况.如果仅仅测试一阶模态,则平均驱动自由度位移最小点位于这一阶模型的节点处。　　　　4结语　　　　随着市场对车辆NVH性能要求越来越高,在整车前期开发过程中引入CAE分析,可以有效预测整车NVH性能,对于保证开发质量,缩短开发周期都有重要的意义.本文利用MSCNastran计算ADDOFD,能快速而有效地优化汽车排气管挂钩的位置,避免开发后期排气管挂钩受底盘和车身布置限制,无法进行位置优化的情况发生。