汽油机排气系统消声器设计研究

微型汽车排气消声器的设计与优化随着汽车产业的发展，越来越多的人选择购买汽车，但乘坐汽车时面临的一个普遍问题就是噪音。

汽车排气噪音是一种非常常见的噪音，因此，微型汽车排气消声器的设计与优化变得尤为重要。

本文将介绍如何设计和优化一个高效的微型汽车排气消声器。

首先，微型汽车排气消声器的主要设计目标是减少排气噪音和提高汽车引擎的性能。

为了实现这一目标，首先需要确定消声器的物理参数，包括长度、直径、材质和布局。

消声器的长度和直径必须满足一定的条件，以确保消声器能够吸收或反射来自排气管的声波能量。

材料会影响消声器的吸声能力，通常使用一些多孔材料或玻璃纤维等，以使消声器能够有效地吸收声波的能量。

消声器的布局应该避免排气管内的爆震并且要确保排气系统足够稳定。

其次，为了更好地优化消声器的设计，必须进行一系列的仿真实验，以测试各种设计参数的效果。

常见的优化方法通常是通过计算机模拟来测试消声器的表现。

消声器的性能和效果可以通过改变各种参数来进行评估和优化。

通过利用这些仿真实验，可以为消声器的最佳设计建立一个准确的模型。

最后，一旦模型被制作出来，就需要进行批量生产，以确保每个消声器都具有相同的吸声能力。

微型汽车排气消声器需要遵循一定的制造标准，并且需要进行严格的质量控制。

消声器的物理参数和吸声能力需要在大量生产之前进行测试，以确保每个消声器都是符合要求的。

在设计微型汽车排气消声器的过程中，有几个重要的点需要注意。

首先，需确保消声器具有良好的吸声能力，并减少排气系统的噪音。

其次，必须通过仿真实验进行优化和测试，并建立一个准确的模型。

最后，需要严格的质量控制和生产标准，以确保每个消声器都具有相同的吸声能力并且符合要求。

总之，设计和优化微型汽车排气消声器是一项关键的任务，涉及多个方面，需要经过认真的计划和测试。

然而，这个过程值得花费时间和精力，因为最终结果将对汽车的噪音控制和性能提高产生长远的积极影响。

除了上文中提到的设计和优化微型汽车排气消声器的基本内容，还有许多其他因素需要考虑。

汽车排气消声器设计分析摘要随着中国噪声法规的日益严格，对于整车排气噪声控制的要求也越来对于整车排气噪声控制的要求也越来近年来,随着中国噪声法规的日益严格，这必然会加大设计的但是传统的消声器设计方法主要是基于设计经验，这必然会加大设计的越高了，但是传统的消声器设计方法主要是基于设计经验，工作量，增加研发成本、延长了开发周期。

控制排气噪声最有效的途径就是设计高消声性能、低阻力损失的排气消声器。

它已成为目前排气噪声控制的重要研究课题。

本文首先通过使用GT-POWER软件中的muffler模块建立排气消声器的三维仿真模型从而得到它的传递损失，再通过GT-POWER软件建立某发动机工作过程与消声器的耦合仿真模型得到消声器的插入损失，并通过对消声器结构及消声性能的分析，对消声器的设计进行改进，使其较好的满足该消声器的性能要求。

在对消声器消声性能设计时，应该尽量避免消声器的某些通过频率和消声器振型比较剧烈的模态频率发生共振，这样既有利于提高催化剂和消声器的可靠性和耐久性，也可以指导消声器的设计、分析。

总之，本文通过对消声器基本的设计思路和方法的探索，为更加合理、有效地设计和研发排气消声器提供了参考。

关键词：消声器模拟仿真传递损失插入损失结构优化Abstract The The most most most effective effective effective measure measure measure to to to control control control exhaust exhaust exhaust noise noise noise is is is using using using muffler muffler muffler is is is exhaust exhaust system.Designing a muffler with high anechoic performance and low resistance loss has become an important subject on exhaust noise.the article takes advantage of the muffler model that established by GT-POWER software to work out the transmission loss and takes advantage of the coupling simulation model of an engine＇s working process process and and and muffler muffler muffler to to to work work work out out out the the the Insertion Insertion Insertion loss loss loss Based Based Based on on on the the the analysis analysis analysis of of of the the structure structure and and and performance performance performance of of of the the the muffler muffler muffler the the the designe designe designe is is is improved.The improved.The improved.The improved improved design preferably meets the exhaust performance requirement. When we design the which has some ranges of frequency that can go through the muffler ,we should avoid the penetrated frequency in response to the model frequency,So this result can give more advice to the muffler design.from the whole,this article does some research about the design of the exhaust muffler,which gives some ideas of the design. Key words: m uffler muffler simulation transmission loss insertion loss structural optimization引言随着科学技术的发展和人们生活水品的提高，汽车的产量和保有量也在突飞猛进的增长，由此带来的环境污染也已成为影响人们生活的一大公害，由此带来的环境污染也已成为影响人们生活的一大公害，尤其是人尤其是人口密集型城市，汽车的噪声污染会弥漫于城市的每个角落，打破了城市的安宁与祥和，也影响到居民的身心健康。

