摩托车消声器设计研究现状及意义

摩托车消声器设计研究现状及意义

1 国内外现状 (1)

2 研究的意义 (3)

1 国内外现状

随着改革开放，我国摩托车工业取得突飞猛进的发展，摩托车产量和保有量呈指数级增长。但是，摩托车产量和保有量的增加，也带来一些安全和环境污染方面的社会问题，摩托车的噪声污染便是其中之一。噪声污染逐渐成成为主要环境污染源，控制噪声成为当前迫切的问题。发动机噪声是噪声的主要部分，它由多种声源发出的噪声组合而成，主要包括空气动力噪声和结构噪声。空气动力噪声主要有进气噪声和排气噪声组成。结构噪声主要是结构受到燃烧激振力和机械激振力的作用，产生表面振动而形成的噪声。在发动机的噪声源中，排气噪声约占总噪声的30%，是所有噪声源中所占比例最大的一个，比其他整机噪声高出10-15分贝。因此对摩托车噪声进行控制时，必须对排气噪声采取措施，即进行排气消声器设计。

上世纪50年代，Davis、Crocker等人采用一维波动方程，利用截面突变处和体积速度连续条件的等效电路方法，对消声器在无气体流速、无温度梯度的情况下的消声单元的四级参数矩阵进行了研究。Prasad和Crocker考虑了平均流速及现行温度梯度，推导出直管段的四级参数。

最早研究在对称的面积突变处激励而引起的三维模式声传播的是Miles，他使用已知的边界条件和无穷级数构成声压和质点振速的正交函数表达式。七十年代末，EI—Sharkawy和Neyfeh补充了这个对称膨胀腔的三维分析理论。Ih和Lee 对具有平均流速的圆形膨胀腔中的高次模式波效应进行了研究，得到了傅立叶级数形式的声压表达式。

1975年，Young和Crocker最先使用有限元法预测了膨胀腔消声器的传递损失，他们采用二维矩形单元与拉格朗日函数法对二维简单膨胀腔进行分析，用有限元法计算四级参数；Ross借助于系统有限元分析了三维并联祸合声系统，把两个膨胀腔并联而成的消声器分成两个子系统进行处理，从而节省了计算时间。

国外应用在消声器设计上的软件主要有ANSYS、SYSNOlSE、GT-Power等。

ANSYS是个强大的有限元分析软件，主要包括三个部分:前处理模块、分析计算模块和后处理模块。其中前处理模块提供了一个强大的实体建模及网格划分工具，用户可以方便地构造有限元模型。分析计算模块可以进行流体动力学分析和声场分析等。应用ANSYS可以对有复杂结构的消声器进行二维或三维的有限元分析。

SYSNOISE是大型的声学计算分析软件，在声学计算分析领域中，国际上占据领先地位。SYSNOISE集有限元技术和边界元技术为一身，可以对结构复杂的消声器讲行数值计算。

GT-Power是基于一维流体动力学的假设。它提供了绘图的处理程序，便于用户设计复杂的消声器。通过绘图程序用提供的消声器基本元件库，用户可以轻松地创建复杂消声器模型。应用计算机对发动机及消声器进行模拟，不仅能预测消声器特性，还能反应出不同结构消声器对发动机性能的影响。

我国的消声器研究起步较晚，大规模研究是最近三十年，许多科技工作者做了大量工作，取得了可喜成果。内燃机排气消声器工作在高温高速的脉动气流中，高速脉动气流能产生较大的排气噪声。

考虑到气流速度、温度对消声器性能有着重要的影响，黄其柏等人提出了计及气流和温度变化的传递矩阵计算公式，使得传递损失的理论计算结果与试验结果更为接近，但其中速度、温度的确定只是凭经验设定。董正身等采用二维坐标将声压作为未知参数，分析汽车内燃机排气消声器内二维声场，计算的插入损失与实测结果具有很好的一致性，表明了二维有限元模型是分析排气消声器的有效方法，并且具有较高的精度。王耀前、陆森林对一抗性消声器做了一些合理假设，建立了该消声器的数学模型，然后充分利用ANSYS软件强大的前、后处理功能，建立了消声器的有限元模型，在此基础上，在消声器的入口端施加声压载荷，求得该消声器出口端的声压，进而求得该消声器的传递损失。李丰等利用ANSYS 为消声器建模，并进行网格的划分。然后利用SYSNOISE强大的声场分析能力对消声器内部声压进行分析，计算消声器的传递损失。谢田峰等利用GT-Power 对发动机及消声器进行模拟，不仅能预测消声器特性，还能反映出不同结构消声器对发动机性能的影响。

