乘用車(chē)排氣消聲器考慮壓力損失的聲學(xué)性能優(yōu)化.pdf

1、排氣噪聲作為乘用車(chē)的主要噪聲源，降低排氣噪聲對(duì)降低整車(chē)內(nèi)/外噪聲具有重要意義。降低排氣噪聲的方法是安裝排氣消聲器，而設(shè)計(jì)優(yōu)良的消聲性既要具有足夠的消聲性能又要具有較好的空氣動(dòng)力學(xué)性能。
　　本文以某乘用車(chē)排氣消聲器為研究對(duì)象，通過(guò)整車(chē)加速通過(guò)噪聲和定置噪聲的測(cè)量確定消聲器聲學(xué)性能優(yōu)化目標(biāo)；通過(guò)空氣動(dòng)力學(xué)的仿真分析將對(duì)壓力損失的約束條件轉(zhuǎn)變?yōu)閰?shù)的約束范圍，確定聲學(xué)優(yōu)化的變量范圍；采用基于二維聲學(xué)有限元方法開(kāi)發(fā)的消聲器專(zhuān)用優(yōu)化程序進(jìn)

2、行了消聲器的聲學(xué)優(yōu)化，并對(duì)優(yōu)化結(jié)果進(jìn)行了驗(yàn)證，主要工作如下：
　　首先，對(duì)某乘用車(chē)開(kāi)展了加速噪聲和定置噪聲的噪聲測(cè)試，測(cè)試分析過(guò)程分為三步。第一步，對(duì)車(chē)輛加速車(chē)內(nèi)/外噪聲信號(hào)進(jìn)行了時(shí)頻分析，發(fā)現(xiàn)安裝消聲器時(shí)車(chē)外通過(guò)噪聲和車(chē)內(nèi)噪聲較卸下消聲器時(shí)均有顯著降低，從而肯定了消聲器在全頻段上的平均消聲效果。第二步，對(duì)比車(chē)輛定置狀態(tài)下安裝消聲器與卸下消聲器時(shí)車(chē)內(nèi)/外噪聲頻譜圖，得出消聲器中頻消聲效果不明顯的結(jié)論。第三步，通過(guò)對(duì)卸下消聲器狀態(tài)車(chē)

3、輛定置時(shí)的排氣口噪聲和車(chē)內(nèi)/外整車(chē)噪聲進(jìn)行了相干分析發(fā)現(xiàn)，排氣口噪聲對(duì)整車(chē)內(nèi)/外噪聲在全頻段都有較高貢獻(xiàn)。綜合說(shuō)明消聲器的中頻消聲效果有待提高的結(jié)論。
　　其次，通過(guò)有限元仿真計(jì)算了消聲器的壓力損失。采用CFD仿真結(jié)合優(yōu)化超拉丁方實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法分析了氣流的壓力損失隨主要結(jié)構(gòu)參數(shù)的變化規(guī)律，總結(jié)了使消聲器壓力損失降低的參數(shù)范圍，由此確定消聲器聲學(xué)優(yōu)化的變量范圍。
　　最后，基于二維有限元方法針對(duì)本文研究的消聲器特點(diǎn)開(kāi)發(fā)了專(zhuān)用的傳

4、遞損失優(yōu)化程序，對(duì)消聲器進(jìn)行了面向提高中頻段平均傳遞損失的結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化。在聲學(xué)性能優(yōu)化中，為了與消聲器的空氣動(dòng)力學(xué)性能平衡，將結(jié)構(gòu)參數(shù)限定在使壓力損失降低的范圍內(nèi)，然后以中頻段平均傳遞損失為目標(biāo)函數(shù)，進(jìn)行了聲學(xué)優(yōu)化。根據(jù)優(yōu)化結(jié)果設(shè)計(jì)了新的消聲器結(jié)構(gòu)，得到的結(jié)構(gòu)并再次通過(guò)CFD和聲學(xué)有限元仿真驗(yàn)證了其空氣動(dòng)力學(xué)性能和聲學(xué)性能。
　　驗(yàn)證結(jié)果表明，優(yōu)化后的消聲器不僅聲學(xué)性能提高，其中中頻段平均傳遞損失提高17.5dB，而且空氣動(dòng)力學(xué)性