發(fā)動(dòng)機(jī)排氣系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)及應(yīng)用分析.pdf

1、目前汽車發(fā)動(dòng)機(jī)排氣噪聲控制方法方法中，應(yīng)用最廣泛的足在排氣系統(tǒng)中安裝適當(dāng)?shù)呐艢庀暺?，這是最有效、最簡(jiǎn)單，也是目前國(guó)內(nèi)外采用最多的方法。一個(gè)好的消聲器要求在其工作氣流的溫度、壓力環(huán)境下，在一定的頻率范圍內(nèi)應(yīng)有較大的消聲量和較小的阻力損失。同時(shí)，隨著汽車市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的加劇以及人們對(duì)產(chǎn)品認(rèn)知度的不斷提高，汽車的NVH性能，尤其是汽車的車內(nèi)噪聲性能越來(lái)越引起人們的重視，設(shè)計(jì)出既滿足聲壓級(jí)及背壓要求，又具有良好車內(nèi)聲品質(zhì)的排氣系統(tǒng)，成為產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程

2、中至關(guān)重要的環(huán)節(jié)。本文針對(duì)某發(fā)動(dòng)機(jī)搭載的兩款不同排氣系統(tǒng)-A型和B型，采用試驗(yàn)-仿真-試驗(yàn)的方法對(duì)其進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，介紹了數(shù)值仿真方法在汽車排氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。
　　 對(duì)A型排氣系統(tǒng)，加裝兩級(jí)催化器后排氣阻力增加，因此需要優(yōu)化設(shè)計(jì)排氣系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，以降低排氣冷端部分背壓。首先使用GT-Power軟件，建立壓力損失計(jì)算模型，通過(guò)壓力損失試驗(yàn)，使試驗(yàn)結(jié)果與仿真結(jié)果吻合良好，從而校核仿真模型的準(zhǔn)確性；分析排氣系統(tǒng)各部件的背壓貢獻(xiàn)率；研究

3、降低排氣系統(tǒng)背壓的方法，如排氣管彎曲度、直徑，消聲器內(nèi)插管、穿孔隔板等結(jié)構(gòu)對(duì)背壓的影響趨勢(shì)；并提出三種排氣系統(tǒng)優(yōu)化方案；試驗(yàn)結(jié)果表明，三種優(yōu)化方案的排氣冷端背壓減少了9-10kPa，試驗(yàn)與仿真結(jié)果基本一致，誤差在4％左右。
　　 對(duì)B型排氣系統(tǒng)，針對(duì)樣車試驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)急加速過(guò)程中車內(nèi)噪聲出現(xiàn)隆隆異響聲、乘坐舒適性較差的問(wèn)題，優(yōu)化排氣系統(tǒng)。首先通過(guò)定置尾管噪聲及排氣模態(tài)試驗(yàn)，確定排氣二階噪聲過(guò)高及怠速排氣共振是引起上述現(xiàn)象的主要

4、原因，通過(guò)無(wú)氣流插入損失試驗(yàn)，分析得到現(xiàn)有排氣系統(tǒng)的消聲器低頻尤其是100Hz以下頻段消聲量不足；提出兩種后消聲器改進(jìn)方案，采用共振消聲結(jié)構(gòu)，降低排氣噪聲中的二階低頻及共振噪聲成分，采用蘆弗管結(jié)構(gòu)，降低高頻氣流再生噪聲成分，增加排氣尾管直徑，降低阻力損失。建立發(fā)動(dòng)機(jī)加速瞬態(tài)尾管噪聲計(jì)算模型，分析改進(jìn)方案的聲學(xué)及空氣動(dòng)力性能。試驗(yàn)結(jié)果表明，改進(jìn)后的消聲器，兩種方案的車輛啟動(dòng)和加速車內(nèi)噪聲較原樣車分別降低了10dB(A)和8dB(A)，車內(nèi)