单缸涡流室柴油机净化消声器的设计与研究

非道路柴油机排放标准的不断提高,仅靠机内净化单缸柴油机很难达到排放标准的要求。为了降低单缸涡流室柴油机的排放和噪声,设计优化具有净化和消声作用的净化消声器,以R180涡流室柴油机消声器为研究对象,通过Fluent 14.0软件模拟计算和试验的方法优化催化剂载体内部流场,并对其空气动力学性能、消声性能和催化性能展开研究。试验结果表明:安装净化消声器的整机CO、HC、PM比排放(八工况循环)分别为0.38、0.20、0.48 g/(kW·h),相比于原机分别降低了82.8%、54.0%、14.4%。通过催化剂载体内部流场优化,CO、HC、PM比优化前分别降低了22.7%、26.0%、6.3%;柴油机整机声功率级较原机降低了0.5 d B(A)。均匀的内部流场提高了催化剂的转化效率,延长催化剂的使用寿命。劣化试验后柴油机排放满足非道路柴油机国Ⅲ标准要求,研究成果有助于单缸柴油机降低整机排放和噪声。     

两腔型双模式车用消声器流场及声学特性分析

双模式车用消声器可以有效降低压力损失,同时降低再生噪声,是一种半主动噪声控制设备。目前对双模式消声器的研究较少,需要进一步了解双模式消声器的内部气体流动情况和低频声学特性。通过流场仿真分析得出了高气体流速下双模式消声器有效降低压力损失的原因,并对结构进行改进,使湍流能量损失降低,减少了压力损失。通过声学仿真得到阀门关闭时共振腔的共振频率,符合亥姆霍兹公式计算结果,证明低频消声效果来自亥姆霍兹共振腔。同时分析了阀门打开时消声器低频消声原理,得出阀门打开后共振频率向右偏移,能够追踪不同转速下的排气噪声。     

基于声传递矩阵法的汽车排气消声器设计

基于消声器声传递矩阵法,推导了几种非基本声学子结构的声传递矩阵,编制了消声器性能仿真计算及优化程序,利用该程序针对某实际汽车排气消声器进行了结构优化设计,并使该消声器满足该车车外加速噪声控制和实际空间布置要求.在此基础上,对改进的消声器进行了发动机台架插入损失和功率损失实验.结果表明,设计的消声器消声性能良好,其最大消声量达到22.9 dB(A),且内燃机的输出功率变化不大,满足该车对消声器提出的性能要求.     

汽车排气消声器内部流场及温度场的数值计算

通过对一典型结构汽车排气消声器进行建模,根据流场计算特点划分网格,利用ANSYS CFX软件对其内部流场及温度场进行数值模拟研究,分析气流速度、温度变化及压力分布对消声器性能(声学性能和空气动力性能)的影响.分析得出结论,设计消声器时必须考虑从结构上消除产生高速湍流和高速气流的可能,且在满足消声性能的前提下尽量减少压力损失,减少穿孔结构能有效地降低压力损失.     

小排量发动机消声器性能仿真计算与优化研究

为满足严格的汽车噪声法规以及对汽车舒适度的需求,课题组以某款汽油机消声器为研究对象,将传递损失作为消声性能的评价指标,基于ANSYS软件建立消声器有限元模型,并通过SYSNOIS软件对其模型进行分析计算。利用建模方法模拟分析消声器各个扩张腔的性能,通过模拟实验可以得出以下结论：实验测试消声器第一、第二扩张腔对中低频消声效果较差;由原排气消声器传递损失分析结果可知,第一、第二扩张腔进出口处增加内插管的结构方案最优。仿真结果表明：当进口内插管、出口内插管长度正好为扩张腔长度的0.5倍与0.25倍时,此结构优化方案可有效提高排气消声器的消声性能。     

基于ANSYS的鼻锥结构消声器性能研究

目前,对汽车发动机排气噪声的控制主要是安装排气消声器.消声器的设计与性能研究主要围绕其消声性能和对发动机功率的影响两个方面进行.通过对鼻锥结构排气消声器结构三维建模后进行性能模拟分析,获得了该消声器内部的声压分布情况和插入损失随频率的变化关系,预测了该消声器对发动机功率损失的影响.该种方法具有周期短、成本低的优点.     

车用发动机排气消声器的仿真与改进

文章建立了排气消声器与发动机的耦合仿真模型,利用该模型对排气消声器的传声损失进行了计算,分析发动机的排气噪声。根据这种方法,对原消声器的设计进行了改进,仿真结果表明,改进后的消声器消声效果优于原消声器,对排气消声器的研制开发有一定的参考价值。     

赫尔姆兹消音器在汽车排气系统中的应用

针对某款运动型实用汽车(sport/suburban utility vehicle,SUV)车内特定转速排气轰鸣音的问题,文章通过排气噪声频谱分析,设计了一款赫尔姆兹消声器用于提升特定频率的消声性能,以消除车内轰鸣音;在消声器优化设计过程中,利用GT-Power软件分析其传递损失。经实验验证,消声器优化后车内该转速噪声降低了4 dB(A),车内轰鸣音消失。     

基于ANSYS的排气消声器数值仿真设计

利用ANSYS强大的动力学及声学模块,对设计的某型电源车辆发电机组排气消声器进行模态分析和声学分析,得到消声器的固有频率和消声插入损失曲线.计算结果可用于预测消声器的性能,进而判断其结构设计是否符合要求,与国内目前的类比和经验法设计消声器缩短研发周期并节约了成本.     

