1. 研究目的与意义（文献综述）

近些年来，我国机动车产业蓬勃发展，机动车的生产量和保有量也逐年上涨，在给我们生活带来便捷的同时其噪音问题也日益凸显。噪声不仅影响我们的驾驶体验，长期处于噪声环境下对人们的身体健康和心理健康也有较大的危害，因此国家也出台了一系列严格的环境噪音防治法规来保障人们拥有良好的生活环境与身心健康。发动机排气噪声是机动车的主要噪声源，降低发动机排气噪音最简单、有效的方法就是安装排气消声器。因此，开发结构可靠、消声性能良好、价格低廉的排气消声系统成为企业的重要任务之一。

传统的消声器设计是基于经验和试验相结合的方法，这种方式设计周期长，精度低，成本高，同时在设计时常常不能将消声器性能与发动机性能结合起来考虑，因此匹配度偏低。随着计算机技术的发展，应用gt-power等软件对消声器进行仿真分析，可以较为准确的发现各结构参数对消声器消声性能的影响，为消声器的开发设计开辟了新的途径。本次毕业设计将在理论基础和实际应用上完成排气系统的性能仿真和消声器的优化设计研究。

在国内，许多高校学者和汽车行业从业者在消声器的研究方面做出了很多贡献，肖生浩等^[1]通过排气系统的结构设计对阶次噪声频谱特性进行调教，来实现加速排气噪声运动感品质的提升。马心担等^[2]运用传递矩阵方法和sysnoise软件对消声器模型进行仿真分析，从而确定简单扩张腔式消声器在不同结构参数下的扩张比和扩张腔长度对传递损失的影响。刘诗嘉等^[3]在消声器的正向开发中，对消声器容积、管道的内径以及扩张比进行讨论与确认，从而对消声器的结构进行设计。王林凤等^[4]运用fluent进行消声器空气动力学性能仿真分析，发现消声器隔板穿孔孔径的大小对消声器的压力损失的影响规律。黄进^[5]利用gt-power分析某款轿车未达标频率段与消声器的传递损失，并对前后消声器进行结构上的改进。才明嵩等^[6]按照试验设计(doe)流程，对发动机消声器进行结构研究，根据试验方案设计建立数学模型，进行拟合度验证，然后优化得到最优设计方案。侯献军等^[7]根据一维平面波理论及半经验和经验公式初步对消声器进行结构设计，通过gt-power仿真分析比较各模型的插入损失和压力损失，再对性能最佳的消声器模型进行进一步的优化设计。张利等^[8] 基于gt-power软件的声学模块对某轿车排气消声器进行设计与优化，在满足排气压力损失的情况下，消除车内共鸣音，降低尾管怠速噪声，同时满足nvh噪声性能指标。文献[9~12]均采用gt-power软件模拟分析消声器的插入损失和压力损失，依据消声器传递损失曲线与插入损失曲线，提出消声器结构优化方案，对消声器的设计与优化起到指导作用。

2. 研究的基本内容与方案

通过校内图书馆和网络数据库，查阅相关文献资料，在老师的指导下，利用gt-suite软件建立单缸汽油机和消声器的耦合仿真模型，完成排气系统的性能仿真和消声器的优化设计研究。在设计过程中，通过了解不同类型消声器的消声原理和结构特点，根据经验公式，在原始结构方案的基础上，提出优化方案，利用gt-power软件对设计模型进行仿真分析比较各个模型的传递损失，确定最佳结构方案。基本内容如下：

（1）了解国内外发动机消声器研究的进展与技术方法，掌握排气消声器相关声学理论知识、消声原理和消声器结构优化措施，为发动机和消声器的仿真分析打好理论基础。

（2）学习gt-power仿真分析软件，能够使用gt-power软件建立单缸汽油机模型，并熟练掌握发动机工作原理和工作性能仿真过程。学会使用gem3d建立消声器的3d模型并进行离散化处理。

3. 研究计划与安排

（1）2017.12.15-12.31：指导教师拟定题目并将选题录入毕业设计管理系统。

（2）2018.1.2-2018.1.7：系（教研室）、学院对选题进行审查和调整。

（3）毕业实习周(2018.1.2-1.14)：赴校外实习，搜集设计资料，并提交实习日记、实习报告。

4. 参考文献（12篇以上）

1. 肖生浩，刘志恩 ，颜伏伍，等. 基于阶次设计的汽车排气噪声品质运动感调校[j]. 华中科技大学学报(自然科学版)，2016，44（10）53-58.

2. 马心担，张坤，蔡琼阳. 排气消声器的声学性能研究[j]. 中国农机化学报，2015，36（4）165-168.

3. 刘诗嘉，胡习之，朱富贵. 汽车排气消声器的正向设计研究[j]. 应用声学，2016，35（5）447-456.

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