第2讲20120921特征线排气系统报告.ppt

* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * §8 发动机进、排气消声器 内燃机进、排气流动是受有限波作用，消声计算方法的基础是特征线法。 目前已有相应的计算软件。 * §8 发动机进、排气消声器(1) 概念 听觉现象 声音 小扰动波 音调 频率高，就是音调高 音色 纯音 复合音 基本频率的基音和少量倍基频的谐音合成 * §8 发动机进、排气消声器(2) 声强 I 声波在垂直于声音传播方向，单位面积内所携带的能量 有效声压 δp 压力波动对平均值偏差的均方根值 声压级和声强级 听觉的等量变化是由于声强等倍递增 两者关系 声压和声压级、声强和声强级 关系 * §8 发动机进、排气消声器(3) 声强相等的声源相加，合成声强级等于声强级增加3.01dB。 声强级较小的声源对合成声强级影响不大 频率相同的若干合成效应，不能按这种方法计算 * §8 发动机进、排气消声器(4) 响度 1000Hz的纯音作为基准音， 凡是听起来同该纯音一样响的声音， 其响度就与这个纯音相等， 并等于这个纯音的声压级 声强是描述声音的真实物理量， 响度是人们对声音的主观评价 人耳对声音的感觉，不仅和声压有关，也和频率有关， 一般对高频声音感觉灵敏，低频声音感觉迟钝， 声压级相同而频率不同的声音听起来不是一样响。 * 国际标准化组织采用的等响度曲线 §8 发动机进、排气消声器(5) 人耳对3000~4000Hz声音最敏感 声压级小且频率低的声音， 声压级和响度差别很大 当声压级到一定程度， 声音响度与频率关系不大了 由图可见： * §8 发动机进、排气消声器(6) 主观噪声级（响度） 计权网格A 中低频(1000Hz)以下部分较之高频有较大的衰减 计权网格B 中低频(1000Hz)以下部分较之高频有一定的衰减 计权网格C 在可听频率范围内对声压级做近似平直的响应 A计权针对低声压级， B 计权针对中声压级， C计权针对高声压级 发动机的噪声 采用计权网格A进行评定 * 噪声谱图或噪声频谱特性图 §8 发动机进、排气消声器(8) 噪声仪指示数据为总噪声级 在测定频程范围内， 根据能量叠加原理计算 频带或频程 可听频率范围（ 20-20000Hz ）分区 * 消声器 §8 发动机进、排气消声器(9) 改变有限波 或者降低声音的强度，或者改变声音频率。 通常优先过滤若干组成频率， 以获得不同的谐音谱，改变音色 * 主要有两大类： 吸收式消声器，也称阻式消声器， 滤波式消声器，又称抗式消声器 §8 发动机进、排气消声器(10) 消声器类型 吸收式消声器 通过将压力波动吸收掉，起到消声作用。 这种消声器对刺耳的高频有突出的消声作用， 对低频消声效果差 因此常用作涡轮增压器的进气消声，较少用于内燃机排气消声。 * §8 发动机进、排气消声器(11) 排气消声器常用抗式消声器 扩张型对某一窄狭频带的中低频噪声有较大的消声作用 共振型对某特定频带噪声有明显消声作用 收口型阻力较大 干涉型消声器要求压力波的波峰在反射途中正好与入射的波谷相重合， 让入射与反射通过交错相遇而互相作用，以便抵消到某种程度 扩张型与共振型组合是目前成功的设计方法。 * 消声器设计 §8 发动机进、排气消声器(13) 消声器设计分两个阶段， 第一阶段，根据发动机实测噪声谱，选择孤立的消声器， 第二阶段，按照消声器装入系统的效果对消声器进行改进。 消声器装入管路系统后，造成的声强级降低称为插入损失，或装入损失。 孤立的消声器声强的降低仅与消声器设计有关， 故消声器特性可用声压降低值与频率关系表示。 在给定频率下声强级的降低分贝数称为传递损失。 插入损失是我们真正所需要的。 开始设计时，按照传递损失进行，然后根据插入损失修改。 * 消声器安装 §8 发动机进、排气消声器(14) 消声器的安装位置对压力波形有影响，所以对插入损失有影响 单个消声器安装在发动机与排气管出口中间为最好 安装两个消声器，下游消声器安装在距离管道出口主要频率噪声的1/3波长处， 上游消声器或安装在发动机与下游消声器的中点， 更好的是，发动机到上游消声器的距离为上游消声器到下游消声器距离的2/9。 * 消声器与排气阻力 §8 发动机进、排气消声器(15) 噪声下降与性能下降没有必然联系。 如果一个排气系统，能够改变压力波形，使得排气噪声频率改变和声压级降低，这使得排气压力损失减少，并且噪声得到降低。 消声器 局部损失（涡流损失）。 进气压力每下降1000N/m2，功率就要下降1%左