微穿孔板消声器结构参数优化研究

为研究消声结构参数对消声性能的影响,建立了消声器声场有限元模型,并在模型边界上施加相应的边界条件,通过计算求得不同结构参数下消声器的传递损失,以分析不同的结构参数对消声器的消声性能的影响。计算发现采用内径20 mm的微穿孔管可有效降低3~6 kHz频段内的噪声,微穿孔管的单节管长应为1/4波长的9倍,管上孔洞按正方形分布,开孔直径0.4 mm,开孔率4.8%。     

非定常流场和声场有限元内燃机排气消声器研究

 消声器是降低内燃机排气噪声的主要部件。通过设计独立测试排气噪声的台架实验,分析了安装消声器前后的排气频谱特征,对比期望的噪声评价曲线,得到了消声器性能不足的频段主要集中在中高频。根据流体和声学的基本理论,基于三维数值有限元,分析了复杂消声器非定常流动状态下其压力场、温度场、再生噪声场分布和主要贡献的噪声频段,研究了消声器在稳态下的传递损失;通过研究声学传递过程中的空腔模态特征,找到了影响消声效果的主要因素。基于消声器仿真模型,研究了消声单元结构特征与消声性能之间的关系,通过改善复杂消声器的小孔结构和增加吸声材料,采取实验对比分析了插入损失,验证了分析和改进的有效性。本文综合分析了流体、声学以及流体对声学的影响,研究了内燃机排气消声器性能,此系统方法能更全面地了解和改进排气噪声。     

内燃机热泵隔声装置及通风技术

针对内燃机热泵机组运行发热量大、噪声频谱特性复杂的特点,设计了一种安装在发动机和压缩机上的带通风系统的隔声罩来降低中高频噪声,对低频噪声设计了双室抗性消声器进行降噪．为了解决隔声罩内部设备散热导致的罩内温度升高问题,详细推导和计算了罩内通风量,设计了罩内的气流形式,模拟了罩内的空气温度场和速度场,得到了该通风方案能够及时有效地排出隔声罩内热量的结论．实验研究了安装带通风系统的隔声罩和双室抗性消声器之后内燃机热泵系统的噪声问题,结果表明,隔声罩和双室抗性消声器配合使用能够使本实验样机的噪声有大幅度的下降．     

摩托车排气消声器声学性能仿真及结构改进

针对某244S摩托车排气消声器,采用有限元法建立了该消声器的声场模型和流场模型,利用SYSNOISE软件对该消声器进行了三维声学仿真,在声场仿真基础上提出对原消声器的改进方案,优化了原消声器内部结构。通过对改进后的消声器进行仿真与台架试验对比,改进后的结构比原消声器在中、高频的消声能力有显著的改善,仿真和试验结果吻合较好,同时流场仿真结果显示,改进后消声器功率损失变化不大,表明对原消声器结构的改进是有效的。     

内插管扩张室水消声器实验分析

介绍了单节扩张室消声器的消声特性及缺陷，提出了用内插管形式来改善单节扩张室消声器的消声性能，并从实验上分析并比较了这两种扩张室水消声器的消声性能，实验表明内插管扩张室水消声器比单节扩张室消声器具有更好的消声效果。     

内燃机机械噪声和燃烧噪声的识别分离

针对内燃机噪声识别问题,建立了数学模型并编制了相应的程序,在程序中加入作用全局阈值的小波变换降噪程序,保证程序的抗干扰性后,实现了燃烧噪声和机械噪声的频谱分离和A计权声功率级计算。以某CG125型摩托车发动机为例,通过构造包含不同干扰噪声的理论算例仿真识别,验证了程序的准确性和实用性。识别结果表明:分离前后的燃烧噪声和机械噪声的频谱吻合良好,A计权声功率级误差均小于0.6dB。     

基于GT-Power的乘用车消声器设计

运用GT-Power软件对乘用车的消声器进行设计开发.通过对发动机工作过程与消声器的耦合,根据消声器相关理论并利用GT-Power软件建立分析消声器插入损失与压力损失的模型.在保证压力损失不大于22 kPa的设计要求下,所设计的乘用车消声器插入损失达到31.5 dB(A),较好地满足了消声器的消声性能指标,并且模型的仿真结果与试验结果吻合良好.     

汽车消声器性能计算中的气流与温度因素

发动机排气噪声是汽车噪声中一个主要声源,消声器是控制排气噪声的一个重要方法.该文推导出两种消声单元的传递矩阵,在消声器性能计算过程中考虑气流和温度梯度的影响,并采用三维谱图方法研究气流对消声器消声性能的影响.编写了性能计算程序,计算结果与实验结果吻合较好,计算与实验精确性有待进一步提高.     

微型汽车排气消声器的噪声实验分析

针对某微型汽车排气消声器,在分析排气噪声的基础上,采用理论与试验相结合的方法进行改进消声器,并将试验件进行配机试验.针对发动机不同转速,研究几种消声器方案下的某型汽油机排气噪声的频谱特性、插入损失、功率损失,从而确定了最优的消声器方案,达到储备消声器设计的目的.