汽车排气系统

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1、汽车排气系统---噪声2007年11月1PRESENTATIONOVERVIEW议程噪声的基本知识汽车排气系统（消声器）设计2声波的产生和传播-噪声的基本知识1.声音是由物体的振动产生的。—如用锤敲鼓，就会听到豉声，这时用手去摸豉面，就会感到鼓面在振动。不仅固体振动产生声音，气体和液体振动也会发出声音，如火车的汽笛声，海水的波浪声。2.声音只有在介质中才能传播。—声音不仅可以在空气中传播,在固体和液体也可以传播.3.振动在弹性介质中，以波的形式传播。这个弹性波叫做声波。—声波在弹性介质中的传播过程可用下图说明。当振动体向右侧振动时，右侧邻近部分的空气A受到挤压，密度增大，形成了密部，见

2、上图(a)。由于空气具有弹性，A处的空气又要挤压B处的空气，使B处的空气有变密的趋势。过了片刻，振动体向左振动时，A处造成了空穴，原来密集的空气向空穴疏散，使A处密度下降，形成了疏部。与此同时，由于惯性的作用，B处的空气仍然受到挤压，形成了密部。B处的空气还要向右挤压，有使C处的空气变密的趋势，见上图(b)。这样，随着振动体的振动，它周围的空气不断地疏密波动，声波不断向远方传播。但是，声波在介质中传播的过程中，质介质本身并没有传走，仅在平衡位置附近振动。3声波的产生和传播-噪声的基本知识—由于空气变密时，压强增大，变稀时压强降低，故声波的传播过程，实质上又是压力波传播的过程。这种压力波

3、作用于人的耳膜使其作相对振动，通过听觉神经使人产生声音的感觉。由于介质质点振动方向的不同，波动分为横波与纵波。横波是指质点振动方向与波的传播方向垂直的波，纵波是指质点振动方向与波的传播方向相同的波。空气中传播的声波即为纵波。4.频率、波长和声速—声源在1秒时间内完成的振动次数，称为频率，用f表示，单位为赫(Hz)。—声源振动每往复一次的时间隔，称为周期，用T表示，单位为秒(s)。频率是周期的倒数。对人耳来说，只有20-20000Hz的振动才产生声音的感觉。高于20000Hz的声波叫超声，低于20Hi的声波叫次波，人耳对超声和次声都无法感知。—传声介质质点振动一次，声波所传播的距离称为波

4、长，用λ表示，单位为米(m)。—声波在介质中的传播速度称为声速，用c示，单位为米(m/s)。声速、频率和波长之间的关系为:λ=c/f传播介质不同，声速也不同。此外，声速还随介质温度变化而改变。常温(20°C)和标准大气压下，空气中的声速为344m/s。随温度t的变化，声速为:—γ-流体的比热比；R-气体常数；T-热力学温度。—声速随温度t的变化方程，可简化为：c=331.45+0.61t。5、声波的传播—声源辐射的声波在某一时刻到达各点所形成的面，称为波阵面或波前，声波传播的方向常用声线表示。按照波阵面的形状，可把声波分为球面波、平面波和柱面波等。—球面波是以点声源为中心，在各向同性介

5、质中均匀地向四面八方辐射，因而呈现出球面的波阵面。球面波的声线为径向射线。在实际噪声控制中，许多声源均可简化为点声源来处理，如发动机排气噪声，在1m远处，可近似地认为是点声源。4声波的产生和传播-噪声的基本知识—平面波的波阵而为一平面，且在传播过程中诸波阵面彼此平行，其声线为一簇平行线，沿着一个方向传播。在汽车发动机排气管道中传播的声改可看作是一种典型的平面波。—柱面波的波阵面为同轴柱面，车辆在行驶中发出的噪声可近似地认为是柱面波。—声波在传播过程中。当遇到障碍物、不均匀介质或不同介质时，将发生反射、折射和衍射、干涉等现象。由于声波的波长变化范围很大，空气中大约从17.2.到0.017

6、2m,,相差一千倍，而且与一般物休尺寸可以相比拟.因而发生的物理现象也就比较复杂。时，将发生反射、折射和衍射、干涉等现象。—⑴声波的反射与折射当声波遇到障碍物时，有可能发生反射，反射情况与声波的波长和障碍物的大小以及表面光滑度有关。当声波波长比障碍物表面尺寸小时，很容易就反射回去。声波从介质1入射到介质2时，在分界面上，一部分声能反射回介质1，其余部分穿过界面在介质2内继续向前传播，前者称反射现象，后者称折射现象，如图所示。—反射定律:反射线、入射线和界面的法线在同一平面内，人射线与反射线分居于法线的两侧，且反射角θ1等于入射θ。—折射定律:折射线、入射线和界面法线在同一平面内，入射角

7、θ的正弦与折射角θ2,的正弦之比，等于介质1与介质2中声速c1、c2之比，即:sinθ/sinθ2=c1/c2可见，声线发生折射是由两种介质中的声速不同所决定的。因此，即使在同一种介质中，若存在声速梯度时，也同样会产生折射现象。5声波的产生和传播-噪声的基本知识—反射系数和一透射系数反射声波和折射声波的声压幅值(P1max和P2max)、声强(I1和I2)与入射声波的声压幅值(Pmax)声强(I)之比分别称为声压反射系数、声强反射系数和声压透射