某发动机排气系统尾口噪声优化介绍.pdf

某发动机排气系统尾管噪声优化 许亚峰 周维 刘兴利 刘兵 王瑞麟 华晨汽车工程研究院动力总成综合技术处，沈阳，110104 [摘要]： 本文首先确定排气噪声的来源，针对特定的问题制定相应的优化方法，并应用GT-power 软件对 不同方案进行仿真分析，选取最优方案并在实车上进行验证，试验结果表明优化方法解决了噪声问题。 [关键词]： 排气系统；噪声；GT-power； Tailpipe noise optimization of engine exhaust system Yangfeng Xu,Wei Zhou,Xingli Liu,Bing Liu, Ruilin Wang Brilliance Auto RD Center Powertrain Integrated Technology Section [Abstract]: This article determine the source of exhaust noise. Develop appropriate optimization methods for specific problems. Simulation analysis of different schemes by GT-power software. Select the best solution and verity it in the real vehicle. The experimental results show that the optimization method can solve the noise problem. [Keywords]: exhaust system; noise; GT-power; 引言 发动机排气系统的主要功能除了能顺利的将废气排出，还要有很好的降噪作用。排气系 统是汽车最主要的噪声源之一，不但要满足顾客对汽车舒适性的要求也要面对日益严苛的国 家法规。所以排气系统降噪设计非常重要。本文研究的项目是对某排气系统噪声问题原因的 调查，从而制定适当的设计方法，最终开发出满足要求的排气系统。 应用发动机热力学计算分析软件GT-power 建立发动机热力学和声学分析模型，计算出 不同消声方案的排气口噪声总声压值及阶次噪声值。通过不断的改进消声结构，针对性的消 除某些峰值噪声，直到满足控制目标。 1 排气噪声源 1.1 排气尾管噪声源 尾口噪声是一种脉动噪声。声音是以平面波在管道中传播，当达到尾管时，由于声阻 抗不匹配一部分波会透过管道继续传播，而另一部分声波则被反射回去，形成反射波。 尾口噪声由两部分噪声组成：空气噪声和气流摩擦噪声。稳定的气流在尾管处发出空 气噪声，而不稳定的气流则产生摩擦噪声。在尾管噪声中，这两种噪声所占成分取决于气流 流量的大小和速度。流量小和速度低时，空气噪声占主要成分；而流量大和速度快时，摩擦 噪声占主要成分[1]。 1.2 问题原因分析 1 该排气系统为双尾口设计，消音器左右出气结构有少许的差异导致该款发动机的尾管噪 声经过几轮优化后问题始终发生在1000-1300rpm 与 2700rpm 左右的左侧尾口二阶噪声（见 图1）。因为其中2700rpm 的峰值噪声严重影响的了车内的声品质，使车内存在明显的共鸣。 1000-1300rpm 的二阶噪声对应的频率33-43Hz,2700rpm 的二阶噪声对应的频率为90Hz.都属 于低频噪声问题，具体计算公式参考文献[3]为此专门针对排气尾管噪声做了接大消音器的 解耦试验（见图 2 ），图中虚线是排气口又接了一个大消音器的测试结果，实线是基态的的 测试结果，通过曲线对比，屏蔽掉尾口噪声后全阶及各阶次明显降低，从而确定了33-43Hz 和90Hz 确实是由排气尾口贡献的。 图1 左侧尾口噪声测试结果 图2 解耦试验测试结果 其中 2700rpm 的二阶峰值噪声幅值较为异常，因此制作了一套不带消音器的排气系统 （见图3 ），来了解