本文關(guān)鍵詞：乘用車排氣消聲器的設(shè)計與性能分析

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【摘要】：隨著汽車工業(yè)技術(shù)的快速發(fā)展,城市汽車數(shù)量逐年增加;汽車給人們生活帶來便利的同時,也引發(fā)一系列問題,如交通事故、環(huán)境污染和噪聲危害等。汽車噪聲不僅影響車內(nèi)乘客的舒適性,而且影響其工作效率和身心健康,因此降低汽車噪聲成為汽車行業(yè)的重要目標(biāo)。汽車排氣噪聲幾乎占到整車噪聲的三分之一,而控制排氣噪聲的主要措施是在排氣系統(tǒng)加裝消聲裝置,因此設(shè)計性能良好的消聲器能夠有效降低排氣噪聲。本文根據(jù)國家和企業(yè)要求,搭建發(fā)動機及其排氣系統(tǒng)的性能與噪聲測試平臺。對無消聲器的排氣系統(tǒng)進行臺架測試,記錄其穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)工況下發(fā)動機的功率、扭矩、殼體和尾管噪聲。接著在GT-Power中建立發(fā)動機與排氣系統(tǒng)的一維管路耦合模型,并進行模型驗證。通過對發(fā)動機仿真模型的計算結(jié)果與測試平臺的試驗結(jié)果比較分析,證明所建立的耦合模型能夠有效應(yīng)用于發(fā)動機排氣消聲器設(shè)計的聲學(xué)與流場分析。其次,通過比較測試數(shù)據(jù)和企業(yè)目標(biāo)值,確定設(shè)計目標(biāo)。以主消聲器聲學(xué)性能為主,利用消聲器設(shè)計理論初步確定幾種結(jié)構(gòu)方案,通過比較各結(jié)構(gòu)方案的聲學(xué)和流場性能,得出較優(yōu)方案。然后對該方案進行正交試驗,通過統(tǒng)計分析試驗結(jié)果,得出最優(yōu)參數(shù)組合,確定基于一維仿真分析的消聲器結(jié)構(gòu)方案。使用流體計算軟件Fluent對主副消聲器內(nèi)部氣流的速度、湍動能、溫度和壓力進行仿真分析;利用三維聲場分析軟件Virtual.Lab擴大消聲器傳遞損失的計算頻率范圍,探索主消聲器在中高頻段的消聲特性。基于三維分析的結(jié)論,提出消聲器的改進方案,并與原方案進行聲場與流場性能比較。將上述改進方案導(dǎo)入GT-Power仿真模型中計算尾管噪聲、插入損失。在結(jié)果滿足設(shè)計目標(biāo)時,對消聲器樣件進行臺架試驗,得到消聲器的聲學(xué)特性;通過與替代直管相應(yīng)的數(shù)據(jù)比較,得到消聲器的聲學(xué)與流場性能。這種基于一維正交設(shè)計,三維性能分析與改進的消聲器設(shè)計思路,能夠為消聲器的研究開發(fā)提供一種方法。
【關(guān)鍵詞】：排氣噪聲 消聲器 臺架試驗 正交設(shè)計 仿真模擬
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U464.134.4
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第一章 緒論11-19
• 1.1 研究背景及意義11-13
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-18
• 1.2.1 國外研究現(xiàn)狀14-16
• 1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀16-18
• 1.3 本文的主要研究內(nèi)容18-19
• 第二章 排氣消聲器基本理論19-35
• 2.1 排氣系統(tǒng)噪聲19-21
• 2.1.1 氣體動力噪聲19-20
• 2.1.2 結(jié)構(gòu)輻射噪聲20-21
• 2.2 排氣消聲器的類型21-22
• 2.2.1 主動消聲器21-22
• 2.2.2 被動消聲器22
• 2.3 消聲器性能評價指標(biāo)22-28
• 2.3.1 聲學(xué)性能指標(biāo)23-27
• 2.3.2 流場性能指標(biāo)27-28
• 2.3.3 其他性能與要求28
• 2.4 基本消聲單元特性介紹28-31
• 2.5 消聲器聲場基本理論31-34
• 2.6 本章小結(jié)34-35
• 第三章 測試平臺與仿真模型35-49
• 3.1 性能測試平臺35-38
• 3.1.1 試驗臺架系統(tǒng)35-37
• 3.1.2 數(shù)據(jù)采集與測控系統(tǒng)37
• 3.1.3 排氣噪聲測量系統(tǒng)37-38
• 3.2 發(fā)動機性能試驗38-42
• 3.3 發(fā)動機仿真模型42-47
• 3.3.1 建立發(fā)動機耦合模型42-46
• 3.3.2 驗證耦合模型46-47
• 3.3.3 誤差分析47
• 3.4 聲學(xué)分析模塊47-48
• 3.5 本章小結(jié)48-49
• 第四章 消聲器設(shè)計與分析49-79
• 4.1 消聲器性能目標(biāo)49-51
• 4.1.1 聲學(xué)目標(biāo)確定49-50
• 4.1.2 流場性能目標(biāo)50-51
• 4.1.3 其他目標(biāo)51
• 4.2 消聲器結(jié)構(gòu)設(shè)計51-55
• 4.2.1 外形結(jié)構(gòu)的確定51-53
• 4.2.2 消聲器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)53-54
• 4.2.3 消聲器GEM3D模型54-55
• 4.3 各種方案的性能比較55-57
• 4.3.1 傳遞損失的比較55-56
• 4.3.2 排氣背壓差的對比56-57
• 4.4 消聲器結(jié)構(gòu)優(yōu)化57-68
• 4.4.1 正交試驗方法57-58
• 4.4.2 消聲器正交試驗58-67
• 4.4.3 消聲器正交優(yōu)化67-68
• 4.5 消聲器流場分析68-72
• 4.5.1 前消聲器的流場特性68-71
• 4.5.2 后消聲器的流場特性71-72
• 4.6 消聲器聲場的三維分析72-78
• 4.6.1 特征建模73-74
• 4.6.2 建立聲學(xué)有限元模型74-76
• 4.6.3 傳遞損失計算76-78
• 4.7 本章小結(jié)78-79
• 第五章 消聲器結(jié)構(gòu)改進與性能試驗79-90
• 5.1 消聲器結(jié)構(gòu)的改進79-82
• 5.2 溫度對聲學(xué)性能的影響82-83
• 5.3 流速對聲學(xué)性能的影響83-84
• 5.4 基于耦合模型的性能仿真84-85
• 5.5 消聲器性能的臺架測試85-89
• 5.6 本章小結(jié)89-90
• 總結(jié)與展望90-92
• 參考文獻92-97
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果97-98
• 致謝98-99
• 附件99