0引言声学和流体动力学是研究汽车排气消声器性能的最主要的两门学科。

研究人员运用多种运算方式和模拟仿真软件进行消声器的性能测试，对其设计提供了极大的方便。

汽车排气消声器的组成是消声单元。

其基本的消声单元分为扩张式、共振式和阻性消声器等。

汽车排气消声器的开发设计就是基于对消声单元的研究和探索，运用科学的数值分析法研究消声单元在外界条件及不同参数结构影响下的噪声和气流波动是对汽车排气消声器性能研究的基础。

本文研究将在国家规定的行业标准下进行，利用专业的排气消声器测试平台对不同的消声器进行性能的测试，分析出对汽车排气消声器性能设计有重大参考意义的噪声频谱特性。

最后，运用汽车消声器的正向设计思路，以降低噪声的基本性能为主合理的选择消声单元，通过计算和结构构成的实验去验证和检测汽车消声器的设计。

1汽车排气噪声产生原理和消声器的机理研究发动机排气噪声的产生是由于发动机气缸内部高温废气的压力急剧变化，气压波巨大，从而导致排出过程中产生噪声，其噪声根据不同振幅、频率以及产生的结构位置不同分为：基频排气噪声、亥姆霍兹共振噪声、废气喷注噪声、排气道内壁面的紊流噪声、冲击噪声等多种噪声形式，其中基频排气噪声是最主要的噪声形式。

在汽车排气消声器上，为了应对不同噪声形式，从根本上降低噪声，消声器从消声原理上分为有源消声器和无源消声器两大类，由于有源消声器在排气系统的实际应用上比较繁琐，一般多采用无源消声器。

1.1汽车排气噪声产生原理汽车发动机的排气口在打开的瞬间，高速高温的废气从气缸中喷出，从而产生具有低频性、周期性的噪声。

这种噪声称为基频排气噪声，是发动机最主要的噪声源，它的噪声频率和排气次数相同。

其基频和谐波的运算公式为：fk=knz60τ式中，k表示谐波的次数；n表示发动机转速，单位为r/min；z为发动机气缸的数量；τ表示冲程系数，其中二冲程的τ值为1，四冲程的τ值为2。

1.2汽车排气消声器的机理研究汽车消声器是安装在汽车空气动力设备上的气流通道上降低噪声的设备。

汽车排气消声器研究综述Review of Study on Vehicle Exhaust Muffler孟妤赵诚朱桂昌MENG Yu et al中机科(北京)车辆检测工程研究院有限公司北京102100摘要:详细回顾了汽车排气消声器的研究、设计历程，阐述了有源消声法、四端网络法、有限元法、统计能量法、边界元法的成就与进展。

指出有源消声、流固声耦合、声模态、辐射模态、新型消声材料应用及高温高流速条件下消声器性能分析是今后的研究热点，消声器的设计将趋于简洁化、信息化、智能化，从追求单项指标最优到整车系统噪声、振动与声振粗糙度最优。

关键词:排气消声器有源消声边界元法声模态Abstract Development of vehicle exhaust muffler study and design process is reviewed indetail.Achievement and development of Active Sound Attenuation Method,Four-terminal Network Method,Finite Element Method,Statistic Energy Method and Boundary Element Method are expounded.Active noise attenuation,flow solid acoustic coupling,acoustic mode,radiation mode,new anechoic material application and muffler performance analysis under high temperature and high flow velocity condition are hot research topics in future.The design of the muffler will tend to simplification,informatization,intelligent, and it also turns from pursuing single index optimal to vehicle NVH system optimal.Key words exhaust muffler;active sound attenuation;boundary element method;acoustic mode中图分类号:U467.4+93文献标识码:A文章编号：1004-0226(2021)06-0083-04第一作者：孟妤，女，1983年生，工程师。

