某發(fā)動(dòng)機(jī)排氣系統(tǒng)尾管噪聲優(yōu)化.pdf

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1、10.16638/j.cnki.1671-7988.2017.10.074某發(fā)動(dòng)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，遼寧沈陽(yáng)110104）摘要：文章首先確定排氣噪聲的來(lái)源，針對(duì)特定的問(wèn)題制定相應(yīng)的優(yōu)化方法，并應(yīng)用GT-power軟件對(duì)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(wèn)題。關(guān)鍵詞：排氣系統(tǒng)；噪聲；GT-power中圖分類號(hào)：U463.3文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1671-7988(2017)10-216-03Tailpipeno

2、iseoptimizationofengineexhaustsystemXuYangfeng,ZhouWei,LiuXingli,LiuBing,WangRuilin(BrillianceAutoR&DCenter,LiaoningShenyang110104)Abstract:Thisarticledeterminethesourceofexhaustnoise.Developappropriateoptimizationmethodsforspecificproblems.Simulationanalysisof

3、differentschemesbyGT-powersoftware.Selectthebestsolutionandverityitintherealvehicle.Theexperimentalresultsshowthattheoptimizationmethodcansolvethenoiseproblem.Keywords:exhaustsystem;noise;GT-powerCLCNO.:U463.3DocumentCode:AArticleID:1671-7988(2017)10-216-03尾口噪聲

4、是一種脈動(dòng)噪聲。聲音是以平面波在管道中傳引言播，當(dāng)達(dá)到尾管時(shí)，由于聲阻抗不匹配一部分波會(huì)透過(guò)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。發(fā)動(dòng)機(jī)排氣系統(tǒng)的主要功能除了能順利的將廢氣排出，尾口噪聲由兩部分噪聲組成：空氣噪聲和氣流摩擦噪聲。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)生一，不但要滿足顧客對(duì)汽車舒適性的要求也要面對(duì)日益嚴(yán)苛摩擦噪聲。在尾管噪聲中，這兩種噪聲所占成分取決于氣流的國(guó)家法規(guī)。所以排氣系統(tǒng)降噪設(shè)計(jì)非常重要。本文研究的流量的大小和速度。

5、流量小和速度低時(shí)，空氣噪聲占主要成項(xiàng)目是對(duì)某排氣系統(tǒng)噪聲問(wèn)題原因的調(diào)查，從而制定適當(dāng)?shù)腫1]分；而流量大和速度快時(shí)，摩擦噪聲占主要成分。設(shè)計(jì)方法，最終開發(fā)出滿足要求的排氣系統(tǒng)。1.2問(wèn)題原因分析應(yīng)用發(fā)動(dòng)機(jī)熱力學(xué)計(jì)算分析軟件GT-power建立發(fā)動(dòng)機(jī)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的差異導(dǎo)致該款發(fā)動(dòng)機(jī)的尾管噪聲經(jīng)過(guò)幾輪優(yōu)化后問(wèn)題始終總聲壓值及階次噪聲值。通過(guò)不斷的改進(jìn)消聲結(jié)構(gòu)，針對(duì)性發(fā)生在1000-1300rpm與2700rpm左右的左側(cè)尾口二階噪聲的

6、消除某些峰值噪聲，直到滿足控制目標(biāo)。（見圖1）。因?yàn)槠渲?700rpm的峰值噪聲嚴(yán)重影響的了車內(nèi)1、排氣噪聲源的聲品質(zhì)，使車內(nèi)存在明顯的共鳴。1000-1300rpm的二階噪聲對(duì)應(yīng)的頻率33-43Hz，2700rpm的二階噪聲對(duì)應(yīng)的頻率為1.1排氣尾管噪聲源90Hz.都屬于低頻噪聲問(wèn)題，具體計(jì)算公式參考文獻(xiàn)[2]為此專門針對(duì)排氣尾管噪聲做了接大消音器的解耦試驗(yàn)（見圖2），作者簡(jiǎn)介：許亞峰，助理工程師，排氣系統(tǒng)工程師，就職于華晨汽車工程研究院。圖中虛線是排氣口又接了一個(gè)大消音器的測(cè)試結(jié)果，實(shí)線是217汽車實(shí)用技術(shù)201

7、7年第10期基態(tài)的的測(cè)試結(jié)果，通過(guò)曲線對(duì)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5發(fā)動(dòng)機(jī)GT-Power數(shù)值模型2.2模型的標(biāo)定圖1左側(cè)尾口噪聲測(cè)試結(jié)果圖2解耦試驗(yàn)測(cè)試結(jié)果為了使發(fā)動(dòng)機(jī)的數(shù)值模型能精確地模擬發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際工作其中2700rpm的二階峰值噪聲幅值較為異常，因此制作狀態(tài)，還需要對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)值模型利用臺(tái)架實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)經(jīng)行標(biāo)定。了一套不帶消音器的排氣系統(tǒng)（見圖3），來(lái)了解此噪聲源的標(biāo)定的內(nèi)容包括發(fā)動(dòng)機(jī)的功率與扭矩、發(fā)動(dòng)機(jī)損失功率、燃產(chǎn)生的根本原因，以確定具體

8、的調(diào)音手段。油質(zhì)量、渦輪前后壓力、IMEP、BSFC、進(jìn)氣流量、進(jìn)排氣系統(tǒng)的壓力波動(dòng)、排氣系統(tǒng)中排氣總溫度、催化器前溫度，[3]必要時(shí)標(biāo)定出排氣系統(tǒng)各段的溫度梯度等。圖3噪聲源測(cè)試方案圖4噪聲源測(cè)試結(jié)果從測(cè)試結(jié)果中（圖4）可以清晰的看出2700rpm有明顯圖6扭矩的標(biāo)定圖7功率的標(biāo)定的共振帶，根據(jù)測(cè)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