基于GT-SUITE的乘用车排气系统声学性能设计

发布时间：2020-06-11 20:56

【摘要】：本文首先介绍了新能源市场以及排放法规对传统内燃机的冲击,同时人们对噪声水平要求的日益提升,使得传统内燃机车必须要提升噪声性能,在低中转速中内燃机是整车噪声的主要来源,而且排气噪声是重点突破口。总结了排气系统声学性能分析的频域及时域方法,并介绍了这些方法的在排气声学性能研究上的发展历程与优缺点。介绍了排气系统声学相关性能的指标。接着介绍了常见的消声单元:扩张型抗性消声器、旁支型共振消声器及阻性消声器,并给出了基于平面波理论的传递损失计算公式。通过传递损失分析可知扩张型抗性消声器对中低频有宽频消声特性,旁支型共振消声器对中低频有窄带消声特性,阻性消声器对中高频消声能力较大,实际中往往都是构造了阻抗复合式消声器来实现低、中、高频段的消声能力。GT-SUITE中计算排气系统传递损失、插入损失、排气压力损失与尾管噪声计算的平台。同时在GT-SUITE中根据实际参数搭建了内燃机与排气系统耦合计算模型,并且通过与试验条件下内燃机外特性与仿真平台下的内燃机外特性进行对比。对排气系统声学性能设计的流程进行介绍:主要分为排气系统声学目标制定、排气系统声学性能的方案设计预测、试验验证三个阶段。排气系统声学目标的制定,根据声学目标与内燃机噪声源的水平,进行排气系统声学性能的消声量的分解。根据排气系统声学性能的消声量,在满足底盘约束和插入损失确定得排气系统的外部管路走向和消声器包体体积及截面形式下,设计出消声器的内部结构,得到初步方案,将初步设计的方案基于GT-SUITE进行性能分析,若满足要求就将锁定方案然后进行手工样件制作,并在整车或内燃机台架上进行性能的试验验证。若不满足要求,则进行优化改进设计,最后通过一个乘用车的排气系统声学设计案例说明上述流场。
【图文】：

噪声来源,整车

002《汽车加速行驶车外噪声限值及测量方法》[3]。国内主机厂在，不仅追求其动力性、燃油经济性、排放性能的同时，噪声性能标。车噪声控制，噪声源识别是进行噪声控制的关键。只有准确地识别析噪声问题发生的机理，明确噪声控制的主要问题，才能事半功般而言按照传动内燃机汽车噪声源性质的不同，汽车的噪声源主噪声、轮胎噪声与风噪。这三类噪声对整车噪声的贡献不是一下子速不同而依次出现。汽车在低转速运行时，主要是内燃机产生的，轮胎噪声随着增大，当车速较高时，风噪会迅速增加。明白汽就需要对噪声传播的方式进行控制，汽车噪声穿传播方式主要有播，空气传播。这两种传播方式所传递的噪声能量比例会根据车越频率与较大关系。一般说来，，通常在 1000Hz 以下的低、中频为主，在高频带内以空气传播为主。如果能够正确确定噪声如何途径就能够有针对性地对传递通道中某些环节进行修改，达到比

乘用车,排气系统

在内燃机节能减排的要求下，内燃机向高速、大功率、高效率方向发展，其变得更加突出。为了进一步降低油耗和排放量，气缸关闭系统、ACT 主动气）被各大主机厂与发动机厂所重视，主要是在发动机处于中低负荷运转状态动关闭其中某个或某几个，从而用来降低燃油的消耗。而缸数的减少会使得平顺性变差，噪声变得更加剧烈。整车为实现轻量化、为提升整车气动特性机能量损失的要求导致底盘空间实用减少、减少整车整备质量、减少排气系从而要求排气系统消声器容积减少。总之，汽车动力系统趋势对排气系统开着更不利的方向发展。排气系统的组成及功能1 排气系统的组成乘用车用排气系统（以下的排气系统指的是乘用车排气系统）一般是指从内支管到排气尾管各个部件的组合。如图 1.2 为一个典型的乘用车配 V 型内燃统图。如图所示排气系统包括：Y 型管、催化器、柔性管、前置消声（音）声（音）器、中间连接管、尾管、挂钩、挂钩隔振器等部件[6]。催化器
【学位授予单位】：武汉纺织大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U464.134.4

【参考文献】