某款天然气发动机消声器的改进设计与试验.pdf

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1、第32卷第6期2015年12月内燃机与动力装置I．C．E＆PowerplantV01．32No．6Dec．2015【排放与噪声】某款天然气发动机消声器的改进设计与试验蒯家琛。杨溶。左承基(合肥工业大学机械与汽车工程学院，安徽合肥230009)摘要：针对某款天然气发动机排气噪声偏大的问题，本文对该天然气发动机的排气消声器进行改进设计与试验。首先对原消声器进行现场测试与分析，得到噪声频谱图；然后利用Vir-tual．Lab软件对原消声器进行建模与仿真分析；再根据原消声器噪声频谱和仿真优化结果，设计了新型消声器；最后通过现

2、场进行了效果验证。结果表明：本文所设计的新型消声器在该发动机高噪声的63Hz、125Hz和250Hz频段上具有高的插入损失，满足该款天然气发动机在这三个频段上的降噪要求，使该机整体噪声降低23．5dB。关键词：抗性消声器；声学分析；传递损失；有限元中图分类号：TK432文献标志码：A文章编号：1673—6397(2015)06—0066—04ImprovementDesignandExperimentofaExhaustMufflerforaNaturalGasEngineKUAIJia—chen，YANGRong，

3、ZU0Cheng-ji(HefeiUniversityofTechnology，Hefei230009，China)Abstract：Forthisproblemthatanaturalgasengineproduceshiighnoise，thepaperredesignedandtestedanexhaustmufflerforthenaturalgasen西ne．First，ittestedandanalyzedtheoriginalmuffleronsiteobtainingitsnoisespectrum，

4、builtmodelinganddidsimulationanalysisbyVirtual．Labsoftware，andthendesignedanewmuffler．Theonsitetestsvalidateditssilencing．effect．Theresultsshowedthattheredesignedmufflerachievedahighinsertionlossatthethreeen舀nenoisefre-quenciesof63，125and250Hz，satisfyingthedema

5、ndofnoisereductionofenginesandreducingenginenoiseat23．5dB．KeyWords：ResistanceMuffler；AcousticAnalysis；TransmissionLoss；FiniteElement引言声器，通过实验进行验证。降低发动机噪声的方法很多，其中最直接有效的方法是安装废气消声器。抗性消声器具有广泛的应用，在中高频有较好的降噪性能。设计出有效控制排气噪声的抗性消声器，需要在低频具有同样较好的降噪性能。本文以工程项目为背景，通过实验研究和声学仿真

6、软件VL对消声器进行模拟仿真，分析查看消声器内部频率声压分布、进El声压、出1=I声压以及传递损失。对仿真结果进行比较，确定出新的抗性消l原消声器分析与仿真1．1原消声器的现场测试和分析消声器的声学测量是根据我国消声器噪声测量标准进行测量，测量点距离消声器出口50cm，与消声器出口轴线成45。夹角，如图l所示。噪声分析仪对消声器进行现场测量得到，包括原消声器背景噪声、无消声器噪声和有消声器噪声，如图2所示。噪声数据采集实用的是HS6228B型噪声频谱分析仪及其配套设备。作者简介：蒯家琛(1992一)，男，硕士研究生，

7、研究方向为车辆现代理论与研究。收稿日期：2015一10—192015年第6期蒯家琛，等：某款天然气发动机消声器的改进设计与试验。67·由图2可以看出，原消声器在原发动机总噪声130dB基础上降低了14．1dB。对原消声器噪声频谱图进行分析发现：在31．5—125Hz的低频段，消声性能比较差；在63Hz附近，消声达到谷底；在1K～8KHz的中高频段，消声性能较好。在125Hz附近，原机噪声最大。因为降低最高噪声是降低总噪声的最有效方法，所以，该机降噪措施应以降低125Hz附近的噪声为主。：国銎虽量兰詈荨基≤。2蜀昌=高

8、等畜频率，Hz口背景噪声口无消声器时噪声_有消声器时噪声●插入损失图2原消声器的相关噪声频谱图1．2原消声器的建模与仿真首先，根据发动机原消声器结构二维图(如图3所示)和消声器结构尺寸，利用VL绘出相应的三维模型，如图4所示。四腔三腔二腔一腔工上／，佘．迸气／／纩’怂么图4原消声器的三维模型图然后利用VL软件的网格功能，将三维模型进行网格化，其