摘 要

随着人们生活水平的日益提高，对车辆的乘坐舒适度要求也越来越高，再加上日益严格噪声法规，使得排气消声器的研究工作越来越重要。在消声器的设计中不仅要考虑它的消声性能，还要兼顾它对发动机性能产生的影响。本文通过查阅消声器仿真的相关资料，了解消声器原理及其仿真技术，根据有关理论资料，采用GT-Power软件对一六缸涡轮增压柴油机和消声器进行了模型建立和仿真分析，计算了消声器的传递损失、插入损失和压力损失，然后对消声器进行了更改，加入了焊孔这一工艺特征。通过分析比较不同消声器的仿真结果，发现在加入了焊孔工艺后，消声器的消声性能有所下降而且下降程度随着焊孔的增加而增加，消声器的空气动力性能影响不大。

关键词：排气消声器；GT-Power；传递损失；插入损失；压力损失

Abstract

With the improvement of people's living standards , the requirement for the ride comfort of the vehicle is higher and higher . Coupled with the increasingly stringent noise regulations , the research of exhaust muffler is more and more important . In the design of mufflers , we should not only consider its acoustic attenuation performance but also take into account the impact on the engine performance . In this paper , the muffler principle and simulation technology are studied through consulting relevant information . According to the theory of these information , models of a six-cylinder turbocharged diesel engine and muffler were built and emulated by GT-Power , the transmission loss , insertion loss and pressure loss were also calculated . Some changes were made to simulate welding hole which is a feature of this craft . Through comparing the simulation results of different mufflers , it is found that the muffler’s acoustic attenuation performance decreased after adding welding hole and the degree increases with the increase of bore diameter ,and it has little impact to aerodynamic performance .

Key words : Exhaust muffler ; GT-Power ; Transmission loss ; Insertion loss ; Pressure loss

目录

第1章 绪论 1

1.1 课题设计的背景 1

1.1.1 降噪的目的及意义 1

1.1.2 消声器研究的意义 1

1.2 国内外研究现状分析 1

1.2.1 消声器仿真计算方法 1

1.2.2 消声器仿真软件 2

1.3 本文主要工作内容 3

1.4 本章小结 3

第2章 消声器基本理论 4

2.1 消声器分类及其原理 4

2.2 消声器性能评价指标 4

2.2.1 声学性能评价指标 5

2.2.2 空气动力性能指标 6

2.2.3 结构性能 6

2.3 本章小结 6

第3章 建立仿真模型 7

3.1 GT-Power软件介绍 7

3.2 建立发动机模型 8

3.2.1 单缸模型 9

3.2.2 多缸模型 9

3.2.3 进排气系统 9

3.2.4 中间冷却器及增压器 9

3.3 建立消声器模型 10

3.3.1 消声器前处理软件分析 10

3.3.2 消声器三维模型 11

3.3.3 模型离散 12

3.4 建立消声器仿真计算模型 12

3.4.1 传递损失计算模型 12

3.4.2 插入损失计算模型 13

3.4.3 压力损失计算模型 15

3.5 本章小结 15

第4章 消声器实际工艺特征设计 16

4.1 消声器实际工艺特征 16

4.2 带有实际工艺特性消声器模型的建立 16

4.3 本章小结 17

第5章 消声器仿真结果分析 18

5.1 传递损失 18

5.2 插入损失 20

5.3 压力损失 22

5.4 本章小结 24

第6章 全文总结与展望 25

6.1 总结 25

6.2 工作与展望 25

参考文献 26

致谢 28

第1章 绪论

1.1 课题设计的背景

1.1.1 降噪的目的及意义

随着社会发展的不断进步以及人们生活水平的不断提高，汽车保有量逐年增加，交通运输业蓬勃发展，随之而来的噪声污染也给社会环境带来了严重的压力，极大的影响了人们的生活水平。

目前，噪声污染已经和大气污染及水污染一样成为了世界三大污染之一^[1]。它从多方面影响着人们的健康：在生理上，人们长期处于高分贝的噪声环境下，会对听觉造成损伤，严重还会造成耳聋，同时还可能由于肾上腺素的增加进而引发心脏病和高血压等疾病，对身体健康带来极大的损害；在心理上，长期处于噪声环境中会使人感到厌烦、躁动、注意力不集中，严重影响人们的工作学习效率。由此可见，降低噪声的污染不容忽视。另一方面，随着人们生活水平的提高，对于车辆的乘坐舒适性以及驾驶安全性也有了越来越高的要求，降低车辆噪声在这其中扮演了极其重要的角色。

1.1.2 消声器研究的意义

车辆噪声的主要来源包括了发动机噪声和汽车底盘噪声，其中发动机噪声占了很大的比重，而发动机噪声主要包括了空气动力噪声和振动噪声，其中空气动力噪声如进排气噪声和风扇噪声是发动机直接辐射出来的，而振动噪声如活塞敲击噪声、配气机构噪声和燃烧噪声等是通过发动机表面间接辐射的，其中近排气噪声是占了很大的比重，排气噪声更是占到了发动机总噪声的30%左右^[2]。因而降低排气噪声自然成为了发动机降噪的首选目标。目前在尾管加装排气消声器是最为普遍、有效的方法。发动机加装排气消声器后,排气阻力增加，会对发动机的排气产生影响，进而影响到发动机的输出扭矩和耗油量。因而，合理的消声器结构设计不仅要保证声学性能，还要尽量保证发动机的动力性和经济性。

1.2 国内外研究现状分析

1.2.1 消声器仿真计算方法

传统的消声器设计方法主要是通过经验，然后采用反复台架试验的方法，直到得到满足要求的消声器，这种方法往往要花费大量的人力物力和时间。而随着科学的发展，而出现了许多相对科学的仿真计算方法。以下介绍四种目前运用较多的消声器仿真研究方法。

（1）、 四端网络法