摩托车消音器的优化设计研究随着社会的不断发展，人们越来越意识到噪音对健康的影响，关于噪音的法规也变得越来越严格。

发动机噪音是评估发动机技术质量的重要指标，并且对市场上的发动机竞争有重大影响。

发动机噪音主要是由排气噪音引起的，排气噪声控制可以有效地控制发动机噪声。

如今，安装排气消声器是控制排气噪声的重要方法，它既简单又有效。

0 引言在整个摩托车的设计中，运输发动机不仅有消声的作用，而且直接影响发动机的性能。

排气系统的更改将影响进气系统，并因此影响整个引擎的动力特性。

由于大多数摩托车使用者居住在农村，道路和地形区域较差，因此对摩托车的性能和焊接能力的要求较高。

在实际应用中，已经发现现有排气管与消声器之间的连接会进一步中断，因此有必要研究摩托车消音器的安装方法和设计的合理性。

本文重点研究了摩托车噪音的控制方法，通过分析消音器的原理来进行设计的优化，希望能够为摩托车降噪优化提供有效参考。

1 摩托车噪声现状及控制方法通常噪音的主要来源来自于发动机排气，发动机所排气体温度能够达到800℃，压力约为0.4-0.5MPa。

当发动机排气门打开时，废气从脉冲状空间散发出来，形成非常大的能谱，频响范围从几十个到10，000Hz以上的复杂声音是一种宽带声音。

现在，世界上每个国家都将噪音水平作為测试车辆和设定声音控制声音标准的基准。

根据从125毫升到250毫升摩托车的平均噪声限值，与其他国家进行比较。

显然，中国与其他国家之间仍然存在差距，改善摩托车功能并降低排气噪声仍然非常迫切。

控制汽车噪声控制的主要方法是控制声源，并使用声音控制技术来控制汽车的分配模式，例如吸声、噪声分离、振动分离、减水、人身保护等，使得震动和声波降低以此达到降噪的效果。

目前有效使用最为广泛的降噪方法是采用排气消音器，针对降低摩托车噪音所开发的高性能输出消音器通过改造结构的方法有效提升了消音器的质量。

2 消声器的种类及其评价消音器从原理上将能够阻止声音的传播并且消除空气中的动力学噪音的同时还能够不影响空气的通过。

消声器及排气管的设计消声器及排气管的设计消声器的主要作用是降低发动机的排气噪声，并使高温废气能安全有效地排出。

消声器作为排气管道的一部分，应保证其排气畅通、阻力小及足够强度。

消声器要经受500~700。

C高温排气，保证在汽车规定的行驶里程内，不损坏、不失去消声效果。

１、消声器的主要结构形式汽车消声器按消声原理与结构可分为抗性消声器、阻性消声器和阻抗复合型消声器三类1抗性消声器抗性消声器是在内部通过管道、隔板等部件组成扩张室、共振室等各种消声单元时，声波在传播时发生反射和干涉，降低声能量达到消声目的。

抗性消声器消声频带有限，通常对低、中频带消声效果好，高频消声效果差，货车多采用抗性消声器。

阻性消声器是在内部排气通过的管道周围填充吸声材料来吸收声能量达到消声目的的消声器。

对中、高频消声效果好，单纯用作汽车排气消声器较少，通常与抗性消声器组合起来使用。

阻抗复合型消声器是分别用抗性消声单元和吸声材料组合构成的消声器，它具有抗性、阻性消声器的共同特点。

对低、中、高频噪声都有很好的消声效果。

２、消声器的性能要求消声量大小以消声器的插入损失来评价。

插入损失是指装消声器前后在消声器出口某固定点测量的排气声压级之差。

D=L1-L2式中：D——插入损失，dBL1——安装消声器前在某点测量的排气声压级，dBL2——安装消声器后在某点测量的排气声压级，dB在实际测量时先测量不装消声器的排气噪声。

按插入损失定义，为保证测量点位置不变，用一根同消声器等长、管径与消声器进气管相同的空管代替消声器。

再测量装消声器时的排气声压级。

2 消声器功率损失评价发动机额定功率点的功率损失比R的计算公式为：R=（P1-P2）/P1×100%式中：P1——不带消声器而带空气管时的发动机功率，KWP2——带消声器后发动机功率，KW功率损失比要求为：重型车R≤3%；中型车R≤5%；轻型车R≤6%。

实际测量中，用直接测量消声器排气背压来评价消声器性能。