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1 姚熊亮;邱中輝;龐福振;謝曉忠;;艦船高傳遞損失復(fù)合托板振動特性優(yōu)化設(shè)計[J];中國艦船研究;2012年06期

2 應(yīng)申舜;盧奐采;姜偉;;多孔橡膠材料聲傳遞損失性能分析:模型描述[J];輕工機械;2013年06期

3 何世平;何琳;;阻隔質(zhì)量對桿類結(jié)構(gòu)縱波隔離的工程應(yīng)用研究[J];噪聲與振動控制;2006年06期

4 何琳;何世平;;阻隔質(zhì)量對桿類結(jié)構(gòu)彎曲波隔離的工程應(yīng)用研究[J];聲學(xué)技術(shù);2007年01期

5 馬家義;袁兆成;于瑩瀟;劉濱春;;汽車排氣消聲器傳遞損失試驗方法的研究[J];噪聲與振動控制;2009年06期

6 岳貴平;張義民;;基于傳遞損失的車輛進氣系統(tǒng)的可靠性設(shè)計[J];東北大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2010年09期

7 徐航手;康鐘緒;季振林;;排氣消聲器傳遞損失的實驗測量與分析[J];噪聲與振動控制;2009年04期

8 郭軍麗;吳亞鋒;徐俊偉;劉曉凌;;基于管道聲模態(tài)的消聲器傳遞損失計算[J];噪聲與振動控制;2013年05期

9 趙輪橋;張永斌;畢傳興;;挖掘機排氣消聲器傳遞損失的試驗研究[J];汽車科技;2011年04期

10 王雪仁;季振林;;有流消聲器四極參數(shù)和傳遞損失的邊界元法預(yù)測[J];計算物理;2007年06期

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1 田夢;桑晉秋;劉碧龍;李曉東;;微孔板傳遞損失研究[A];中國聲學(xué)學(xué)會2007年青年學(xué)術(shù)會議論文集（下）[C];2007年

2 李澤成;王緯波;鄭勁東;;復(fù)合材料軸的模態(tài)和傳遞損失試驗的仿真分析[A];第十三屆船舶水下噪聲學(xué)術(shù)討論會論文集[C];2011年

3 杜鑫;馮濤;李曉東;劉克;;高傳遞損失條件下雙端口模型的簡化[A];運輸噪聲的預(yù)測與控制——2009全國環(huán)境聲學(xué)學(xué)術(shù)會議論文集[C];2009年

4 劉克;周啟君;馮濤;;傳遞損失測量的理論與實驗研究:四傳聲器法[A];2004年全國物理聲學(xué)會議論文集[C];2004年

5 桑晉秋;田夢;劉碧龍;李曉東;;穿孔板的隔聲特性研究[A];全國環(huán)境聲學(xué)學(xué)術(shù)討論會論文集[C];2007年

6 周啟君;劉克;馮濤;;關(guān)于J.Y.Chung的傳遞損失測量理論的討論[A];中國聲學(xué)學(xué)會2005年青年學(xué)術(shù)會議[CYCA'05]論文集[C];2005年

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8 石虎山;趙升噸;范淑琴;申亞京;;基于多平面波源的氣動閥用消聲器傳遞損失分析[A];第五屆全國流體傳動與控制學(xué)術(shù)會議暨2008年中國航空學(xué)會液壓與氣動學(xué)術(shù)會議論文集[C];2008年

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1 王越;基于有限元法的消聲器性能分析[D];長安大學(xué);2015年

2 陳洋洋;某平地機消聲器流場聲場性能仿真及改進研究[D];吉林大學(xué);2016年

3 程勝明;乘用車排氣消聲器的設(shè)計與性能分析[D];華南理工大學(xué);2016年

4 陳應(yīng)航;汽車排氣消聲器傳遞損失分析和優(yōu)化[D];合肥工業(yè)大學(xué);2015年

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本文編號：1020280