【正文】 雜質進入進氣管。但是，由于關閉散熱器結構，使空氣溫度過高，發(fā)動機的燃燒效率將會降低。 第三座是在發(fā)動機側。由于擋住了進氣側并與外界隔開，因此這種結構，可以有效地防止進氣管中的雜質，灰塵，水和雪，而進氣溫度也低。但是，這種結構與汽車座椅比前兩個位置距離更近，所以噪音會被傳遞到車內(nèi)。此外，由于進氣口和前側面板可能會形成一個共鳴腔體產(chǎn)生共振，有可能會產(chǎn)生額外的噪聲。 空氣過濾器(擴張消音器)的聲學分析空氣過濾器有兩個功能：過濾進氣口和消除噪音?？諝膺^濾器相當于一個消音器的擴張，數(shù)量和大小決定了傳輸損耗和中心頻率的大小。引擎容量超過3倍體積的過濾器的一般要求我們可以實現(xiàn)一個良好的消音效果?，F(xiàn)在市場上較好的汽車過濾器的體積基本上是10公升。在一般情況下，音量越大靜音效果越好。在上一節(jié)中，我們描述了兩個因素的傳輸損耗的影響：超過m的過濾器的擴展可用于設計進氣管和過濾器，有時也用長度L的插入管和輸出管來影響過濾器，如圖 。這種情況下，插入長度傳輸損耗的影響可以用下面的公式表示：我們總是希望擴大比越大越好。有兩種方法可以提高膨脹率，降低管道的大小，增加過濾器的截面積。管道的大小將減少功率損耗增加，并增加已安裝了過濾器的橫截面面積空間。將進入管和輸出管插入到過濾器中也可以提高過濾器的傳遞損失。假設只考慮進入管插入，即 0?bL，這時的傳遞損失簡化為：。在這個例子中，過濾器的長度為250mm，直徑為200mm。管道插入后，傳遞損失增加，而且在某個頻率處出現(xiàn)了一個峰值。當 0)2cos(???aL ()傳遞損失達到最大值，對應的頻率為： af4 （）即： ??aL ()插入長度正好是波長的四分之一。也就是說進入管插入到過濾器中后，就相當于在系統(tǒng)中加入了一個四分之一波長管。利用這個插入管，就可以調(diào)節(jié)某些頻率下的傳遞損失。 , 60mm, 80mm, 100mm, 120mm, 140mm, 160mm和180mm時的傳遞損失，不同的插入長度都使得傳遞損失增加，其四分之一波長管對應的傳遞損失峰值頻率隨插入長度變化，對應的頻率可以由公式()計算。插入管使插入損耗大大增加了，但往往過濾器內(nèi)的插入長度的是有限的。另一方面，插入管將帶來一個大的功率損耗，價值損失比鋼管直徑減少造成的損失更大。因此，是否采取插入管主要衡量于傳輸損耗和功率損耗。 旁支消音器聲學分析共振消聲器和赫爾木子四分之一波長管是兩種進氣消聲器。這兩種消聲器主要是為了消除窄帶噪聲，但赫爾木子比四分之一波長管消聲器消聲頻帶要寬，所以赫爾木子消聲器管變得比四分之一波長管更重要。赫爾木子消聲器通常是用來消除低頻噪聲，而四分之一波長管用于消除高頻噪聲。如果使用四分之一波長管以消除低頻噪聲，其管必須波長很長，但長輸管線難以安裝。共振消聲器的音響系統(tǒng)應放置在反模式節(jié)點。如果消聲器放置在出入口，將無法達到消音效果?？諝膺^濾器一般是健全模態(tài)的節(jié)點，所以不能安裝在空氣過濾器消聲器里形成共振。在上一節(jié)中，已經(jīng)介紹了赫爾辛基木子消音器傳輸損失和共振頻率的因素。在進氣系統(tǒng)中，低頻噪聲成分往往非常大，低頻被用來控制消聲器。因此，早在汽車設計時，盡可能多的擴大進氣系統(tǒng)，讓更多的赫爾木子消聲器具有安裝空間。