2 研究的意义

到目前为止，关于消声器设计大都采用试验研究的方法，即先设计若干消声器，然后在发动机台架上或整车上进行试验，不满足要求的要经过重新设计然后再进行试验，直到满足要求为止。显而易见，此种方法缺乏优化设计，往往在设计上过于保守，从而造成体积偏大，这样既浪费人力物力，延长了开发周期，又达不到设计效果。基于国内外消声器的研究现状，提高消声器的设计分析水平，具有一定的意义。

消声器选型计算

燃气发电机组消声器选型书 燃气发电机组配置465Q-1发动机，发动机相关参数如下： 型式：四冲程、水冷、自然吸气式 发动机排量： 额定转速：3000r/min 气缸数：4 一、消声器主要结构形式 1.抗性消声器：通常对低、中频带消声效果好，高频消声效果差。 2.阻性消声器：对中、高频消声效果好，通常与抗性消声器组合起来使用 3.阻抗性符合型消声器：对低、中、高频噪声都有很好的消声效果 二、消声器性能要求 1.插入损失 D＝L1－L2 式中：D－插入损失，dB; L1－安装消声器前在某点测量的排气声压级，dB；取111 dB； L2－安装消声器后在某点测量的排气声压级，dB；取dB； D= Db 2.消声器功率损失 R＝（P1－P2）/P1×100％ 式中：R－发动机额定功率点的功率损失比,%； P1－不带消声器而带空管时的发动机功率，kW； P2－带消声器后发动机功率，kW； 我国汽车消声器行业对不同车型的功率损失要求为：重型汽车R≤3％；中型汽车R≤5％；轻型汽车R≤6％，轿车R≤8％。 功率损失＜5%

三、消声器的消声量 首先要确定降低排气噪声的目标值，即由发动机排气噪声大小，频谱特性和消声器所匹配车辆的噪声标准限制来决定消声器消声量大小。根据整车噪声限制来计算消声器出口噪声限制，假设声源特性属线性声源，声衰减量L为： L＝10lg(R2/R1) (dB)(A) 式中：R1－消声器出口处噪声限制点到声源点距离；取1m(按试验测试收归返要求)； R2－整车噪声限制测点到声源点距离。取7m(按试验测试要求) L＝ 消声量Lm按以下公式计算： Lm＝L1-( La＋Lb) 式中：La－整机噪声限制，取68bB； Lb－机柜降低的噪声，＝，取dB； Lm＝111－（68+）＝dB 国华配YH465Q：>25 dB ,可满足要求。 7m处噪声限定值为： L7== dB 四、消声器容积 美国Nelson消声器公司推荐的消声器容积计算公式为： V=Q*n*Vst/1000*(τ*i) 式中：V－消声器容积 n－发动机转速，r/min；取3000 i－缸数，取4， τ－冲程数，取4， Vst－发动机排量，L，取 Q－与消声效果有关的修正系统，可取2～6，对消声器要求越高时，Q应越大。取

消声器设计说明书

J4.1SM0001 1/8 秦山核电二期扩建工程 消声器设计说明书 河南核净洁净技术有限公司

目录 1 总则 (3) 2 设计条件 (3) 2.1 依据文件 (3) 2.2 设计遵循规范、标准 (3) 3 设备设计主要技术参数 (3) 3.1 设备运行环境条件 (3) 3.2 设备主要技术参数 (3) 3.3 设备设计寿命 (4) 3.4 设备承受载荷 (4) 4 设备设计 (4) 4.1 设计原则 (4) 4.2 材料的选择 (4) 4.3 结构设计 (4)

1 总则 本设计说明书是根据秦山二期扩建工程DVD系统消声器设备订货合同及技术 协议书规定编写，适用于秦山核电二期扩建工程3、4 号机组DVD系统消声器设备的设计说明。 2 设计条件 2.1 依据文件 2.1.1 秦山核电二期扩建工程《DVD系统消声器设备订货合同》及技术协议书 2.1.2 秦山核电二期扩建工程《DVD系统消声器设备技术规格书》(核工业第二研究设计院编制,文件编号:0401G0008 A版)。 2.2 设计遵循规范、标准 RCC-M 压水堆核电厂核岛机械设备设计和制造规则 ANSI/ASME N509， Nuclear power plant Air Cleaning unit and Component. ANSI/ASME N510， Testing of nuclear air treatment system ANSI/ASME AG-1 Code on Nuclear Air and Gas Treatment ERDA-76-21 空气净化手册 HAF003 核电厂质量保证安全规定。 GB50243-2002 通风与空调工程施工质量验收规范 GB50019-2003 采暖通风与空气调节设计规范 GB/T 13384 机电产品包装通用技术条件 GB/T 191 包装储运图示标志 GB/T 13306 标牌 3 设备设计主要技术参数 3.1 设备运行环境条件 春季潮湿多雨，夏季炎热，多台风暴雨，秋冬季干燥。地处海边，空气中含盐份，腐蚀性强。室温控制范围：0℃～50℃，大气压力：1006.58～1025.25mbar,年平均相对湿度为81％, 年平均降雨量1494.5mm。 3.2 设备主要技术参数 设备主要技术参数见表1。

