某四缸发动机消声器优化设计

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1、某四缸发动机消声器优化设计某四缸发动机消声器优化设计前言　　随着外资企业的不断进驻国内市场，自主品牌技术的提升以及市场的不断细分，汽车市场竞争日益激烈，车企不能仅仅依靠价格战来实现自我的发展；同时，随着消费者的消费意识不断增强，对产品的品质提出了更高的要求，促使我们必须从技术角度不断提升产品品质。在购买和使用汽车特别是乘用车时，噪声是顾客关注的一项重要的指标。其中，汽车排气噪声的优化对于提高汽车噪声满意度具有重要意义。　　排气消声器是作用于发动机的燃烧废气，有效降低排气噪声的一种汽车零部件；同时，在一些特殊车型上，通

2、过不断的优化调试，以满足购买者的排气音质需求。消声器的选用需要根据匹配发动机的排量、功率等参数确定，其降噪效果还跟发动机的燃烧参数有密切的关系。　　文章通过对噪声频谱进行分析，根据振动噪声理论知识，确定优化方向。同时，利用GT-po下声压级较高，超出目标曲线，但无明显峰值；低速下4阶噪声贡献较大，在1200-2200rpm下，4阶噪声超出目标曲线，波动较大，在1400rpm左右达到峰值：4阶120Hz；中高速情况下2阶噪声对整体贡献较大，在2000-3500rpm下明显超出目标曲线，在3000rpm左右达到峰值：2阶

3、120Hz；由以上分析可以看出，2阶次低频噪音是噪声总声压超出目标曲线的主要原因，下一步需要针对其进行优化。　　3优化设计　　由上述数据分析发现，60Hz-150Hz频段噪声是造成噪声不达标的主要原因。基于此结论优化主消声器结构。　　吸音材料作用与高频噪声，效果较好，频率范围在一般为500Hz以上；扩张腔的长径影响抗性消声器的消声频率特性，长径比越大，低频性能越好，同时插入管的插入长度也决定消声器的消声频率特性[1]。基于上述理论，对原始主消结构做出如下调整：此四缸发动机高频噪声并没有太大的波峰，考虑空间布置及成本等

4、，去除吸音材料的设计；基于点1的空间调整，增大部分扩张腔的长径比（截面积不变）；增加插入管的插入长度，原设计为20mm，优化后为30mm；减小部分多孔管孔的分布密度，增大扩张比，降低其消音频率；调整内插管布局，增加气流行程，提高消声量。　　通过上述几点优化思路，得出了下图4所示的优化后的主消。　　图4优化前后主消结构图　　将优化后的主消替换到排气系统中，并应用GT-po左右二阶噪声有明显的改善，同时其他阶次也有不同程度的降低和变化，整体效果较好，理论上达到了优化的目标。　　4优化验证　　针对优化后的主消进行效果验证。

5、测试排气口怠速定置噪声和整车3档全油门加速噪声（因试验场地限制等原因，实际测量转速上限4300rpm）。得出的对比数据如表1、图7、图8所示：　　表1怠速噪声　　5结束语　　优化后，怠速噪声降低3.69dB（A），低于目标值。同时，由低频段引起的中低转速下噪声偏大等问题也得到了有效的解决。优化后，总体噪声曲线整体低于目标曲线。优化效果明显。　　对于由于部分频段噪声超差产生或出现峰值所引起的噪声问题，可以通过调整消声器内隔板的布置、内插管的插入长度以及扩张比等方式调整消音的频段予以优化，其它例如调整内插管布置增加气流行

6、程等方式也可以有效的增加消声器的总的传递损失；同时阻抗式消声器可以作为消声器设计和优化的方向。对于以上消声器结构与消音特性的理论关系，可以利用GT-power针对单个消音元件进行计算，逐步对比分析，进而深入了解和掌握。　　通过对试验频谱数据、瀑布图等的分析，结合振动噪声知识，同时合理发挥GT-power模型分析在计算插入损失等方面的作用，基本能够实现完整的整车进排气系统的噪声优化设计。