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汽车发动机进气系统声学性能及结构设计研究

发布时间:2020-05-25 00:55
【摘要】:车辆噪声的控制和研究是NVH的主要内容,进气噪声是汽车噪声的来源之一。由于发动机转速和负荷的瞬时性,进气气流方向和进气噪声传播方向的相反性,以及进气系统塑料件的属性特征与进气系统内部声场和流场的耦合等方面影响,进气系统声学性能的精确仿真和系统高效的开发设计一直难以解决。基于以上问题,本文以提高进气系统仿真精度为出发点,将进气系统噪声分为进气管口噪声和壳体的辐射噪声。通过对进气系统消声元件传递损失仿真分析;以试验为基础提出消声元件的仿真设计方法。同时通过四负载试验提取进气系统声源特性,作为声学仿真边界条件。通过对进气系统的结构和声固耦合分析,对进气系统辐射噪声进行控制。在测试结果基础上设计新型微穿孔消声元件降低进气系统噪声。本文的主要研究工作包括:1仿真分析方法的确定,通过对消声性能评价指标分析,在试验测试的基础上,分析不同的传递损失计算方法对进气系统消声元件传递损失计算的仿真精度,找出最优的仿真方法,指导消声元件的设计。2为避免因发动机一维建模精度误差对进气管口噪声造成影响,利用负载的四极参数,通过四负载法试验测试计算发动机节气门口声源特性,作为进气系统的声源输入条件。进行多转速和不同负荷下发动机声源阻抗和强度的试验和仿真对比,证明声源特性提取试验结果的有效性。3在典型进气系统结构有限元仿真和模态测试结果基础上,分析声学模态频率和结构模态频率之间的耦合关系,对进气辐射噪声进行预测分析,找出辐射噪声的主要模态参与阶数,同时提出进气系统的辐射噪声控制措施。4通过整车半消声室声学测试分析进气噪声主要贡献频率,并研究噪声中高频以及宽频带噪声控制措施,设计新型宽频带微穿孔消声器。通过进气管路声学模态计算,合理布置消声元件,并对进气系统进行样件加工和实车测试,发现其有效降低进气噪声。本文在提高进气系统声学仿真精度的基础上,通过发动机噪声分离测试和仿真分析准确预测进气管口噪声和辐射噪声。以传递损失为指标对高频和宽频带噪声设计新型微穿孔消声器,整体降低进气系统噪声值7dB,最大值降低13dB。
【图文】:

范围,进气系统,声学,加强筋


2015 年张力峰[69]通过对进气系统空滤器的模态分析,调节上下壳体的厚和加强筋的位置布置提高了其固有模态频率,,研究壳体固有频率和加强筋之的关系。从传递损失角度对进气系统的消音元件进行设计分析,降低进气系的噪声。2017 年 Heng Li 等[70]采用 k-ε 模型对进气系统稳态流体动力学进行模拟过台架试验验证静态压力损失,并在稳态计算的基础上基于瞬态大涡模拟计进气系统内壁面的压力脉动。基于 FW-H 方程通过有限元方法计算远场气动声,分析进气系统的声学性能。1.2.4 进气系统声学结构综合设计研究现状在保证进气系统噪声仿真精度的基础上,对进气系统消音元件的声学结设计进行探究,通过消声机理,结合试验测试和仿真方法探究各个结构对消量的影响。常见的进气系统消声元件如图 1-1 所示,在不同频率范围有不同消效果。

进气系统,消声性能,质量速度,声压


武汉理工大学硕士学位论文进气系统消声元件声学性能仿真声学研究的重要内容是对进气系统声学结构的消声声元件的消声性能与声源特性、消声结构和介质流学性能,需要建立准确的计算模型。在消声元件的类比管道消声系统是一种简便有效的方法,消声元连接,一端与大气连接。把声源看做是压力源,则路类比如图 2-1 所示。 为噪声源的声压, 为噪 从进口到出口的传递矩阵, 为进气系统 = 2 2管口的声压和体积速度。
【学位授予单位】:武汉理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2018
【分类号】:U464.134.4

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本文编号:2679288

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