汽车排气消声器性能研究--标准科技论文格式.doc

汽车排气消声器性能研究--标准科技论文格式基于台架试验的汽车排气消声器性能研究*摘要:基于现有发动机台架,按照某汽车排气消声器的实际装车状态搭建了性能测试系统,测得发动机各转速下的排气背压、排气及壳体噪声。依据试验结果和开发要求对消声器结构进行了优化设计并试验验证,结果表明:优化后的消声器各转速下的排气背压都有降低,在高转速(4800rpm以上)时排气背压降低了4-5KPa,基本满足要求;低转速时(1000-3200rpm)插入损失均在27dB(A)以上,在高转速(4800rpm以上)时,排气噪声下降了约3dB(A)。瞬态试验表明:急减速时发动机的排气和壳体噪声要比急加速时高。关键词:消声器;压力损失;插入损失;气动噪声;台架试验中图分类号: doi:.1000-565X. 消声器是降低汽车排气噪声而被广泛采用的装置。消声器理论设计复杂[1],消声器的试验研究越来越受到重视。国外,Desantes等建立了常温下消声器噪声研究的试验装置[2];chumacher等搭建了汽车用内燃机排气消声器试验台,研究了多种消声器的消声性能[3];Jebasinski等分别建立了气流条件下消声器气流再生噪声的测量装置和无气流条件下消声器传声损失的测量装置[4];TakashiYasuda等通过台架试验在消声室测量了排气瞬态噪声[5]。在国内,阮登芳等采用电热丝加热,设计了排气消声器热态试验台[6];邹雄辉等搭建了对气体流速能进行自动控制的消声器压力损失试验台[7];王雪仁等设计了船用柴油机排气消声器性能试验台[8];刘晨等研究了高温气流对穿孔管消声器声学性能的影响[9];刘勇强等设计隔声罩来隔离背景噪声进行排气噪声测量,并通过台架实验验证此种测量方法[10];李沛然等采用试验方法研究隔板缝隙对消声器声学性能的影响[11];余飞进行了汽车排气消声系统稳态及急加速过程的台架试验,并把排气管引到半消声室内进行噪声测量[12]。上述研究表明对消声器的性能测试逐步从冷态到热态,从稳态到瞬态,并不断探索排气系统的流速、流量,温度等参数的控制方法。为考虑发动机实际工况对消声器消声特性的影响,本文基于现有发动机试验台架,选用装载消声器的车辆发动机及排气系统,搭建满足测试要求的性能测试系统测试消声器的性能。1消声器性能测试系统基于现有发动机台架,按照GB/T4759—2009《内燃机排气消声器测量方法》和QC/T631-2009《汽车排气消声器总成技术条件和试验方法》,建立排气消声器性能测试系统,如图1所示。图1排气消声器性能测试系统图各设备和仪器安装的相对位置如图2所示。图2排气消声器性能测试系统示意图⑴发动机测控系统;⑵CAN总线;⑶数据采集仪;⑷燃油箱;⑸手动阀;⑹油耗仪;⑺三元催化转换器;⑻副消声器;⑼主消声器;⑽发动机;⑾弹性联轴器;⑿测功机;⒀出水管;⒁进水管;⒂油门执行器;⒃油门踏板;⒄安装支架;⒅电缆线如图1-2所示的排气消声器性能测试系统是在湘仪发动机试验台架(主要包括GW160型电涡流测功机,湘仪FC3000发动机自动测控系统,FC2022多通道数据采集仪)的基础上,采用与消声器实际装车所用的发动机(带ECU)、排气系统(主要包括前、后三元催化转化器,主、副消声器和排气管道)及与消声器等长的圆柱形空管,按实际装车状态相连,并带有AVANTMI-7008动态信号分析仪、油耗分析仪、多通道安捷伦采集系统。2消声器性能试验消声器性能评价指标主要为压力损失和插入损失。其中压力损失表征消声器对尾气阻力的大小,主要反映消声器对发动机功耗的影响;插入损失反映消声器的消声性能,还与噪声辐射声源的特性和待测消声器出口阻抗有关。:在发动机排气总管出口下游75mm处及三元催化器和消声器前后约50mm处钻孔并焊接螺纹孔,安装高温PT100型热电偶,并经多通道安捷伦数据采集系统测出温度。压力测量方法:在与消声器等长的圆柱形空管及消声器前后20mm左右处钻孔并焊接螺纹孔,通过螺纹连接将高温尾气经铜管引出,冷却后尾气通过和铜管相连的PVC管(可耐200℃)引入到数据采集仪的压力变送器,然后经数据采集系统测得各测点的压力。压力损失的计算公式为:(1)式中:—装消声器时测点的压力;—只装圆形空管时测点的压力;—压力损失。单位均为。噪声测量方法:用排气管将发动机排气引到台架实验室外,实验室墙壁内附有约10cm厚吸声材料,可消除发动机噪声对墙外排气噪声测量的影响,噪声测量地点位于空旷的户外,微风(一般风速小于2m/s),附近背景噪声一般低于50dB(A)。根据GB/T4759—2009选择45°测量法[13],即排气噪声传声器布置在与排气气流轴向成45°,传声器指向排气口,测点距离地面高度大于1m