消音器研究报告.ppt

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1、消音器研究报告消声器分类和指标 消消 声声 器器 类类 别别插插 入入 损损 失失 D dB（A）功功 率率 损损 失失 比比 r %A105% B155% C C205% D D255% n按消声器和主机配套使用情况，消声器分为四类：nA适用于便携式机械用汽油机；nB适用于一般机械用汽油机；nC适用于要求低噪声机械用汽油机；nD适用于摩托车用汽油机。消声器容积的初步设计消声器容积的初步设计消声器容积与排气系统插入损失之间的关系 05101520253035515253545IL消声器容积 升() 通常讲，消声器容积越大，消声效果越好。排气噪声的大小很大程度上取决于消声器容积。要达到理想的消声

2、效果，消声器容积至少要是发动机气缸体积的10倍至20倍，前置消声器容积达到发动机气缸体积的两倍以上。消声器容积消声器容积 = 前置消声前置消声器容积器容积 + 后置消声器容积后置消声器容积消音器容积计算公式消音器容积计算比较容积容积RobinRobinGX35GX35实测实测165165190190理论计算理论计算165165197.5197.5KtKt系数系数2.52.53 3nKtKt消音器类别修正系数消音器类别修正系数2-32-3选型为选型为A A型。型。n 由于消音器设计结构的差别，由于消音器设计结构的差别，选择的消音气容积可偏离计算选择的消音气容积可偏离计算值值20%nRobinRo

3、bin的理论计算容积范围的理论计算容积范围为：为：132-197.7mlnGX35GX35的理论计算容积范围为的理论计算容积范围为 ：140.87-197.5mlnET37VET37V的理论计算容积范围的理论计算容积范围为：为：139.1-208.6ml消声器长径比设计消声器长径比设计当消声器容积保持不变时，只改变其内径与长度，L/D越小，空腔越扁，截面积的扩张比m越大，最大衰减量也随之增大，但消声频率范围变得很窄。经验推荐值：经验推荐值： 3L/D4 机型RobinGX35消音器长径比2.22.2消音器纵横比计算公式汽车消音器设计中纵横比（ L/D0）一般为1-5消音器纵横比计算比较n同等容

4、积消音器当纵横比不同等容积消音器当纵横比不同时，对消音器的插入损失同时，对消音器的插入损失和功率损失均有影响。和功率损失均有影响。n消音器纵横比过大，其声学消音器纵横比过大，其声学性能更接近于扩张室消音器，性能更接近于扩张室消音器，但它的扩张比较小，消声值但它的扩张比较小，消声值较低；较低；n纵横比过小，其声学性更接纵横比过小，其声学性更接近于容积式共振消声器，有近于容积式共振消声器，有效消声频率过窄。效消声频率过窄。n因此，消音器纵横比要选择因此，消音器纵横比要选择合适。合适。纵横比纵横比RobinRobinGX35GX35L/DL/D0 01.21.21.031.03理论值理论值1.5 -

5、 51.5 - 5消音器扩张比n扩张比：M=S1/S2nS1为消音器和截面积；nS2为消音器进气口截面积；nM扩张比一般取12-15。机型RobinGX35腔体容积比5253扩张比对传递损失的影响 扩张器长度对传递损失的影响 消音器扩张比消音器腔数定义n小型汽油机消声气一般都采用多节扩张室消声器的组合。n选择的腔数要根据所要求的插入损失和功率损失而定，腔数过少，插入损失较低，腔数过多，插入损失不一定有明显提高，而功率损失却可能增加。n腔数选择要合适，不同类型的消声器参照下表消音器类别消音器类别A AB BC CD D腔数腔数2-32-33-43-44 43-63-6类别类别RobinRobin

6、GX35GX35腔数腔数2 22 2我们的汽油机为A型，考虑到成本等因素，后期ET37V消音器腔数定义为两腔。各腔体的容积设计n腔数确定之后，各腔容积分配比例也是十分重要的，为保证消声器在较宽频带具有消声效果，各腔尺寸应选择不同。试验证明，第一腔采用最大容积，有利于减少气流脉动及背压，在一定程度上，可以改进消声效果，减少功率损失。n第一腔长度L 1 的确定十分重要, 它承担着消声器的主要消声性能和缓冲高温高速脉动气流的任务。一般, 第一腔的容积不应小于内燃机排量V h 的1 3 倍消音器类别消音器类别A AB BC CD D腔数腔数2-32-33-43-44 43-63-6机型RobinGX3

