汽车消声器声学性能分析及结构改进

摘要

发动机排气噪声是车辆的主要噪声源之一，而采用排气消声器对于降低汽车发动机排气噪声具有较好的效果，目前，对于排气消声器的性能评价主要有声学性能和流体动力学性能两个方面，前者反应了消声器降噪性能，而后者则表现了消声器流体动力学性能，两者具有同样重要的地位。
　　本文通过声学有限元法及相关流体动力学法对排气消声器的声学性能和流体动力学性能进行了分析，首先，对简单消声单元不同结构参数的变化进行了声学性能传递损失分析，着重研究了由穿孔管变化得来的横流式消声结构，分析其声学性能的同时讨论了结构参数对其流体动力性能的影响，研究发现横流穿孔管在低频与高频段都具有较好的消声性能，其中穿孔板孔径严重影响其流体动力学性能，并使排气背压急剧升高。然后，对某车型排气消声器进行实验分析，并通过Lms.virtual.lab等软件提供的声学分析单元对原消进行声场特性分析，利用CFD软件分析了其流体动力学性能，通过CFD中的温度场导入研究了温度对消声器消声性能的影响。基于上述分析对原消声器进行了结构改进，并对改进后消声器的声学性能等进行了计算，结果表明改进后消声性能在整体上有了较大的提高，并且其流体动力学性能也有一定的改善。

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1 绪 论

1.1 研究背景

1.2 国内外研究现状

1.3 本文研究的主要内容

2 排气消声器基本理论和数值分析方法

2.1 排气消声器基本理论

2.2 声学数值分析方法

2.3 本章小结

3 简单消声器声学及流体性能分析

3.1 消声器声学有限元模型建立方法

3.2 简单消声器声学性能分析

3.3 横流穿孔管声学特性分析

3.4 其他因素对消声器性能影响

3.5 本章小结

4 排气消声器性能分析与实验验证

4.1 原排气消声器模型建立及分析

4.2 排气消声器实验验证

4.3 原消声器空气动力学性能分析

4.4 原消声器各部分结构消声性能分析

4.5 本章小结

5 排气消声器结构改进

5.1 引言

5.2 排气噪声控制方法及消声元件设计要求

5.3 消声器的改进设计

5.4 本章小结

6 结 论

致谢

参考文献

附录