汽车排气消声器的实验与改进设计'

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1、2003年3月重庆大学学报Mar．20o3第26卷第3期JournalofChongqingUniversityVoI．26No．3文章编号：1000—582X(2003)03-0126—04汽车排气消声器的实验与改进设计’刘剑，罗虹，邓兆祥，熊伟(重庆大学机械传动国家重点实验室，重庆4OOO44)摘要：通过消声器的插入损失实验，分析了微型车消声器消声后的声音频谱特征，识别出未被消声器抑制的有害噪声源。建立了该消声器的有限元模型，利用ANSYS分析软件，对消声器的声结构进行了声场分析，获得了该消声器的消声频谱特征

2、。基于实验和数值分析结果，并根据抗性消声理论改进了该消声器的结构参教及布置形式，设计出一种新型抗性消声器。对新设计的消声器的消声性能进行台架实验验证。结果表明，设计的消声器消声量提高3—5dB．关键词：消声器；实验研究；噪声控制；数值分析中图分类号：U467．48文献标识码：A一辆行驶着的汽车会发出多种噪声，按它们发声为了更有效地评价该消声器的消声效果，还准备来源的不同，可分为气流噪声、燃烧噪声、金属冲击摩了一根与消声器长度差不多的空管，并在相同位置测擦和振动噪声等。在汽车的各种噪声中，发动机排气量其噪声信号，为

3、最后计算消声器的插入损失和功率噪声是一种特别高的噪声。近年来，随着对汽车噪声损失提供可靠的数据。控制要求的提高，汽车排气消声器的设计逐步得到了1．2实验数据分析重视，然而国内对排气消声器的设计和消声特性的研对台架实验数据进行处理和分析时发现：当发动机究大都还停留在摸索阶段，主要依靠经验或者对国外转速为5000rpm，从安装和不安装消声器时的排气噪声的同类产品进行仿制；其排气消声器的消声性能难以劳页谱图(图1)中可以看出，安装消声稀括的排-气噪声谱图达到满意的效果。而汽车排气消声器设计的好坏则对中329．6Hz，4

4、90．7Hz，820．3Hz，981．4Hz，l106．0I蕾z，汽车乘座的舒适性和动力性有很大的影响J。以工l267．1I蕾z的声曰睹隋明显的降低，而161．1的声压却程课题为背景，利用实验研究和计算机仿真技术，对某没有得到足够的降低，说明原消声器在该低频处消声量一车型的排气消声器进行了改进设计，探讨消声器结不足。并且在高频(2CO0Hz以上)有通过频率使消声量构设计的一些方法和手段。不足，从而影响其整体的消声性能。1消声器台架实验分析幡售颚旱№731∞．S．S’．·五l．Z1．1实验条件S，．蝣嚆．e”．●H

5、●●．-、5O．51’∞．O为了详细了解和掌握该车型消声器消声性能的优钉．9日lI27．957．，Bl，e’．3劣，进行了详细的消声器插入损失和功率损失实S7．∞1砷．tH11；曲．t．验。实验时将原消声器安装在发动机实验台上，扭^富矩负载为发动机全负荷状态，发动机台架控制转速从幅售颤翠呻．孵4907l500rpm开始，每隔100rpm的转速递增，直到550086．皓161．t％．636S1．’rpm为止。由于所采用的实验台架不是专门的振动噪0S．'，3z，．6∞．’'嘲．a声实验台，发动机工作时的噪声较大。因此

6、，对该实验帕．1fll1％．R∞．1’，日1．'●2．9Bl2竹．t台的动力源部分进行了隔声处理，使实验台本身的噪●1．∞1311．0R冒声大幅下降，以满足噪声测量的要求。根据国标的测量要求，传声器位置布置在离地高度为lm，距离消声图1发动机转速5000rpm时消声器与空管的频谱对比图器(或空管)的排气口0．5m处，传声器的轴线正对消(上图为安装消声器的频谱图，下图为安装空管的频谱图)声器(或空管)的排气口，并与消声器轴线成45。夹角。同时，对所得实验数据做差谱分析(见图2)发现，·收稿日期．2002—12—14

7、作者简介：刘剑(1975一)，男，重庆人，重庆大学硕士研究生，主要研究方向为车辆振动与噪声控制。第26卷第3期刘剑等：汽车排气消声器的实验与改进设计l27冲气流还会激发消声器构件(如外壳和隔板等)，产生幅值频率M．9，336．，金属敲击似的另外一种再生噪声，同发动机排气噪声27．58673．8．1日87B．，频率的高次谐波频率一样，形成高频噪声。2s．1171．，2s．1，1127．，Z●，b83s．0针对现有消声器排气噪声的特点，根据所需要的∞．●3l·●“．0．6。∞B．1消声频谱特性，采用阻抗复合式消声器结

8、构。抗性消Z1．8，12ls．8Z1．79l5∞．8Z1．3’，％．1声器的突出优点是结构简单可靠、消声频率特性可以选择。可是，对于汽车发动机这样工况多变的排气噪声，本来就是很宽频带的噪声，加上发动机转速和负荷的变化，简单的单节抗性消声器是不能满足全面消声要求的。只有将几种不同特性的基本消声结构合理的图2发动机转速5000rpm时消声器组合在一起，成为复合结构，使前者的通