方箱式两腔体消声器性能优化研究.pdf

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1、第54卷第1期V01．54No．1农业装备与车辆工程AGRICULTURALEQUIPMENT&VEHICLEENGINEERING2016年1月January2016doi：10．3969／j．issn．1673—3142．2016．01．005方箱式两腔体消声器性能优化研究杨志刚(710200陕西省西安市陕西重型汽车有限公司汽车工程研究院)[摘要]在理论及数值模拟的基础上分析消声器内部结构对整体性能的影响，获得其压力场、速度场、温度场，分析内部流动及分布。通过摸态计算找到失效原因，依据仿真结果优化设计，分析认为原消声器焊

2、接为断续焊，导致板与板之间存在间隙，高速气流通过时，会产生异响；尾管只有一圈焊缝固定，两端为悬臂结构，．Y-作状态下两端晃动．焊缝最终以疲劳破坏。针对以上问题进行优化，进行实车压降试验。[关键词]数值模拟；压力损失；传递损失；实验测试【中图分类号】U464．134+4【文献标志码]A【文章编号]1673—31425016)01—0019—04OptimizationResearchonPerformanceofTwo-chamberMufflerwithSquareBoxBodyYangZhigang(ShaanxiHeav

3、yDutyAutomobileCo．，Ltd．，Xi’anCity，ShaanxiProvince710200，China)[Abstract]Inthispaper，onthebasisofthetheoryandnumericalsimulationanalysisofmufflerstructureinfluenceontheoverallperformance，thepressurefield，velocityfieldandtemperaturefieldareobtained，theflowanddistribu

4、tionareanalyzed．Bymodalcalculation．thefailurereasonisfoundandoptimizationdesignisconductedaccordingtotheresultsofsimulation．Basedonanalysis，it'sconsideredthattheoriginalmufflerweldingisdiscontinuouswelding，causinggapbetweenplates．Whilehish-speedairflowpasses，asound

5、isproduced；thetailpipeisfixedonlybyonelapweld，withthebothendsascantileverstructure．Duringworking，bothendsshake，andtheweldisdamagedbecauseoffatigue．Tosolveaboveproblems，pressuredroptestofrealvehicleiscarriedout．[Keywords]numericalsimulation，pressureloss，transmission

6、loss，experiment0引言消声器是内燃机排气系统应用最广泛的消声装置，也是减少发动机排气噪声最简单、最有效的方法。但是加装消声器以后会对发动机产生负面影响，排气阻力增加。影响发动机的动力性和经济性。近年来，计算机能力的提高，计算声学和计算流体动力学的发展。为消声器声学和空气动力学特性的研究提供了良好平台。也为消声器结构设计和优化创造了条件。研究排气消声器主要涉及到气体流动、传热、振动、声学以及发动机性能等多个方面的学科．必须给予足够的重视⋯。早期由于技术手段有限。研究工作基本以实验为主。设计者根据产品的要求，查询有

7、关资料确定参数，凭个人经验进行设计，经过试验验证最后达到要求即可。本文在理论及数值模拟的基础上基金项目：2012年省级工业领域重大科技成果产业化项目陕工信发[20121371号收稿日期：2015一11—25修回日期：2015—12-07进行消声器的优化设计，获得其压力场、速度场、温度场，进行分析研究。2流动特性模拟2．1计算模型数值模拟技术在汽车行业的实际应用和设计也成为各工作者追求的目标。在消声器的数值计算方法发展的同时，计算流体力学(ComputationalFluidDynamics，简称CFD)在消声器内的流场分析中

8、也得到了越来越多的应用。它可以比较准确地分析消声器内的压降、速度和温度分布情况。计算中用到的涡黏模型包括零方程模型、一方程模型和两方程模型。两方程模型在计算成本不大的情况下保证了很好的计算精度，因此在工程中使用最广泛。文中采用最基本的模型作为计算模型[拍3(见图1)。压力损失等于消声器前后