排气系统的噪声控制及设计方法(武汉理工大学).ppt

* * 插入管长度 插入管可以有效地抑制通过频率，并且由于内插管的存在，传递损失曲线产生了共振峰值，传递损失在共振频率处明显增加，同时随着插入管长度的增加，共振峰值数目增加。 进出气管偏置 偏置即进、出口管道的轴线偏离扩张腔轴线。 无偏置与存在偏置的消声器传递损失无明显变化。 考虑阻力损失，无偏置的消声器阻力损失小于存在偏置的消声器。 共振腔径向尺寸对传递损失的影响 D增加，V增加，TL增加，TL频带宽度增加，通过频率几乎不变，共振f降低 3.1.3 共振型消声器结构对消声性能的影响 D 共振腔轴向尺寸对传递损失的影响 L减小，即V减小，共振f增加，通过频率增加，TL减小，TL频带宽度增加。 L 穿孔率对传递损失的影响 P增加，共振f增加，TL频带范围增加 压力损失是指气流通过消声器时，消声器进出口端总压差。消声器的压力损失由两部分组成：一是局部压力损失；二是管壁沿程摩擦阻力损失，两者都是由于流体运动时克服粘性切应力做功引起的。 局部阻力损失发生在消声器内收缩、扩张等截面突变处，由于气流速度发生突变形成漩涡和流体相互碰撞，进一步加剧了流体质点间的相互摩擦。 3.2 各结构参数对排气系统背压的影响 局部阻力损失的大小取决于局部结构形式、管道直径和气流速度，可用下式计算： v：小截面上的气流平均速度，m/s； ε：局部阻力系数，与消声器截面面积有关； ρ：气体密度，kg/m3。 沿程阻力损失发生在消声器管道壁面，其大小取决于管壁粗糙度h0和气流速度v的大小，可用下式计算： l：管道长度，m； D：管道横截面等效直径（它等于四倍面积S与周长 F之比），m； λ：沿程阻力系数。 以某发动机为例，5800rpm时冷端背压 压降（kPa） 比重(%) 前消声器 2.04 11.70 主消声器 10.47 60.07 管路 4.92 28.23 总计 17.43 100 主消声器对背压的贡献率最高（60.07%）：主消声器内结构较复杂，运用了扩张式、共振式以及阻性消声等消声结构以达到降噪的目的，进气内插管与出气内插管不同轴，气流通过进气内插管进入主消声器，在经出气管流出，气体流动方向改变，产生180o的相位差，使得气流流动复杂，因此产生较大的压降。 其次是管路压降（28.23%）：消声器与管路连接段存在截面变化，同时存在弯管，使得气流速度发生变化，因此产生局部阻力损失和沿程阻力损失，管路中产生一部分压降。 最后是前消声器（11.70%）：结构简单，只有单一的内插管，并在内插管上开孔，因此压降较小。 消声器内径42mm 排气系统管路内径45mm 排气管直径小于消声器内管路直径时，随着排气管直径的减小，背压呈上升趋势。 排气管直径大于消声器内管路直径时，随着排气管直径的增加，背压呈上升趋势。 排气系统的背压存在一个最小值，即排气管直径存在最佳值，此时排气管直径与消声器内管路直径相同，无截面突变。 排气管直径的影响 管路弯曲度的影响 随着弯管角度的增加，背压呈下降的趋势，每增加10度，背压降低0.1kPa。这是因为弯管角度越大，管道越平直，排气流动阻力越小，使得气体流动顺畅，压力损失较小。 吸声材料填充密度的影响 是否添加吸声材料及填充材料的密度大小对背压并无明显影响，在实际设计过程中，吸声材料的选择应重点考虑消声量的要求。 隔板穿孔率的影响 通孔 多个小孔 压力损失（kPa） 17.42 17．53 只要保持穿孔率不变，开孔形式对压力影响较小。 一般隔板上的穿孔结构要保证小孔总面积大于内插管流通面积，穿孔率取为7％—15％左右。 隔板孔径 保持穿孔率不变，改变隔板上小孔孔径，压力损失变化甚微。 一般隔板上打孔孔径取为Φ3—Φ8mm较为合适。 消声器内插管直径的影响 随着内插管管径的增加，压力损失逐渐降低。这是因为增加内径，可以有效地减小气体流动速度，从而降低沿程阻力损失和局部阻力损失，达到降低压力损