根據(jù)經(jīng)驗統(tǒng)計，赫爾木子消聲器有效的調(diào)整范圍是：頻率（Hz）容積（L） 300。赫爾木子附近只有一個頻段的消聲器用來消除噪音。除了傳統(tǒng)的單腔結構，也有兩個腔的赫爾木子消聲器。兩腔消聲器可以消除高頻噪聲。如果兩個腔室容積和消音器的體積相同，那么這兩個腔消聲器的傳輸損耗對應峰值要低。，兩腔消聲器的傳輸損耗比較。四分之一波長管的長度和截面積是主要影響因素。長度決定頻率傳輸損耗。其截面積和截面積的攝入量荷比確定的傳輸損耗的幅度的大小。波長管的形狀有沉默效果沒有影響，所以季波管設計可以彎曲的形狀。在進氣系統(tǒng)中，有時有幾個不同長度的波長控制，消除在不同頻率的噪音。圖 有三種波長管。定期打開和關閉進氣閥，將不可避免地導致進氣管的空氣壓力和密度的起伏，從而形成的空氣動力噪聲，也就是說，攝入的噪音。根據(jù)生成機制是不同的：從進氣噪聲，主要有以下幾種，周期性的壓力脈動噪聲，渦流噪聲，汽缸的亥姆霍茲共振列噪音和共振噪音的進氣歧管。1，周期性的壓力脈動噪聲新鮮空氣進入后閥門的開啟和關閉過程中的會造成發(fā)動機進氣管道的壓力和速度的波動引起空氣密度的周期性變化，造成周期性壓力脈動噪聲。這種類型噪聲沿主進氣管節(jié)氣門和空氣過濾器傳播。周期性的壓力脈動噪聲和進氣管壓力波動是一致的，是進氣噪聲的一個重要組成部分。2，渦流噪聲當高速氣流進入汽缸，由于流道內(nèi)的閥門，氣門導管，進氣歧管內(nèi)毛刺，銳邊，沙眼和其他障礙導致氣流阻塞，形成渦流噪聲。巨響是一個強大的渦流噪聲源，是一個非常復雜的寬帶噪聲頻譜，其峰寬往往分散在一定的頻率范圍。3，汽缸的亥姆霍茲共振噪聲亥姆霍茲諧振器可以被看作是一個缸發(fā)動機。這是作為一個封閉的腔圓柱體的結構。共振氣瓶壓力波受到激發(fā)，因而發(fā)動機的轉速的共振頻率與大小無關，只取決于氣缸容積，進氣管的長度和直徑。在這時，當氣缸內(nèi)激發(fā)頻率的氣體壓力等于為發(fā)動機提供了亥姆霍茲共振頻率的脈沖，氣缸內(nèi)將出現(xiàn)亥姆霍茲共振，導致最大噪聲能量輻射。4，列諧振進氣歧管的噪音當進氣門關閉，進氣管進入開幕截面管的封閉端的一端，形成單列共振系統(tǒng)。連續(xù)分布的質量和壓縮天然氣管道，由于中等極易發(fā)生柱振動。這列振動和聲波作為傳播媒介密切相關的管道氣體。與源的振動頻率和列對應的頻率發(fā)生共振的自然頻率非常接近，從而使管道強烈振動并導致輻射噪聲。無論是列諧振進氣歧管還是缸噪音的亥姆霍茲共振，其聲音能量的振動部分的會輻射到外界，因此，從某種意義上導致了整體輻射噪聲下降。周期性的壓力脈動噪聲和渦流噪聲是主要的進氣噪聲源，這兩種類型的噪聲也影響攝入主要噪聲的大小。 進氣系統(tǒng)噪聲評價指標安裝消音組件是控制進氣噪聲的最有效手段，消除噪聲是消聲器組件最主要功能之一。在一般情況下，消音器的元素中能取出一定的頻率或頻段的噪聲，用一個單一的消聲器性能來分析其本身的組成部分是非常重要的。消聲器聲學性能的元素分析往往是最佳的后續(xù)處理，可預測噪聲的基礎和根據(jù)。各個組件和消聲器的進氣和排氣噪聲控制對于整個進氣系統(tǒng)消聲效果來說的評價是一個重要組成部分。 消聲器的消聲元件和系統(tǒng)常常通過以下三種聲學性能指標來評價：傳輸損耗，插入損耗和消聲量。1，傳輸損耗 傳輸損耗可以被定義為通過消音器聲音能量元素衰變后的聲音，其功率級為 L，功率級 L 傳輸與 TL（TansmissionLoss）用下列公式計算：TL =10 Wtiti??lg（）傳輸?shù)臅r間測量中避免損耗是很難的，它需要入射聲功率的聲壓級，傳輸功率級或聲壓級傳輸?shù)臏y量。