7、5腔体容积比0.830.9消音器内的气流速度n消声器内的平均气流速度要求：消 声 器 类 别流 速 上 限 值m/s抗性消声器50阻抗式消声器40气流再生噪声是指高速气流撞击消声器部件时, 振动噪声和气流运动形成的湍流所产生的噪声。气流速度的大小, 决定了气流再生噪声的大小。因此, 控制消声器中气流速度是消声器设计中的一个十分重要的问题。而控制气流再生噪声的主要措施是: 按照声源特性和消声器的消声值确定合适的流速。在一定的气流速度下, 选择合适的消声结构, 尽量降低气流的再生噪声。一般, 消声器前插入管的气流速度可取v = 60 90m .s; 消声器内部的气流速度应控制在40 60m .孔板

8、、内插管参数的选择1n消声器内各腔的长度确定之后腔与腔之间可用管子或开小孔连通只要流通面积一定本质上无多大差别。n用管子连接时其插入管长度可用计算实际应用时插入管长度可比计算长度减为插入管子内径。试验证明中心对正插入管的性能差些插入深度越大阻力系数越大性能下降越多。随着两插入管的接近高速脉动气流越不能在消声器中得到充分膨胀排气仍以脉动形式从排气管中排出出入口处排气产生的涡流越强因而在某些频率形成再生噪声。因此最好是采用错开式内插管它能避免简单膨胀腔出现通过频率的缺点又能使气流在消声器内得到充分的膨胀因而消声性能较好。n用多孔连通时优点是结构简单只需在隔板上冲出几个小孔即可。但空腔不能被充分地隔

9、开不能充分发挥多腔的作用还残留着单个空腔的性能腔整个长度部分在500 600 H z 范围内产生峰值, 并使高频的消声效果差。若保持排气孔的总面积恒定不变, 开一个孔、二个孔, 三个孔或三个以上的孔相比较, 因膨胀比m 一定, 所以消声效果相差不多。但因孔径越小, 越能增加其声能损失, 从而减少了高频成分, 听起来感觉柔和些。孔板、内插管参数的选择2n穿孔板的穿孔面积和内插管截面积，一般应接近消声器进气口截面积，随着腔数增加，后面各腔的流通面积可逐步减少，但不得低于消声器的出口截面积。n采用小孔径，穿孔数量多的穿孔板、管可利于降低低频声，但考虑到制造工艺和防止孔被积炭堵塞，一般孔径选取58 m

10、m 范围。n当孔径小到一定值（达到mm级），实验表明，当孔径4mm时具有移频作用，喷注噪声将移到人耳不敏感的频率范围（听觉最敏感的区域2505000赫兹）；根据这一机理将一个大的喷口改为许多小孔来代替，便能达到降低可听声的目的。从实用角度考虑，孔径不能选得过小，因为过小的孔径不仅难于加工，同时易于堵塞，影响排汽。一般选用直径13mm的小孔为宜。 孔板、内插管参数比较级数单位进口压力Kg/cm240188.1通流面积Scm27.651737.8比容cm3/ Kg0.07400.15260.3179压降比q0.450.45孔径dmm643 孔数n pcs27135535消声材料的选择n在空腔内部,

11、 一般要发生许多共振, 因而在高频区域要产生较多的通过频率, 消声效果也就变得复杂起来。如果消声器内壁面具有吸声性能, 则空腔内部面积或吸声系数越大就越能提高通过频率及高频声的吸声效果。因而内腔衬以吸声材料时消声性能加强声音也较柔和。n一般用于内燃机排气消声器内壁面的多孔吸声材料主要是玻璃棉，它不会产生有害物质，也不会燃烧腐烂化学稳定性好基本上无老化现象，吸声系数高, 而且加工方便。n护面层一般可选用玻璃纤维布外罩开孔率P 20% 的穿孔金属板。壳体和材料结构n消声器壳体结构的声辐射是消声器的传声途径之一，对于要求不同插入损失的消声器，必须选择匹配的壳体结构。n增加壳体传声损失的方法，建议如下

12、：n在消声器中如采用阻性吸声材料，材料要能经受400500以上高温。 n消声器壳体需作防腐蚀处理，如采用耐高温漆、镀铬、搪瓷或喷铝等，若需要也可采用镀铝钢板等耐腐蚀材料。 方 法 减少外壳声辐射效果增加壳体厚度 14 dB双层壳体结构59 dB双层复合阻尼壳体结构 818 dB消声器综合评价指数 可见，消声器的综合指标，用ZR来表示，至少应为如下多参数函数 其中：IL插入损失（dBA）；V消声器的有效容积（消声器本体的声通流空间，升，L）Pa消声器的背压阻力（千帕）G消声器的有效重量（消声器本体装车状态的重量。公斤kg）) ,(GPaVILfZR 排气消声器声学性能的评价模型为此，提出如下综合评价指标，并分解成一组单参数指标。消声器综合评价指数：比容消声量：单位容积的消声量比压消声量：付出千帕背压获得的消声量比重销售量：单位耗材获得的消声量消声量可以是插入损失IL，也可以用传输损失TL 100*VPGILZR )(kgLkPdBAZRa量纲位VILZRLPILZRpGILZRg消声器综合评价指数