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随着城市车辆的增多,噪声污染己经严重干扰了人们的生活,世界各个国家也对车辆噪声提出越来越严格的限制要求。发动机排气噪声是车辆的主要噪声源之一,使用排气消声器则是降低发动机排气噪声的最有效的方法,传统的消声器与发动机匹配设计试验周期长、难以取得最好的效果、设计时消声器声学性能和发动机空气动力性能不能综合考虑等诸多弊端。本文在研究了消声器与发动机的匹配以及不同扩张腔形状对消声器的消声性能的影响的基础上,开发了排气消声器与发动机匹配设计系统。
文章在消声器设计中采用传递矩阵法,在考虑消声器内部均匀流和线性温度梯度的前提下,推导出了组成抗性消声器常见的七种基本消声结构的四端网络传递矩阵,在此基础上建立了抗性消声器性能优化设计的数学模型。然后用有限元法分析了不同扩张腔形状对消声器性能的影响,研究表明:在扩张比一定的情况下,扩张腔的形状对消声器性能有一定的影响,在各种形状的消声器中,扩张腔截面为圆形的消声器性能最佳。
最后,利用Visual Basic和MATLAB编制了抗性消声器与发动机匹配设计系统。该系统能够完成常见抗性消声器结构参数的优化设计,然后借助试验对该系统的计算结果进行了验证,计算结果与试验结果的比较表明,本系统能在优选的消声器结构中快速优化结构参数,能够满足工程需要,具有一定的实用价值。