进气系统的降噪设计与正交优化试验研究

发布时间：2017-11-27 11:30

  本文关键词：进气系统的降噪设计与正交优化试验研究

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【摘要】：随着人们生活水平的提高,全球汽车产业迅速发展,汽车保有量不断增多,随之而来的噪声污染、环境污染、能源消耗等问题也日益突出。当下人们追求汽车舒适性的要求越来越强烈,有效控制发动机进气噪声是降低汽车噪声的主要方法之一,并且世界各国也开始对内燃机进气噪声制定严格的限制法规。不过,进气消声元件的结构参数众多,不但影响其消声性能,还会影响发动机的性能。因此,在兼顾消声性能和发动机性能的前提下,如何为发动机高效匹配进气消声元件成为进气消声元件设计的难点和重点。论文针对某款发动机的进气噪声排放特点,提出利用正交试验设计法对其进气消声元件进行优化和改进。首先分析了进气噪声的产生机理,阐述了消声元件的类别,并根据进气噪声的频率特点,指出发动机进气系统应选用抗性消声器。由于进气消声元件的消声性能受其结构参数影响较大,而且消声元件也会影响发动机的动力性和经济性,因此论文将进气压力损失作为进气消声元件合理选型的标准。其次利用GT-Power软件建立了某款发动机模型,匹配实际的台架数据,对该发动机进气噪声进行了测量分析,获得了进气噪声尖点对应的频率带,分析了原机进气系统的压力损失,从流场特性及声学性能两方面分析了原机空滤器性能,提出了该发动机进气消声元件的优化和改进方向。最后,论文对空滤器、]Helmholtz共振腔和1/4波长管等常用进气消声元件,利用Virtual.lab软件对其声学性能进行了详尽的分析,通过传递损失初步确定了几组进气消声元件的几何参数,以进气消声元件插入损失为试验指标,利用正交试验设计对上述参数进行快速定型,减少了试验次数,提高了进气消声元件的设计效率。在保证进气压力损失不大于3kPa的要求下,以压力损失值为目标,应用Fluent软件对各进气消声元件排列方式进行了分析,明确了各进气消声元件的正确排列方式。对确定的消声元件设计方案进行验证分析,结果表明该方案不但能满足进气噪声降噪要求,对发动机动力性的影响也在工程许可的范围之内。
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U464.134.4

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