發動機排氣消聲器的性能仿真

車輛工程專業畢業論文，論文編號:JX902  論文字數:19562.頁數:40

摘    要
 排氣噪聲是汽車及其內燃機的主要噪聲源之一，在內燃機整機噪聲中，排氣噪聲往往比其它噪聲高出10~15dB(A)左右。目前國內外減少排氣噪聲最有效、最直接的方法是安裝排氣消聲器。因此，研究排氣消聲器消聲性能對消聲器的改進設計以及降低排氣噪聲有著重要的意義。
 本文總結推導了消聲器聲學基本元件的傳遞矩陣。基于傳遞矩陣法計算分析了簡單擴張式和內插管擴張式消聲器的結構參數對消聲器消聲性能的影響規律。仿真結果表明:氣流速度小于35m/s左右時，氣流速度對消聲器的消聲性能影響不大;當氣流速度大于35m/s左右時，隨氣流速度增大消聲量急劇下降。此外，不同的結構參數對消聲性能也有重要的影響。
 論述了消聲器的評價指標(插入損失、傳遞損失、功率損失)，建立排氣消聲器插入損失數學計算模型。應用MATLAB數學計算軟件編制程序計算分析了不同結構參數情況下，簡單擴張式消聲器插入損失，內插管擴張式消聲器的插入損失。
關鍵字：排氣噪聲 消聲器 簡單擴張式 內插管擴張式 插入損失

ABSTRACT
 The exhaust noise is the most main noise source of automobile and evenits internal combustion engine，often is about 10~15dB(A) higher than entire noise of the internal combustion engine in which exhaust noise isn’t included. At Present，it is the most effeetive and direct method to install the exhaust silencer to reduce the exhaus tnoise.Therefore，the researehed exhaust silencer have the vital significance to reduce the exhaust noise.
 The present paper，summarized and infered transition matrix of acoustie primary element of silencer.By method of transition matrix，computed and analyzed effcet of structure paremeter in the simple expansion type silencer and insert tube expansion type silencer to acoustic performance:Computed and analysed effcet of designed parameter in Helmholtz wave resonating silencer and perforated pipe resonating silencer to noise elimination performance. The analysed conelusions show:When the stream veloeity is smaller than about 35m/s，the stream veloeity is not big effect to noise elimination Performance:When the stream velocity is bigger than about 35m/s，along with the stream velocity increasing noise elimination Performance Suddenly drop.In addition，the different design Parameter has the important influence to the noise elimination Performance as well.
 Discusses the eva luation of the muffler (insertion loss, transmission loss, power loss), the establishment of exhaust muffler mathematical model of insertion loss. Application of MATLAB mathematical computing software programming structural parameters of different circumstances, the simple expansion-type silencer insertion loss, with expansion-type muffler tube insertion loss.
Key words: Exhaust-noise Muffler  Simple-expansion Intubation-expansion Insertion-loss

目   錄
摘    要 i
ABSTRACT ii
目   錄 iii
第一章 緒 論 1
1.1噪聲概述 1
1.1.1內燃機噪聲的產生機理 1
1.1.2噪聲危害及控制 4
1.2消聲器的類型 6
1.3國內外消聲器研究發展狀況 7
1.4論文主要工作內容 9
第二章 傳遞矩陣法與有限元法的基本理論 10
2.1理想流體介質中的聲波方程 10
2.2傳遞矩陣法基本理論 11
2.2.1聲、電類比理論 11
2.2.2聲壓和體積速度的復數表示形式 12
2.2.3聲學四端網絡 14
2.3基本消聲元件的傳遞矩陣 16
2.4本章小結 19
第三章 抗性擴張式消聲器的消聲性能仿真分析 21
3.1排氣消聲器性能的評價 21
3.1.1消聲器性能的評價指標 21
3.1.2消聲性能一維計算數學模型 22
3.2簡單擴張式消聲器的消聲性能分析 24
3.2.1擴張比對消聲器插入損失的影響 25
3.2.2擴張腔長度對消聲器插入損失的影響 27
3.2.3尾管長度對消聲器插入損失的影響 28
3.3內插管擴張式消聲器的消聲性能分析 28
3.3.1內插管擴張式與單擴張式消聲器插入損失的比較 30
3.3.2前后內插管不同匹配對消聲性能的影響 30
3.4氣流速度和溫度對消聲性能的影響 31
3.5本章小結 33
第四章 總結和展望 34
4.1總 結 34
4.2工作展望 34
參考文獻 35
致    謝 36