【正文】 雜質(zhì)進入進氣管。但是，由于關(guān)閉散熱器結(jié)構(gòu)，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(cè)。由于擋住了進氣側(cè)并與外界隔開，因此這種結(jié)構(gòu)，可以有效地防止進氣管中的雜質(zhì)，灰塵，水和雪，而進氣溫度也低。但是，這種結(jié)構(gòu)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(cè)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(xué)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(dāng)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(shè)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(shè)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(dāng) 0)2cos(???aL ()傳遞損失達到最大值，對應(yīng)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(dāng)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(yīng)的傳遞損失峰值頻率隨插入長度變化，對應(yīng)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(xué)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(yīng)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(shè)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(jié)構(gòu)，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(yīng)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(shè)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(guān)閉進氣閥，將不可避免地導(dǎo)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(guān)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(dāng)高速氣流進入汽缸，由于流道內(nèi)的閥門，氣門導(dǎo)管，進氣歧管內(nèi)毛刺，銳邊，沙眼和其他障礙導(dǎo)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(fù)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(jié)構(gòu)。共振氣瓶壓力波受到激發(fā)，因而發(fā)動機的轉(zhuǎn)速的共振頻率與大小無關(guān)，只取決于氣缸容積，進氣管的長度和直徑。在這時，當(dāng)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(dǎo)致最大噪聲能量輻射。4，列諧振進氣歧管的噪音當(dāng)進氣門關(guān)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(zhì)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(guān)的管道氣體。與源的振動頻率和列對應(yīng)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(dǎo)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(dǎo)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(biāo)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(xué)性能的元素分析往往是最佳的后續(xù)處理，可預(yù)測噪聲的基礎(chǔ)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(xué)性能指標(biāo)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(fēng)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(fēng)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(fēng)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(yīng)，用下列公式計算：IL ()21WL??當(dāng)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(jié)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(biāo)可用于評估聲學(xué)組件或整個系統(tǒng)的消聲器的聲學(xué)性能。聲源，導(dǎo)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(biāo)。插入損耗不僅與消音元素消聲器的性能，也關(guān)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(xué)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(guān)。 本章小結(jié)本章買哦熟了進氣和排氣系統(tǒng)的噪聲機制，引導(dǎo)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(xué)波傳播的基本理論和數(shù)學(xué)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(guān)反應(yīng)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(guān)系，應(yīng)根據(jù)實際合理選擇消聲器排氣噪聲頻率的類或結(jié)構(gòu)頻譜特性。對于一個消聲器結(jié)構(gòu)來說，排氣噪聲復(fù)雜的頻譜往往不能達到預(yù)期的效果，很好的選擇是，使用阻抗復(fù)合消聲器，結(jié)合電阻反應(yīng)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(xué)模型管道，本章對影響進排氣系統(tǒng)和消聲器的設(shè)計的噪聲頻譜結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)的改善提供了理論依據(jù)。第 3章 排氣系統(tǒng)聲學(xué)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(chǔ)。汽車排氣消聲器，汽車尾氣噪音低，中間為基礎(chǔ)，所以應(yīng)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(yīng)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(dāng)?shù)哪０鍙?fù)制到系統(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(jié)合，構(gòu)建與實際輸入和輸出相關(guān)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(zhuǎn)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(xué)和聲學(xué)性能仿真分析工具。 專門為 GT POWER 消聲器的設(shè)計圖型的處理程序可以設(shè)計消聲器外殼第二維圖的車身外觀，可以設(shè)計消聲器前后接口的形狀，每個設(shè)計模塊是一個劃分成 72 輪組成的點陣，設(shè)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(yù)處理器還包括消音器各個部分的數(shù)學(xué)模型設(shè)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(yīng)指出的是消聲器的設(shè)計是一個參數(shù)化設(shè)計，設(shè)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(shè)計要求。 后繪制的二維接口可以直接轉(zhuǎn)換成一個三維數(shù)字模型，并可以使用箭頭鍵來旋轉(zhuǎn)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(jié)構(gòu)符合設(shè)計要求。在消聲器的設(shè)計中，最重要的一步是要設(shè)計一個良好的二維網(wǎng)絡(luò)管理的消音器模型。設(shè)計成功的兩維模型后，將其轉(zhuǎn)換為*. dat 文件，并導(dǎo)入建筑連接的 GT ISE 的網(wǎng)絡(luò)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(shè)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(jié)果可以被視為很接近實際結(jié)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(shè)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(xué)，結(jié)構(gòu)動力學(xué)，聲學(xué)和其他學(xué)科的知識，同時與發(fā)動機耦合的數(shù)值模擬相關(guān)。消聲器的基本原理主要是基于一維流體動力學(xué)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(chǔ)，其內(nèi)元素等量，假設(shè)標(biāo)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(shè)在量元素邊界向量（速度，質(zhì)量流速，焓流量） 。整體式的有限體積法出發(fā)點方程為基礎(chǔ)，通過域離散方程流體運動的量，構(gòu)建整體式離散，便于應(yīng)用此方法來模擬流體運動復(fù)雜的邊界地區(qū)。假設(shè)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(dāng)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(dāng)定解域被離散為有限個小的控制體積后，設(shè) 為守恒f項 或耗散項 ，則有：nv???ngrad??? kkSSdffs???