排氣噪聲在整車總噪聲中占比較大,會(huì)對(duì)車內(nèi)人員的舒適性產(chǎn)生不良影響。消聲器是控制排氣噪聲的重要零部件,然而消聲器在工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生壓力損失,對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)燃油經(jīng)濟(jì)性和瞬時(shí)功率產(chǎn)生不利影響。雙模式消聲器相比傳統(tǒng)消聲器增加了一個(gè)扭轉(zhuǎn)彈簧控制的蝶形閥門,閥門可以在不同的發(fā)動(dòng)機(jī)工況下關(guān)閉或打開(kāi)一定角度,使雙模式消聲器有更優(yōu)的聲學(xué)性能和更小的壓力損失。但目前還需要對(duì)雙模式消聲器的性能進(jìn)行深入研究。本文基于聲學(xué)有限元法分析了擴(kuò)張腔和插入式擴(kuò)張腔、亥姆霍茲共振腔、泄露式共振腔、兩頸部共振腔的聲學(xué)特性。實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了兩頸部共振腔的峰值消聲頻率隨第二頸部直徑的變化關(guān)系。在此基礎(chǔ)上分析了雙模式消聲器的低頻聲學(xué)特性,雙模式消聲器的低頻峰值消聲頻率隨閥門開(kāi)度的增大而增大,可以控制排氣噪聲總聲壓級(jí)處于較低水平,并且調(diào)節(jié)階次占比,獲得更優(yōu)的聲品質(zhì)。建立了發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和閥門開(kāi)度的理想匹配曲線。還討論了結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)雙模式消聲器低頻聲學(xué)特性的影響。本文仿真分析了雙模式消聲器的流場(chǎng)特性,討論了雙模式消聲器內(nèi)部流動(dòng)情況和壓力損失的來(lái)源。雙模式消聲器在閥門打開(kāi)后從小孔流出的質(zhì)量流量占比降低,小孔附近產(chǎn)生的局部損失降低,因此雙模式消聲器相比傳統(tǒng)消... 

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

擴(kuò)張式結(jié)構(gòu)示意圖

重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文18由上式可知，擴(kuò)張比m越大，傳遞損失值越大。當(dāng)kLn（n=0,1,2…）時(shí)，sinkL0，傳遞損失為0，對(duì)應(yīng)頻率即為通過(guò)頻率，此時(shí)2ncfL。式中，f為通過(guò)頻率�？梢则�(yàn)證，當(dāng)L=200mm時(shí)，通過(guò)頻率為850Hz，1700Hz，2550Hz…與圖3.2結(jié)果吻合。通過(guò)頻率與擴(kuò)張腔長(zhǎng)度負(fù)相關(guān)，擴(kuò)張腔長(zhǎng)度越長(zhǎng)，通過(guò)頻率越小，使得一定頻段內(nèi)通過(guò)頻率次數(shù)增加。以上結(jié)果與有限元方法結(jié)果吻合。觀察圖3.2發(fā)現(xiàn)，到一定頻率后傳遞損失不再周期性變化。這是因?yàn)槔碚撏茖?dǎo)是基于平面波假設(shè)的，而平面波假設(shè)在管道頻率上升到一定值后就會(huì)失效，平面波假設(shè)的失效條件如下式1.22cfd止（3.10）式中，c為聲速，d為管道直徑，對(duì)于方形管取邊長(zhǎng)�？梢缘贸�，管道直徑越大則失效頻率越低，可以驗(yàn)證當(dāng)管道直徑取150mm時(shí)失效頻率為2765Hz，與有限元計(jì)算結(jié)果基本吻合。3.1.2內(nèi)插管式結(jié)構(gòu)的聲學(xué)特性內(nèi)插管結(jié)構(gòu)是將入口管和出口管伸入到擴(kuò)張腔內(nèi)部，通過(guò)內(nèi)插管結(jié)構(gòu)可以有效解決擴(kuò)張腔存在通過(guò)頻率的問(wèn)題。內(nèi)插管具體結(jié)構(gòu)如圖3.3，圖中1L為入口管插入擴(kuò)張腔內(nèi)的長(zhǎng)度，2L為出口管插入擴(kuò)張腔內(nèi)的長(zhǎng)度。圖3.3插入式結(jié)構(gòu)示意圖Fig.3.3Schematicdiagramofplug-inexpansionstructure為了解入口管插入擴(kuò)張腔長(zhǎng)度1L和出口管插入擴(kuò)張腔長(zhǎng)度2L對(duì)傳遞損失的影響，保持其它參數(shù)不變，分別改變1L和2L，具體參數(shù)如表3.3和表3.4。用有限元方法計(jì)算傳遞損失。結(jié)果如圖3.4。

重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文203.1.3亥姆霍茲共振腔結(jié)構(gòu)的聲學(xué)特性亥姆霍茲共振腔是在管道上旁接一個(gè)密閉腔體，當(dāng)管道中的聲波頻率等于共振腔的固有頻率時(shí)會(huì)引起系統(tǒng)共振，共振腔頸部的空氣會(huì)劇烈振動(dòng)并消耗聲能量，起到消聲的作用。亥姆霍茲共振腔結(jié)構(gòu)示意圖如圖3.5。圖3.5亥姆霍茲共振腔結(jié)構(gòu)示意圖Fig.3.5SchematicdiagramofHelmholtzresonatorstructure管道中聲波自左向右傳播，旁接密閉的空腔，空腔的體積為V，頸部的直徑為d，頸部的長(zhǎng)度為L(zhǎng)�，F(xiàn)代科學(xué)中動(dòng)態(tài)類比是將具有相同微分方程的現(xiàn)象進(jìn)行類比，將已知學(xué)科的內(nèi)容推導(dǎo)到未知學(xué)科，下面將力學(xué)系統(tǒng)的共振與聲學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行類比分析共振腔聲學(xué)特性。圖3.6一維線性振動(dòng)系統(tǒng)Fig.3.6One-dimensionallinearvibrationsystem根據(jù)牛頓第二定律可以寫出以上系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方程22()()()()dxtdxtmckxtftdtdt（3.11）根據(jù)聲學(xué)類比得到亥姆霍茲共振腔的聲學(xué)方程1()duMRuudtftdtC（3.12）

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[3]基于Virtual.Lab Acoustics汽車排氣消聲器聲學(xué)性能的研究[D]. 唐博.江蘇科技大學(xué) 2014
[4]基于Virtual.Lab的汽車排氣消聲器性能仿真研究[D]. 袁啟慧.重慶交通大學(xué) 2013
[5]發(fā)動(dòng)機(jī)輔助制動(dòng)性能仿真研究[D]. 顏勝.湖南大學(xué) 2013
[6]自調(diào)節(jié)雙模式排氣消聲器聲學(xué)與流場(chǎng)特性研究[D]. 蘇勝利.哈爾濱工程大學(xué) 2008



本文編號(hào)：3481439