消聲器設(shè)計與聲學分析(已修改)
2025-01-19 22:47 本頁面
【正文】 消聲器 設(shè)計 與分析 所屬： CDAJGT TEAM 芮 鵬 主要內(nèi)容 ? 消聲器設(shè)計與聲學分析基礎(chǔ) ? GTPOWER中的標準聲學分析 ? GTPOWER中的線性聲學分析 ? Muffler－專用消聲器設(shè)計模塊 ? GEM3D在消聲器設(shè)計與聲學分析中的應(yīng)用 消聲器 設(shè)計 與聲學分析基 礎(chǔ) 消聲器的 設(shè)計 要求 ? 聲學要求 減少聲能的傳遞－ 傳遞損失 插入損失 ? 空氣流動要求 空氣流過消聲元件時 受到阻力流體壓力上升 ? 機械和材料方面的要求 氣流、溫度對材料性能的影響 ? 成本的控制 ? 安裝空間的限制 ?能量損失增大 ?流速過高，摩擦噪聲增大 消聲器的設(shè)計步驟 ? 對噪聲源進行實地了解，主要實測發(fā)動機排氣噪聲的頻譜，并且分析各個頻帶上的噪聲聲壓級，通常用 A聲級 ? 測出噪聲的聲頻譜，采用 1/3倍頻程帶寬或倍頻程帶寬的頻率分析裝置作出頻率特性曲線圖， 這是消聲器設(shè)計的主要依據(jù) ? 掌握發(fā)動機的基本參數(shù)、工作條件，如氣流的流量、流速、管道的截面參數(shù)等明確要設(shè)計的消聲器的性能要求，如要求達到的消聲量和允許的最大壓力 損失 ? 選擇消聲器的類型，根據(jù)對消聲器性能的要求、聲源特性、環(huán)境的影響空間的限制等條件，選擇適當類型的消聲器 ? 設(shè)計計算消聲器的各種結(jié)構(gòu)尺寸時， 選擇合適的消聲材料及消聲結(jié)構(gòu) ，要根據(jù)消聲原理及性能要求作理論計算， 并考慮空間的限制和制造成本 ? 驗算或作必要的實驗，確認消聲器能達到各項性能指標。根據(jù)加工及安裝的工藝性要求來設(shè)計消聲器，有時試驗后還要進行改進才最后完成 ? 對選擇的消聲器，進行實際工況下的測試，對消聲器性能的理論計算結(jié)果進行測試，分析誤差并進行改進 消聲元件的 結(jié) 構(gòu)形式的 選 取 消聲元件的分類 ? 主動： 電子控制、產(chǎn)生與聲源幅值相等、相位相反的次聲波。 ? 半主動：被動控制系統(tǒng)，消聲效果由氣流控制， 如排氣系統(tǒng)中的雙模態(tài)消聲器。 ? 被動消聲器 聲能被反射和吸收 成本太高，汽 車 進 排氣系 統(tǒng) 中 應(yīng) 用 較 少 阻性 抗性 內(nèi)部裝有消聲材料 擴張 消聲器 旁支消聲器 赫姆霍 茲 消聲器 188。波 長 管 189。波 長 管 只能消除窄 頻帶 的噪聲 消元件特性 ? 擴張消音器特性：擴張比和擴張腔室的長度 ? 擴張比增大：傳遞損失增加（幅值） ? 長度增加時，最大值的中心頻率減少，帶寬也減少 ? 赫姆霍茲特性：容積、連接管長度、連接管的截面積 ? 容積增加，共振頻率降低，幅值變化沒有規(guī)律 ? 截面積增加時，共振頻率也增加，幅值變化也沒有規(guī)律 ? 管長增加時，共振頻率下降，幅值變化沒有規(guī)律 ? 主管截面增加時，傳遞損失減少，頻帶變窄，但頻率不變 ? 188。波長管特性：長度、面積比（旁支截面積比主管截面面積比值） ? 長度越大，頻率越低 ? 截面積比越大，傳遞損失幅值增大，帶寬也增大，但對頻率不影響 ? 用來消除較高頻率 排氣系統(tǒng)噪音特性 ? 排氣系統(tǒng)噪音組成： ? 空氣噪音（脈動噪音）； ? 發(fā)動機的氣缸數(shù)；幾何尺寸；（ GT主要關(guān)注點） ? 沖擊噪音； ? 氣流對管路的沖擊引起； ? 輻射噪音； ? 機械振動；穩(wěn)定氣流引起；不穩(wěn)定氣流引起； ? 氣流摩擦噪音； ? 紊流引起；高頻； ? 溫度影響： ? 溫度高，低頻降噪能力降低 ? V型發(fā)動機，選擇適當?shù)?Y型管（決定半階次大小） 例： 簡單擴張 室式消聲器 結(jié) 構(gòu)形式的 選 取 ? 1000 hQV nV N??總 容 積 、擴張 比 各腔 長 的分布等 消聲器的基本 結(jié) 構(gòu) 發(fā)動 機具體型號 排氣噪聲 頻譜 ， 消聲器 設(shè)計 的一些基本原 則 和 規(guī) 定 參考原消聲器或 類 似工況下的消聲器 擴張 比 理想的 m為 ：7～ 20 盡可能取在 10～ 14之 間 節(jié) 數(shù)通常以 2～ 4節(jié)為 宜，除非有低噪聲或特殊要求， 節(jié)數(shù)不 應(yīng)該 多于 4節(jié) 。 總 體 積 Y為 消聲系數(shù)，一般取 5－6 n0為標 定 轉(zhuǎn) 速； N為 氣缸數(shù) 為 行程數(shù)； Vh為 排量 1 / 20()120mhnV Y VN ???排氣消聲器的 結(jié) 構(gòu)形式 套管（框型罐） 內(nèi)裝式 Helmholtz 消聲器 三管迷路 Helmholtz 消聲器 同心 Helmholtz 消聲器 旁支 Helmholtz 消聲器 穿孔管消聲器 Helmholtz消聲器 188。波 長 管 復(fù)合消聲器 阻性消聲器 Helmholtz消聲器 頻 率作用范 圍 ：40～ 200Hz；三管迷路 頻 率作用范圍 100～ 500Hz；套管加入消聲材料 頻 率作用范 圍 ：≧ 500Hz Helmholtz腔 常用聲學 評 價指 標 傳遞損失 (Transmission Loss) 消聲器入射聲（ Lwi）和透射聲（ Lwt）的聲功率之差。 傳 聲器 1 0 lg i W i W ttWT L L LW? ? ?聲源 管路 聲學元件 全消音 傳 聲器 加入全消音裝置， 防止聲波 繼續(xù) 反射回來 常用聲學 評 價指 標
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