為了測量事件的聲壓需要整個上游相距一定距離的兩個麥克風來計，測量聲壓級傳輸，可模擬整體消音元素，而比波透射和反射值的疊加可以確保下游的一個麥克風測得的聲壓傳輸，傳動試驗臺的損耗是在圖 所示。多個麥克風也可用于下游的測量方法。2，插入損耗 插入損耗是指在系統(tǒng)上安裝消聲器前，后測得的聲功率（或聲壓級）的區(qū)別。與IL 插入損耗（ InsertionLoss）相對應，用下列公式計算：IL ()21WL??當系統(tǒng)中不安裝消聲元件時，只用直管將噪聲引致測試點時測量的聲壓值為 ；安1WL裝消聲元件之后，在同一點測得的聲壓值為 。插入損失測試示意圖如圖 。2消聲量消聲量是指系統(tǒng)中消聲元件入口與出口聲壓級的差值，用 NR(NoiseReduetion)來表示，用下式計算: ()21PLNR??這種消聲量的測量方法不考慮源阻抗，且出口系統(tǒng)不會影響實際結果。這是最方便的測試方法，具有很好的效果，所以往往在實際工程中使用。消聲器測試原理圖如圖 所示。 通常有三種指標可用于評估聲學組件或整個系統(tǒng)的消聲器的聲學性能。聲源，導出組件的阻抗傳輸損耗特性并不重要，所以插入損耗是最主要的評價消音器性能的指標。插入損耗不僅與消音元素消聲器的性能，也關聯(lián)到源阻抗，音響組件出口阻抗，因此，它是評估整個靜音系統(tǒng)的最主要元素。消聲器組件受出口系統(tǒng)和聲學器件的阻抗，因此插入損耗可以用來評價消聲器組件和整個系統(tǒng)，但它與源阻抗無關。 本章小結本章買哦熟了進氣和排氣系統(tǒng)的噪聲機制，引導出一種攝入和排氣噪聲的基本控制方法，分類并評價了消聲器，聲學波傳播的基本理論和數(shù)學方法在排氣管系統(tǒng)仿真中的作用。通過本章的介紹，你可以理解主要的進氣和排氣噪聲機制，主要包括發(fā)動機進氣和排氣噪聲的組成部分，其有什么特點，進氣和排氣噪聲是噪聲頻率特性。安裝進氣和排氣消聲器是排氣噪聲控制的主要手段之一。描述了相關反應與能量耗散率的不同特點，消聲器的選擇和兩者之間的阻力關系，應根據(jù)實際合理選擇消聲器排氣噪聲頻率的類或結構頻譜特性。對于一個消聲器結構來說，排氣噪聲復雜的頻譜往往不能達到預期的效果，很好的選擇是，使用阻抗復合消聲器，結合電阻反應消聲器以實現(xiàn)從低頻，中頻到高頻有良好的隔音效果。 通過聲波傳播的基本理論和進排氣系統(tǒng)的數(shù)學模型管道，本章對影響進排氣系統(tǒng)和消聲器的設計的噪聲頻譜結構分析有了一個基本的了解，同時也為后續(xù)章節(jié)中數(shù)值模擬的進氣和排氣消聲器結構的改善提供了理論依據(jù)。第 3章 排氣系統(tǒng)聲學性能仿真汽車排氣系統(tǒng)噪音，車外，加快一個主要的噪音源，％的車輛噪聲貢獻量的噪音。本章使用 GT POWER 的轎車車型的排氣系統(tǒng)進行模擬，以減少進氣和排氣系統(tǒng)噪音，提供糾正的基礎。汽車排氣消聲器，汽車尾氣噪音低，中間為基礎，所以應該有良好的低頻和消聲器的頻率特性。 GTPower 進行數(shù)值模擬的基本原理 GTPower 簡介GT POWER 是使用熱流體中的一個三維 CFD 軟件模擬的有限體積法。它的發(fā)動機系統(tǒng)分成不同的功能模塊，面向相應的對象編程，然后作為模板表單模板庫來存儲這些通用功能模塊。