QCC JT003-2008 汽车排气消声器技术条件

Q/CC 汽车排气消声器技术条件 Automotive exhaust muffler technology specification xx汽车股份有限公司发布

目次 前言................................................................................. II 1 范围 (1) 2 规范性引用文件 (1) 3 术语 (1) 4 技术要求 (2) 5 试验方法 (3) 6 检验规则 (6) 7 标志、包装、运输、贮存、质量保证 (7)

前言 本标准是对Q/CC JT003—2006《汽车排气消声器技术条件》的修订。 本标准修订过程中主要参考了QC/T 631-1999 《汽车排气消声器性能技术条件》和QC/T 630-1999 《汽车排气消声器性能试验方法》这两个行业标准，同时也参考了日本等主要汽车生产国的最新相关标准制定的。 本标准与Q/CC JT003—2006相比，主要变化如下： ----删除了“4 技术要求”中的抗回火性能、防火要求等项； ----删除了“4 技术要求”中的加速行驶试验； ----增加了“5 试验方法”中详细的试验步骤； ----增加了“5 试验方法”中有关填充纤维材料的消声系统或部件的附加技术条件； ----增加了“8 质量保证”。 本标准自实施之日起，代替Q/CC JT003—2006。 本标准的附录A是资料性附录。 本标准由xx汽车股份有限公司技术研究院提出。 本标准由xx汽车股份有限公司技术研究院标准化科归口。 本标准起草单位：xx汽车股份有限公司技术研究院开发中心、K平台部。 本标准主要起草人：曾雷、马立辉。

排气系统消声器设计技术规范标准

排气消声系统设计技术规范 目录 一、主题与适用范围 1、主题 2 、适用范围 二、排气消声系统的总称说明及功用 三、设计应用 1 、设计规则和输入 2 、设计参数的设定 2.1 尺寸及重量 2.2 排气背压 2.3 功率损失比

2.4 净化效率 2.5 加速行驶车外噪声 2.6 插入损失及传递函数 2.6.1 插入损失 2.6.2 传递函数 2.7 尾管噪声 2.8 定置噪声 2.9 振动 3 、系统及零部件的设计

3.1 系统布置 3.1.1 布置原则 3.1.2 间隙要求 3.1.3 吊钩位置的选取 3.1.4 氧传感器孔的布置 3.2 消声器的容积确定 3.3 排气管径的选取 3.4 消声器 3.4.1 消声器的截面形状 3.4.2 消声器内部结构 3.5 补偿器 3.5.1 波纹管 3.5.2 球形连接 3.6 橡胶吊环 3.7 隔热部件 3.8 材料选择 3.8.1 排气管、消声器内组件 3.8.2 消声器外壳体四、参考文献列表

一、主题与适用范围 1、主题: 本指南规定了与汽车发动机相匹配的排气消声系统的系统匹配，零部件设计。 2、适用范围: 本指南适用于装汽油M1 、N1 类车的排气消声系统设计。 二、排气消声系统的总成说明及功用 排气系统包括排气歧管、排气管、排气净化装置、排气消声装置、隔热部件、弹性吊块等。一般地，排气系统具有以下一些功用： (1) 引导发动机排气，使各缸废气顺畅的排出； (2) 由于排气门的开闭与活塞往复运动的影响，排气气流呈脉动形式，排气门打开时存在一定的压力，具有一定的能量，气体排出时会产生强烈的排气噪声，气体和声波在管道中摩擦也会产生噪声,因此在排气系统装有排气消声器来降低

