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《某發(fā)動機(jī)排氣系統(tǒng)尾口噪聲優(yōu)化》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、某發(fā)動機(jī)排氣系統(tǒng)尾管噪聲優(yōu)化許亞峰周維劉興利劉兵王瑞麟華晨汽車工程研究院動力總成綜合技術(shù)處，沈陽，110104[摘要]：本文首先確定排氣噪聲的來源，針對特定的問題制定相應(yīng)的優(yōu)化方法，并應(yīng)用GT-power軟件對不同方案進(jìn)行仿真分析，選取最優(yōu)方案并在實(shí)車上進(jìn)行驗(yàn)證，試驗(yàn)結(jié)果表明優(yōu)化方法解決了噪聲問題。[關(guān)鍵詞]：排氣系統(tǒng)；噪聲；GT-power；TailpipenoiseoptimizationofengineexhaustsystemYangfengXu,WeiZhou,XingliLiu,BingLiu,RuilinWangBrilli
2、anceAutoR&DCenterPowertrainIntegratedTechnologySection[Abstract]:Thisarticledeterminethesourceofexhaustnoise.Developappropriateoptimizationmethodsforspecificproblems.SimulationanalysisofdifferentschemesbyGT-powersoftware.Selectthebestsolutionandverityitintherealvehicle.Th
3、eexperimentalresultsshowthattheoptimizationmethodcansolvethenoiseproblem.[Keywords]:exhaustsystem;noise;GT-power;引言發(fā)動機(jī)排氣系統(tǒng)的主要功能除了能順利的將廢氣排出，還要有很好的降噪作用。排氣系統(tǒng)是汽車最主要的噪聲源之一，不但要滿足顧客對汽車舒適性的要求也要面對日益嚴(yán)苛的國家法規(guī)。所以排氣系統(tǒng)降噪設(shè)計(jì)非常重要。本文研究的項(xiàng)目是對某排氣系統(tǒng)噪聲問題原因的調(diào)查，從而制定適當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)方法，最終開發(fā)出滿足要求的排氣系統(tǒng)。應(yīng)用發(fā)動機(jī)熱力學(xué)計(jì)
4、算分析軟件GT-power建立發(fā)動機(jī)熱力學(xué)和聲學(xué)分析模型，計(jì)算出不同消聲方案的排氣口噪聲總聲壓值及階次噪聲值。通過不斷的改進(jìn)消聲結(jié)構(gòu)，針對性的消除某些峰值噪聲，直到滿足控制目標(biāo)。1排氣噪聲源1.1排氣尾管噪聲源尾口噪聲是一種脈動噪聲。聲音是以平面波在管道中傳播，當(dāng)達(dá)到尾管時(shí)，由于聲阻抗不匹配一部分波會透過管道繼續(xù)傳播，而另一部分聲波則被反射回去，形成反射波。尾口噪聲由兩部分噪聲組成：空氣噪聲和氣流摩擦噪聲。穩(wěn)定的氣流在尾管處發(fā)出空氣噪聲，而不穩(wěn)定的氣流則產(chǎn)生摩擦噪聲。在尾管噪聲中，這兩種噪聲所占成分取決于氣流流量的大小和速度。流量小和速度
5、低時(shí)，空氣噪聲占主要成分；而流量大和速度快時(shí)，摩擦噪聲占主要成分[1]。1.2問題原因分析1該排氣系統(tǒng)為雙尾口設(shè)計(jì)，消音器左右出氣結(jié)構(gòu)有少許的差異導(dǎo)致該款發(fā)動機(jī)的尾管噪聲經(jīng)過幾輪優(yōu)化后問題始終發(fā)生在1000-1300rpm與2700rpm左右的左側(cè)尾口二階噪聲（見圖1）。因?yàn)槠渲?700rpm的峰值噪聲嚴(yán)重影響的了車內(nèi)的聲品質(zhì)，使車內(nèi)存在明顯的共鳴。1000-1300rpm的二階噪聲對應(yīng)的頻率33-43Hz,2700rpm的二階噪聲對應(yīng)的頻率為90Hz.都屬于低頻噪聲問題，具體計(jì)算公式參考文獻(xiàn)[3]為此專門針對排氣尾管噪聲做了接大消音器的
6、解耦試驗(yàn)（見圖2），圖中虛線是排氣口又接了一個(gè)大消音器的測試結(jié)果，實(shí)線是基態(tài)的的測試結(jié)果，通過曲線對比，屏蔽掉尾口噪聲后全階及各階次明顯降低，從而確定了33-43Hz和90Hz確實(shí)是由排氣尾口貢獻(xiàn)的。圖1左側(cè)尾口噪聲測試結(jié)果圖2解耦試驗(yàn)測試結(jié)果其中2700rpm的二階峰值噪聲幅值較為異常，因此制作了一套不帶消音器的排氣系統(tǒng)（見圖3），來了解此噪聲源的產(chǎn)生的根本原因，以確定具體的調(diào)音手段。圖3噪聲源測試方案圖4噪聲源測試結(jié)果從測試結(jié)果中（圖4）可以清晰的看出2700rpm有明顯的共振帶，根據(jù)測試聲音回放確認(rèn)為燃油進(jìn)入排氣管二次燃燒，產(chǎn)生的放
7、炮聲。確定了90Hz的噪聲不單單是二階貢獻(xiàn)的，整個(gè)頻帶分布較寬，需要在設(shè)計(jì)消音器時(shí)更多的拓寬消聲頻帶也是本次優(yōu)化中的難點(diǎn)。為此我們借助GT-power強(qiáng)大的仿真能力，首先建立起發(fā)動機(jī)的數(shù)值模型，經(jīng)過標(biāo)定后該模型能夠精確地模擬發(fā)動機(jī)的實(shí)際工作狀態(tài)，然后利用GT-power模塊的聲學(xué)模塊對原排氣系統(tǒng)經(jīng)行初步優(yōu)化，再與發(fā)動機(jī)模型耦合，計(jì)算排氣尾管噪聲，判斷能否滿足噪聲及性能要求，最終通過實(shí)車驗(yàn)證及發(fā)動機(jī)背壓測試驗(yàn)證，達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。22GT-Power模型的建立2.1模型的建立應(yīng)用GT-power建立完整的發(fā)動機(jī)數(shù)值模型（圖5）所示，包括進(jìn)氣系
8、統(tǒng)、氣缸和排氣系統(tǒng)。其中進(jìn)氣系統(tǒng)不涉及性能優(yōu)化，利用GT中的壓損元件通過改變小孔直徑模擬真實(shí)的進(jìn)氣阻力，利用GT-power里的GEM3D模塊對排氣系統(tǒng)中消和后消建立詳細(xì)的子模型，并利用臺架實(shí)
