用流體動(dòng)力學(xué)計(jì)算模型進(jìn)行汽車消聲器尾管噪音預(yù)測(cè)試驗(yàn)及研究(編輯修改稿)
2024-09-19 10:23 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 616）[18]，在排氣尾管軸向45176。角距離4沖程發(fā)動(dòng)機(jī)500mm的位置，用一個(gè)麥克風(fēng)（Bamp。K Type 4190）測(cè)試排氣尾管噪聲。4沖程發(fā)動(dòng)機(jī)在暖機(jī)和高于節(jié)氣門全開的工況下發(fā)動(dòng)，并從1200rpm/min（怠速）加速到12000rpm/min。因?yàn)楫?dāng)額外頻率高于第六次轉(zhuǎn)動(dòng)頻率[19]時(shí)排氣尾管的噪音聲壓級(jí)非常低，只記錄2秩序、4秩序、6秩序的排氣尾管噪聲。圖一：實(shí)驗(yàn)裝置的示意圖在目前研究中，用一維量綱理論來(lái)進(jìn)行管理標(biāo)準(zhǔn)商務(wù)消聲器排氣管噪聲的模擬。圖2是一個(gè)商業(yè)消聲器的結(jié)構(gòu)原理圖。這消聲器由三個(gè)排氣尾管和由兩個(gè)貼板隔開的三個(gè)室。為了正確的建立消聲器模型，需要充分了解消聲器每個(gè)聲學(xué)部件的功能。在這個(gè)消聲器有幾個(gè)聲學(xué)部件，相應(yīng)的是分流孔、擴(kuò)面管共振器、吸收材料、膨脹室，亥姆霍茲共振腔[1]和[20]。圖二：樣本消聲器的結(jié)構(gòu)示意圖 視圖圖片縮略圖制作在圖二中，1室中的管1中有一個(gè)很大的分流孔，設(shè)計(jì)它是為了在工作頻率范圍內(nèi)能打破排氣管的諧振狀態(tài)。排氣管一的穿孔用于導(dǎo)流，防止流量分離和在流程中由于急劇的間斷產(chǎn)生的過度渦流，從而穿孔管用于減少流量產(chǎn)生的噪聲和壓力下降。由排氣管一的一部分和3室形成的亥姆霍茲共振腔用來(lái)減少頻率噪聲。它充當(dāng)聲波濾波器并且可以衰減發(fā)動(dòng)機(jī)低頻噪聲。亥姆霍茲共振腔向聲源反射聲波，防止聲音沿排氣管傳送。膨脹室（室2）是為了降低加速噪聲[21]。在消聲器橫截面積處引進(jìn)的突變使膨脹室反射聲波。亥姆霍茲共振器沒有高衰減度，但當(dāng)一半聲波長(zhǎng)等同腔的長(zhǎng)度時(shí)，它有寬帶頻率特性。膨脹室使急劇壓力脈沖平緩，在出口減少單個(gè)脈沖聲音。當(dāng)進(jìn)氣聲音流量擴(kuò)大或縮小成設(shè)定好的不同大小以取消規(guī)定的頻率噪聲時(shí)，創(chuàng)建擴(kuò)面管共振器。在這個(gè)標(biāo)本消聲器中，管2和固定盤形成二擴(kuò)面管諧振器。在安排中，入口聲音由固定盤反射，朝相反的方向返回以破壞性的干擾入口聲音。吸收元件(管3)來(lái)防止流量噪聲、電磁噪聲、排氣粗暴噪音。它包含多孔吸音材料，在擺動(dòng)的氣體粒子和吸聲材料(在目前研究，玻璃棉)空隙中所形成的摩擦，使聲能轉(zhuǎn)化為熱能，因而衰減了噪聲。這個(gè)元件的主要優(yōu)點(diǎn)是在高頻帶內(nèi)衰減度好，但它在低頻時(shí)表現(xiàn)不佳。表1列舉了消聲器的說(shuō)明書。表1：消聲器的說(shuō)明書室1的長(zhǎng)度 140室2的長(zhǎng)度 150室3的長(zhǎng)度 160管1的長(zhǎng)度 400管1的直徑 45管2的長(zhǎng)度 200管2的直徑 45管3的長(zhǎng)度 400管3的直徑 40穿孔數(shù)量 300穿孔直徑 3室的直徑 200分流孔直徑 15全部尺寸表發(fā)動(dòng)機(jī)模型由許多評(píng)估給定消聲器性能的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)證實(shí)。在這個(gè)研究中，只有樣本消聲器模型給予詳細(xì)解釋。圖3是標(biāo)本消聲器標(biāo)準(zhǔn)模型。為獲得高計(jì)算精度，消聲器離散到小的基本流量部件。下面是標(biāo)準(zhǔn)消聲器模型的兩種離散方法。一種是將室分成許多不同的部件，例如一些管子和流量分叉管。另一種是將一長(zhǎng)管離散成一些小的部件。室被設(shè)計(jì)成單獨(dú)的容積。這些單獨(dú)室的體積是常數(shù)，但是室1的單獨(dú)室同室2和室3有不一樣的容量。水管1被分為一個(gè)穿孔管，二條直管。管1被分成一根穿孔管和兩根直線管。一根直線管由一個(gè)分流孔連接室一，分流孔設(shè)計(jì)為空連接。穿孔管設(shè)計(jì)成單獨(dú)容積，這些單獨(dú)容積由一些室2的一些空連接室2。 設(shè)計(jì)穿孔是為了連接穿孔管和室2。具有吸收材料的套管相當(dāng)于單獨(dú)容積，這些單獨(dú)容積有額外的參數(shù)來(lái)描述一個(gè)標(biāo)本消聲器，其內(nèi)部使用如羊毛的吸收材料。圖3：標(biāo)準(zhǔn)消聲器模型 視圖圖片縮
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