1、1汽車消聲器設(shè)計(jì)汽車消聲器設(shè)計(jì) 張志紅 2012-06-29 北京綠創(chuàng)2一 、汽車噪聲1.1汽車噪聲種類發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲、進(jìn)氣和排氣系統(tǒng)、輪胎噪聲、車體與空氣的摩擦噪聲、傳動(dòng)系統(tǒng)噪聲等。1.2 排氣系統(tǒng)噪聲原因和種類主要是由于高壓燃燒廢氣高速流動(dòng)而形成。主要包括基頻噪聲、管道內(nèi)的氣柱共振噪聲、渦流噪聲、廢氣噴注和沖擊噪聲及紊流噪聲等組成。3二、排氣系統(tǒng)消聲器概述排氣系統(tǒng)的作用：（1）廢氣處理（2）降低噪聲。所以，在設(shè)計(jì)消聲器的時(shí)候要整體考慮，既要有好的消聲性能，結(jié)構(gòu)又不能過(guò)于復(fù)雜。4三三 消聲器的性能評(píng)價(jià)指標(biāo)消聲器的性能評(píng)價(jià)指標(biāo)1、聲學(xué)性能2、空氣動(dòng)力學(xué)性能3、氣流再生噪聲性能4、機(jī)械和材料方面的要

2、求5、工藝和外觀特性6、成本的要求53.1 聲學(xué)特性聲學(xué)特性6（1）消聲量）消聲量l消聲量是評(píng)價(jià)消聲器聲學(xué)性能的重要指標(biāo)，一般用以下兩個(gè)參數(shù)評(píng)價(jià)：（1）傳遞損失（2）插入損失7l傳遞損失：傳遞損失：一般用來(lái)評(píng)價(jià)單個(gè)消聲元件。只取決于消聲元件的結(jié)構(gòu)、介質(zhì)的阻抗率和截面面積。與消聲元件在一個(gè)系統(tǒng)中的位置沒(méi)有關(guān)系。l傳遞損失的計(jì)算：消聲器入射聲功率級(jí)與透射的聲功率級(jí)之差。l而插入損失與消聲元件的位置有關(guān)系。8l插入損失：插入損失：9（2）消聲頻率特性）消聲頻率特性103.2 空氣動(dòng)力性能的評(píng)價(jià)空氣動(dòng)力性能的評(píng)價(jià)111、壓力損失：、壓力損失：12壓力損失產(chǎn)生的原因壓力損失產(chǎn)生的原因根據(jù)壓力損失的機(jī)理，

3、可將壓力損失產(chǎn)生的原因分為2類：（1）氣流與消聲器的管壁摩擦產(chǎn)生的壓力損失。（2）局部損失。132、功率損失：、功率損失：14l通常指的功率損失指：在發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)速下的通常指的功率損失指：在發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)速下的損失。功率損失與背壓直接相關(guān)，可以通過(guò)實(shí)損失。功率損失與背壓直接相關(guān)，可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)得到。驗(yàn)得到。151617四、消聲器的理論四、消聲器的理論抗性消聲器和阻性消聲屬于器被動(dòng)消聲器?？剐韵暺靼ǎ簲U(kuò)張消聲器和旁支管消聲器。旁支管消聲器包括：四分之一波長(zhǎng)管、二分之一波長(zhǎng)管、赫爾姆茲消聲器。 184.1 阻性消聲器阻性消聲器194.2 抗性消聲器抗性消聲器20抗性消聲器的特點(diǎn)抗性消聲器的特點(diǎn)21

4、(1)擴(kuò)張室消聲器擴(kuò)張室消聲器222324（2）赫姆霍茲消聲器）赫姆霍茲消聲器原理 : 利用共振吸聲 ，當(dāng)聲波入射到共振腔口時(shí)，因?yàn)槁曌杩沟耐蝗蛔兓徊糠致暷軐⒎瓷浠芈曉?。同時(shí)在聲波的作用下，孔徑中的空氣柱產(chǎn)生振動(dòng)，振動(dòng)時(shí)摩擦阻尼又使一部分聲能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮芏纳⒌簦瑑H有少量聲能輻射出去，從而達(dá)到了消聲的目的。25分類：旁支型和同軸型26共振消聲器傳遞損失為：L=10lg20021ffffkK=SGV227 K值越大，則消聲量越大，應(yīng)盡量選定較大的K值；從上述公式可以看出，K值是同共振腔容積成正比。28（3）阻性消聲器）阻性消聲器原理原理l利用聲阻進(jìn)行消聲。一般是利用多孔吸聲材料來(lái)制作阻性消聲器

5、，當(dāng)聲波通過(guò)敷設(shè)有吸聲材料的管道時(shí)，聲波將激發(fā)多孔吸聲材料中眾多小孔內(nèi)空氣分子的振動(dòng)，由于摩擦阻力和粘滯力的作用，使得一部分聲能轉(zhuǎn)化為熱能耗散掉，從而達(dá)到消聲目的。29l材料的密度與吸聲系數(shù) 00.20.40.60.8102004006008001000 1200 1400 1600 1800 2000頻 率 (Hz) 吸聲系數(shù) 00.20.40.60.810500100015002000材料的密度與吸聲系數(shù)材料的吸聲系數(shù) 30 阻性消聲器，吸聲材料的密度越高，吸收系數(shù)就越大。 在吸聲材料的密度相同，那么纖緯材料的直徑越小，吸聲系數(shù)越高。 材料的吸聲系數(shù)可用駐波管或混響時(shí)間差測(cè)量得到。31阻性

6、消聲器的傳遞損失:l賽賓公式： l彼洛夫公式： 4 . 105. 1TSPlLSPlL032高頻失效：高頻不能很好的用平面波近似，方向性強(qiáng)，以窄聲束的形式沿通道傳播，很少或根本不與飾面接觸，造成消聲量急劇下降。 上限失效頻率:Dcf85. 1上式中： c 聲速，米/秒； D 氣流通道的截面直徑，米。33（3）阻抗復(fù)合式消聲器）阻抗復(fù)合式消聲器1. 在設(shè)計(jì)時(shí),把上述的對(duì)應(yīng)該消聲元件進(jìn)行有效地組合起來(lái);2. 在組合時(shí),按照流場(chǎng)與聲場(chǎng)不同的傳遞路徑分別加以考慮,這樣可在保證最大聲傳遞損失時(shí),使氣流更通暢,減少排氣背壓;3. 阻性消聲器對(duì)中、高頻噪聲的消聲效果好，而抗性消聲器則適于消除低、中頻噪聲。將阻性、抗性兩種結(jié)構(gòu)的消聲器復(fù)合起來(lái)使用獲得寬頻帶的降噪效果。4. 不同方式的組合，