基于排气消声器设计相关问题探析.doc

基于排气消声器设计相关问题探析.doc基于排气消声器设计相关问题探析
基于排气消声器设计相关问题探析
前言
排气噪声是汽车最重要的噪声源, 用排气消声器控制汽车的排气噪声是切实有效的降噪措施, 其设计水平对汽车的噪声质量指标有很大影响。研究设计消声效果好、功率损失低、结构工艺性合理的排气消声器是很有必要的。本文提出的消声器设计的基本原则及方法, 对消声器的设计具有指导作用。
一、汽车排气消声器的要求及其性能评价指标分析
1、汽车排气消声器的主要技术要求:1) 消声性能好, 消声量频率特性尽可能与必需的消声量频率特性一致;2) 对排气气流的阻力尽可能小, 从而不致影响发动机的动力性能及经济性能;3) 具有合理的空气动力性能, 在高温高速脉冲性排气气流作用下不产生任何形式的再生噪声;4) 具有一定的强度、刚度和较长的使用寿命;5) 结构紧凑, 体积小, 重量轻, 工艺性好, 成本低。
2、汽车排气消声器性能评价指标。一是消声性能评价。评价消声器的消声性能常使用传递损失 TL( T rans-mission Lo ss) 和插入损失 IL ( In- ser tLo ss) 两种参数。传递损失是指消声器的进口处声功率级和出口处声功率级之差。插入损失是指装上消声器前后, 排气口同一测点处声压级之差。传递损失的特点是能反映消声器本身的传递特性, 而不受声源管道系统和消声器尾管的影响, 即与声源和消声器出口端的声阻抗无关。而插入损失则和声源及消声器出口端的声阻抗有关。因此, 传递损失和插入损失在数值上略有差别。此外, 传递损失测量比较复杂, 插入损失测量比较简单, 一般以插入损失作为消声器消声性能的评价指标。载重汽车排气消声器的插入损失一般为 20- 30 dB (A),小轿车的插入损失为 30~ 40 dB( A)。消声器由各种声学元件组成, 常用的声学元件有直管、截面扩张、截面收缩、内插管扩张、内插管收缩、穿孔管扩张、穿孔管收缩、穿孔板及共振腔等。。二是阻力损失评价。消声器阻力损失是指气流通过消声器时, 消声器进出口端总压差。
二、汽车排气消声器的设计分析
1、消声器型式的选择。排气消声器有阻性消声器、抗性消声器及两者结合的阻抗复合型消声器。阻性消声器借助于装在管壁上的吸声材料(如玻璃棉、岩棉和毛毡等) 或吸声结构的吸声作用达到消声的目的。这种消声器对中高频噪声有较好的消声效果, 但对低频噪声消声效果差。抗性消声器是利用管道的突然扩张、收缩或旁接共振腔, 使沿管道传播的噪声在截面突变处有一部分向声源反射回去, 而不通过消声器, 这种消声器对中低频噪声消声效果好, 高频较差。阻抗复合型消声器是综合上述两种消声器的特点制成的, 即将扩张室、共振腔和吸声材料组合在一起构成消声器, 因而这种消声器在很宽的频率范围内都有良好的消声性能。由于阻性消声器及阻抗复合型消声器均加有吸声材料, 这些吸声材料易被高温排气熔化, 或被炭烟、油泥堵塞而使消声性能下降。因此, 一般不选用这两种消声器作汽车的排气消声器。从对汽车排气消声器的要求看, 采用抗性消声器最为合适。因为它是金属结构, 耐高温、耐腐蚀、耐气流冲击、成本低、寿命长。为了弥补其高频消声效果差的缺陷, 一般采用穿孔管、穿孔板及多级组合等对高频消声效果好的