发动机进气系统声学优化设计.pdf

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1、发动机进气系统声学优化设计郭凯李世伟杨洋张小矛陈明徐政(上海汽车集团股份有限公司技术中心，上海201804)【摘要】基于计算流体力学和有限元方法，分析了发动机进气系统声学性能并通过试验验证了模型的有效性。对进气系统传递损失进行模拟，通过空滤和谐振腔的优化设计，有针对性地提高某些频率段的传递损失。空滤的优化使400～900Hz频率内传递损失明显提升，最高达27dB；谐振腔容积和位置的设计使400Hz以内的频率段传递损失提高约3～10dB。较初始状态比，系统总声压级最大降幅l2dB，满足了设计目标。

2、优化方案为新车型进气系统的正向设计奠定了基础。【Abstract】BasedonCFDandFEMmethod，theengineintakesystemacousticperformanceisanalyzedandvalidatedbyexperiment．Theintakesystemtransmissionlossissimulated，andthetrans—missionlossundercertaintargetedfrequencyisimprovedbyoptimizingth

3、eairfilterandresonators．Theoptimizationofairfiltermakesthetransmissionlossoffrequencyrangefrom400～900Hzincreaseobviouslywiththemaximumof27dB，andthedesignofresonatorvolumeandpositionmakestransmis—sionlossoffrequencylessthan400Hzimproveby3～10dB．Compare

4、dwiththeinitialstate，theover-allSPL(soundpressureleve1)reducessignificantlywiththemaximumof12dB，whichmeetsthede—signtarget．Theoptimizationsehemelaysthefoundationfortheforwarddesignofanewvehicleairin—takesystem．【关键词】进气系统发动机汽车声压级传递损失doi：10．3969／j．issn．

5、1007-4554．2015．07．05频噪声组成。通常采用试验与仿真的方法来优化0引言进气系统声学性能、降低进气噪声。钱欣怡_3等通过试验的方法对进气系统进行了低噪声优化，进气系统噪声是汽车最主要的噪声源之一，研究了空滤内插管与在引气管上开孑L对进气噪声非增压发动机的进气噪声比机械噪声高出的影响。金岩等运用边界元方法在实验的基础5～lOdB，仅次于排气噪声¨I2』。进气系统噪声除上设计Helmholtz共振腔对空滤器的声学特性，并影响车辆通过噪声外，还是车内噪声的主要来源，进行了改进。刘联望_

6、5等运用计算流体力学是影响乘员舒适性和车辆NVH性能的重要因素。(CFD)方法计算了增压发动机进气噪声，并通过进气噪声主要由进气门的周期性开闭形成的压力与测量值的对比，提出了采用CFD法计算传递矩脉冲而产生的周期性进气噪声，以及由高速气流阵并预测进气噪声具有更高的准确性。经进气门流通截面时产生湍流脱体而引起的中高CAE技术已成为满足汽车正向开发需求的必收稿日期：2015—04—30·24·上海汽车2015．07部分；并充分利用空滤人口区的谐振效应，在与脏管连接的腔室内增加隔板和穿孔，以试图提高中

7、频率段的传递损失。总噪声2阶4阶6阶总噪声目标值阶次噪声目标值图3新系统原始声压级1．25k1TI。图5空滤优化示意图图4为新系统原始状态下的传递损失曲线，可见，系统在<100Hz、400Hz和800Hz附近的传递损失较低，从而导致总声压级水平超标。频率空滤优化后的进气系统传递损失曲线如图6低谷范围与CT—Power结果相符。所示。可见，在500Hz附近的传递损失明显提高，增幅达27dB。400—900Hz的宽幅范围内传递损失均有所提升，只是680Hz附近的传递损失波峰有所下降，但仅此一处的峰值

8、降低不会对整体声压级水平产生明显的负面效果。通过传递损失的对比，证明空滤的优化设计对400～900Hz范围内受壬!<的降噪有明显效果，达到了预期的效果。北_；i“躁始状态_／．墨图4新系统原始传递损失测李菲3新系统声学性能优化～020040060080ol00012003．1空滤频率7Hz空滤是进气系统中最大的消声元件，对进气噪声的影响最为明显。结合空滤滤芯孔隙率、容图6空滤优化对传递损失的影响尘量、气流阻力等方面的要求，在满足需求的情况下对空滤内部空间进行改进设计，如图5所示，在除了进气噪声，