某发动机排气系统尾管噪声优化.pdf

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1、10.16638/j.cnki.1671-7988.2017.10.074某发动机排气系统尾管噪声优化许亚峰，周维，刘兴利，刘兵，王瑞麟（华晨汽车工程研究院，辽宁沈阳110104）摘要：文章首先确定排气噪声的来源，针对特定的问题制定相应的优化方法，并应用GT-power软件对不同方案进行仿真分析，选取最优方案并在实车上进行验证，试验结果表明优化方法解决了噪声问题。关键词：排气系统；噪声；GT-power中图分类号：U463.3文献标识码：A文章编号：1671-7988(2017)10-216-03Tailpipeno

2、iseoptimizationofengineexhaustsystemXuYangfeng,ZhouWei,LiuXingli,LiuBing,WangRuilin(BrillianceAutoR&DCenter,LiaoningShenyang110104)Abstract:Thisarticledeterminethesourceofexhaustnoise.Developappropriateoptimizationmethodsforspecificproblems.Simulationanalysisof

3、differentschemesbyGT-powersoftware.Selectthebestsolutionandverityitintherealvehicle.Theexperimentalresultsshowthattheoptimizationmethodcansolvethenoiseproblem.Keywords:exhaustsystem;noise;GT-powerCLCNO.:U463.3DocumentCode:AArticleID:1671-7988(2017)10-216-03尾口噪声

4、是一种脉动噪声。声音是以平面波在管道中传引言播，当达到尾管时，由于声阻抗不匹配一部分波会透过管道继续传播，而另一部分声波则被反射回去，形成反射波。发动机排气系统的主要功能除了能顺利的将废气排出，尾口噪声由两部分噪声组成：空气噪声和气流摩擦噪声。还要有很好的降噪作用。排气系统是汽车最主要的噪声源之稳定的气流在尾管处发出空气噪声，而不稳定的气流则产生一，不但要满足顾客对汽车舒适性的要求也要面对日益严苛摩擦噪声。在尾管噪声中，这两种噪声所占成分取决于气流的国家法规。所以排气系统降噪设计非常重要。本文研究的流量的大小和速度。

5、流量小和速度低时，空气噪声占主要成项目是对某排气系统噪声问题原因的调查，从而制定适当的[1]分；而流量大和速度快时，摩擦噪声占主要成分。设计方法，最终开发出满足要求的排气系统。1.2问题原因分析应用发动机热力学计算分析软件GT-power建立发动机该排气系统为双尾口设计，消音器左右出气结构有少许热力学和声学分析模型，计算出不同消声方案的排气口噪声的差异导致该款发动机的尾管噪声经过几轮优化后问题始终总声压值及阶次噪声值。通过不断的改进消声结构，针对性发生在1000-1300rpm与2700rpm左右的左侧尾口二阶噪声的

6、消除某些峰值噪声，直到满足控制目标。（见图1）。因为其中2700rpm的峰值噪声严重影响的了车内1、排气噪声源的声品质，使车内存在明显的共鸣。1000-1300rpm的二阶噪声对应的频率33-43Hz，2700rpm的二阶噪声对应的频率为1.1排气尾管噪声源90Hz.都属于低频噪声问题，具体计算公式参考文献[2]为此专门针对排气尾管噪声做了接大消音器的解耦试验（见图2），作者简介：许亚峰，助理工程师，排气系统工程师，就职于华晨汽车工程研究院。图中虚线是排气口又接了一个大消音器的测试结果，实线是217汽车实用技术201

7、7年第10期基态的的测试结果，通过曲线对比，屏蔽掉尾口噪声后全阶及各阶次明显降低，从而确定了33-43Hz和90Hz确实是由排气尾口贡献的。图5发动机GT-Power数值模型2.2模型的标定图1左侧尾口噪声测试结果图2解耦试验测试结果为了使发动机的数值模型能精确地模拟发动机实际工作其中2700rpm的二阶峰值噪声幅值较为异常，因此制作状态，还需要对发动机数值模型利用台架实验数据经行标定。了一套不带消音器的排气系统（见图3），来了解此噪声源的标定的内容包括发动机的功率与扭矩、发动机损失功率、燃产生的根本原因，以确定具体

8、的调音手段。油质量、涡轮前后压力、IMEP、BSFC、进气流量、进排气系统的压力波动、排气系统中排气总温度、催化器前温度，[3]必要时标定出排气系统各段的温度梯度等。图3噪声源测试方案图4噪声源测试结果从测试结果中（图4）可以清晰的看出2700rpm有明显图6扭矩的标定图7功率的标定的共振带，根据测试声音回放确认为燃油进入排气管二次燃烧，产生的