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汽车排气消声器性能的相关研究 　　摘 要：汽车噪声大多是在排气管中产生的，想要减轻汽车运行中噪声就要对汽车排气消声器进行研究。汽车消声器的构造十分复杂，现在对汽车消声器的设计还没有一套成熟可靠的理论，设计者必须不断对消声器进行改进和实验才能得到相对完善的消声器。所以本篇文章就对汽车消声器性能进行研究 关键词：汽车；消声器；研究 汽车在运行过程中难免会产生噪声，其中相当一部分噪声是由发动机排气管产生的。所以对汽车排气消声器性能进行研究能够有效降低汽车噪声。汽车排气消声器的研究对技术要求较高，对汽车消声器的研究也造成很大阻碍。这也是汽车排气消声器发展缓慢比较重要的原因之一 1 国内外研究现状 随着我国汽车数量越来越多，人们对汽车噪声问题也越来越重视，解决汽车噪声问题已经成为世界性问题。汽车噪声对身体损害还是比较大的，主要影响人的听觉系统，还会影响人的生理健康，让人烦躁不安 国外很早就对从事汽车排气噪声问题进行研究，也有一些比较有效的科研成果，处理汽车排气噪音主要有四种方法[1]，分别是传递矩阵法、特征线法、边界元法、有限元法。这几种方法经过不断发展，都有着各自的优势，其中有限元法因其精度高、适应性强等优点被广泛应用。现已成为汽车排气消声器主要使用的方法 2 汽车排气消声器评价指标 汽车排气消声器就是阻碍汽车排气时产生的声音散发出来，根据消除噪声的原理，可以分为阻性、抗性、复合性和排气放空四种类型。汽车排气消声器的评价指标主要是消声量、消声频率和阻力损失 3 汽车消声器基本构造对消声性能的影响 汽车消声器基本构造对消声性能也有很大影响，材料选择和消声器内部构造都会对消声性能产生影响，所以接下来就对消声器基本构造进行研究分析，得出对消声性能的影响 3.1 多孔吸声材料影响 多孔材料，顾名思义，就是材料构造由里到外含有大量互相贯通的微孔，多孔材料对排气消声器造成影响主要从流阻、孔隙率以及结构因子这三个方面[2]。这些参数只是多孔材料造成影响的理论数据[3]。从工程角度分析，影响因素主要是厚度、体积密度等 流阻就是空气质点通过材料孔隙时阻力的大小。实验证明流阻是空气特征阻抗二到四倍时，消声器吸声性能较好。孔隙相同时，低流阻材料比高流阻材料吸声性能更好。孔隙率就是消声器中空气体积与材料总体积之比。孔隙率在百分七十到九十最合理，在合理范围内，孔隙率越高吸声效果越好。结构因子是修正系数，引进这个修正系数就是为了使理论与实际更加相符 3.2 简单扩张结构影响 扩张腔式消声器应用十分广泛，它工作原理就是利用截面突变使噪声传播通道失配，达到消声目的。简单扩张结构的消声效果主要和膨胀室的膨胀比和膨胀室长度有关。根据相关实验可知，膨胀室膨胀比影响消声量的大小，膨胀室长度影响消声频率。扩张腔的变化直接影响消声频率和消声量。噪声频率较低时，简单扩张结构能够很好吸收噪音，当噪声频率增高到一定程度之后，从细孔中进入到扩张腔中的气体还没来得及扩散就排出了，不能很好起到消音效果。这就是高频失效 3.3 共振结构影响 3.3.1 单腔共振器。单腔共振器近似看成是由多种留声元件结合而成，在开口管附近空气随着声波震动，共振腔内的压力随着空气体积大小变化，而且空气还会随着声波一块震动，这一系列构造组合到一起能够有效使声能下降，减少汽车排气消声器产生的噪音。单腔共振消声器对声波频率要求较高，在低频某一频率范围内消声效果较好，在其他频段消声效果较差甚至没有消声效果。单腔共振消声器通过改变共振孔板的结构参数来影响消声性能，共振孔板主要包括孔径、板厚、共振腔体积大小等。根据对共振孔板进行计算可以得出频率较低时，单个共振器对噪声的减轻效果较为明显 3.3.2 穿孔共振结构。由上文可知，单腔共振器使用时限制条件较多，所以就有了穿孔板共振器。穿孔板共振器可以看成多个单腔共振器进行串联而成，当声波进入穿孔板共振器以后，声波振动频率和系统频率相同时，就能很好对噪声进行吸收 3.4 插入管长度影响 因为单腔共振消声器对频率要求比较高，所以在实际应用中经常采用多节扩张器串联方式，或者采用内接插入管来增强对噪声的吸收[4]。虽然通过插入管能够增强消除能力，但是对插入管的长度也有要求。通过模拟实验可以知道，单腔共振器消声管和多孔共振器消声管对噪声的吸收有频率限制，插入管插入以后，原来不能消除的频率被消除，插入管长度为二分之一扩张腔长度时，能够增强奇数倍的频率消除，插入管长度为四分之一扩张腔长度时，能够增强偶数倍的频率消除。插入管的插入不但增多消除的频率，还增强了消除噪声的总量，通过插入管能够降低通过频率上的缺陷 4 外界因素对消声性能的影响 影响汽车排气消声器性能的因素不止有自身因素，外界因素对消声