建立發(fā)動機模型只需將適當?shù)哪０鍙椭频较到y(tǒng)的綜合環(huán)境形成的 GT SUIT 的對象，和分配給對象的屬性值，然后連接這些對象形成有機結合，構建與實際輸入和輸出相關的發(fā)動機模擬器。它可以有針對性地集中模式系統(tǒng)，它可以考慮模式的多樣性，并提高模型的精確度。 GT POWER 軟件模板庫，包括流體元件，機械零件，各種型號的模型（燃燒模型，傳熱模型等） ，以及模擬發(fā)動機運轉條件所需的功能模塊，包括用于分析發(fā)動機及零部件的分析工具。使用消聲器的流體動力學和聲學性能仿真分析工具。 專門為 GT POWER 消聲器的設計圖型的處理程序可以設計消聲器外殼第二維圖的車身外觀，可以設計消聲器前后接口的形狀，每個設計模塊是一個劃分成 72 輪組成的點陣，設計人員可以根據(jù)需要在直徑點陣調(diào)整，改變消聲器的外殼形狀。預處理器還包括消音器各個部分的數(shù)學模型設計，如重疊的殼，管件，管材，管道，多孔管，吸音材料和擋板，直觀，快速。但應指出的是消聲器的設計是一個參數(shù)化設計，設計師需要消聲器的各種參數(shù)，根據(jù)實際需要進行修改，以滿足不同的設計要求。 后繪制的二維接口可以直接轉換成一個三維數(shù)字模型，并可以使用箭頭鍵來旋轉圖形，因為其外殼是透明的，所以你可以很容易的使外殼內(nèi)部結構符合設計要求。在消聲器的設計中，最重要的一步是要設計一個良好的二維網(wǎng)絡管理的消音器模型。設計成功的兩維模型后，將其轉換為*. dat 文件，并導入建筑連接的 GT ISE 的網(wǎng)絡管理模式。其次消聲器管理的各類傳感器和模塊的模型分析中的 GT – ISE 出于設計需要，在消聲器性能仿真的 GT – POWER 中使用現(xiàn)有的計算。計算結果可以被視為很接近實際結果。 綜上所述， GT POST 處理軟與具有良好的數(shù)據(jù)分析功能的消聲器設計分析工具在實際測試運作中是缺一不可的 數(shù)值模擬的理論依據(jù)噪音模擬涉及流體動力學，結構動力學，聲學和其他學科的知識，同時與發(fā)動機耦合的數(shù)值模擬相關。消聲器的基本原理主要是基于一維流體動力學理論，有限的解決量方法模擬。流體連續(xù)性方程，能量方程作為整個排氣系統(tǒng)離散量元素的理論基礎，其內(nèi)元素等量，假設標量（壓力，溫度等）均勻分布，使用中心體積元的數(shù)值計算，并假設在量元素邊界向量（速度，質量流速，焓流量） 。整體式的有限體積法出發(fā)點方程為基礎，通過域離散方程流體運動的量，構建整體式離散，便于應用此方法來模擬流體運動復雜的邊界地區(qū)。假設在一個連續(xù)的區(qū)域定義，描述流體運動的積分方程。有限公司分立地區(qū)的控制量小，在這些體積小，流體運動守恒定律內(nèi)使用同樣的方法。當流量是穩(wěn)定的狀態(tài)，積分方程的守恒定律可寫為以下形式： ??????? DSS qdnsgrandsv????（）式中：D—解的定義域；S—D 的邊界表面；n—S 外法向上的單位矢量。上式左端為守恒項在該法向上的分量，右端第 1 項為耗散項在該法向上的分量，右端第 2 項可表示為外力。首先考慮面積分的逼近，當定解域被離散為有限個小的控制體積后，設 為守恒f項 或耗散項 ，則有：nv???ngrad??? kkSSdffs???