消声器原理

消声器原理 发动机在做功后，紧接着是排气冲程。 排气是将气缸内的废气排出。由于这时的废气是高温高压，由排气管直接排出，将是很大的噪音。 消声器的是一个多级分流分压的组合体。 消声器的原理是：废气经进口进入，在前方经多孔的挡板削压后，进入第二级，第三级、第四级最后排出到大气中。 下面是一种消声器的示意图：参考一下 摩托车消声器 摩托车消声器是一种允许气流通过而衰减噪声的装置，是摩托车上的重要零部件之一。消声器性能的好坏不仅影响摩托车噪声的大小，而且对发动机的功率、油耗、扭矩等性能都有较大影响。因此了解摩托车消声器的消声原理、结构型式及维护常识，对于每一个摩托车用户都是很有必要的。一、消声器的种类根据消声原理的不同，摩托车消声器可以分为以下三种类型： 1．阻性消声器 这种消声器是利用消声材料或吸声结构的吸声作用，使沿管道传播的噪声随距离而衰减，从而达到消声目的。常用吸声材料有玻璃纤维丝、低碳钢丝网、毛毡等。这类消声器对高频噪声具有良好的消声效果，而低频消声性能较差。加之由于吸声材料易被发动机排出的高温废气所熔化，因此使用寿命短，且易被积炭、油泥等阻塞而降低或失去消声作用，故摩托车上很少采用单一的阻性消声器。 2．抗性消声器 这种消声器是借助于管道截面的突然扩张（或收缩）或旁接共振腔，使沿管道传播的某些频率的声波在突变处向声源方向反射回去，从而达到消声目的。它比较适用于消除低中频噪声，而对高频噪声的消声作用较差。 3．阻抗复合式消声器 这种消声器是将阻性消声器和抗性消声器的消声原理通过适当结构组合而成，兼有两者的消声特性。由于摩托车发动机噪声源产生的噪声频带较宽，为了在低、中、高的宽广濒率范围内获得较好的消声效果，故

柴油机消声器的设计原理及测试方法

第一部分：柴油机消声器设计原理 一、阻性消声器的原理 阻性消声器是利用吸声材料的吸声作用，使沿管道传播截面积的改变或旁接共振腔等在声传播过程引起声阻抗的改变，产生声能的反射与消耗，从而达到消声目的的消声装置。 其主要原理是利用多孔吸声材料来降低噪声。把吸声材料固定在气流通道的内壁上或按照一定方式在管道中排列，就构成了阻性消音器。当声波进入阻性消声器时，一部分声能在多孔材料的孔隙中摩擦而转化成热能耗散掉，使通过消声器的声波减弱。阻性消音器器就好像电学上的纯电阻电路，吸声材料类似于电阻。因此，人们就把这种消声器称为阻性消声器。阻性消声器对中高频消声效果奸、对低频消声效果较差。 阻性消声器形式种类很多，目前用在机房低噪声工程上的主要由直管式消声器和片式消声器两种。其消声性能主要与通道形式、长度及吸声材料的性能有关。直管式消声器是阻性消声器中最简单的一种。 二、阻性消声器设计技术要点： 2.1、正确合理选择阻性消声器的结构形式 对大风量大尺寸进排风要求场合宜选用片式消声器,对消声量要求较高,风压余量较大的进排风场合宜选用折板式或多室式消声器,对确少安装空间的场合可选用百页式消声器。 2.2、正确选用阻性吸声材料 选择阻性消声器内的多孔吸声材料除了应满足吸声性能要求之外,还应注意防潮、耐湿、耐气流冲刷及净化等工艺要求。通常采用离心玻璃棉和矿棉作为吸声材料，如有净化及防纤维吹出要求，则可采用阻燃聚氨脂声学泡沫塑料，对某些地下工程砖砌风道消声，则可选用膨胀珍珠岩吸声砖作为阻性吸声材料。 2.2.1 合理确定阻性消声器内吸声层的厚度及密度 对于一般阻性直管式及片式消声器的吸声片厚度宜为50~100mm,对于低频噪声成分较多的管道消声,则消声片厚度可取150~200mm,而靠消声器外壳的吸声层厚度一般可取消声片厚度的一半;为减少阻塞比,增加气流通道面积,也可将片式消声器的消声片设计成一半为厚片,一半为薄片。消声片内的离心玻璃棉或矿棉的密度通常应选24~48kg/m3,密度大一些对低频消声有利。而阻燃聚氨脂声学泡沫塑料的密度宜为30~40kg/m3。 2.2.2 合理确定阻性消声器内气流通道的断面尺寸 阻性消声器的断面尺寸对消声器的消声性能及空气动力性能均有直接关系。下表为阻性消声器通道断面尺寸控制值,超过该控制值,消声器将呈高频失效状态。

排气消声器

消声器的设计制造技术 本文论述了微穿孔板声学结构的机理特点及其在吸声、消声及隔声领域的应用，并提供了本安百利辅机厂消声器的产品设计性能、规格以及制造工艺技术，可供专业人员参考。 【关键词】微穿孔板 吸声 消声 喷阻 岩棉 一、 前言 著名的声学专家、科学院院士马大猷教授一九七五年在《中国科学》上发表了独创的《微穿孔板吸声结构的理论和设计》论文。二十多年来，根据马先生的理论，微穿孔板结构得到了迅速发展，并在各个领域广泛应用。我安百利电力辅机厂是把马先生的理论应用于实践的单位之一，生产制造了各种规格的不同类型的消声器，并将小孔喷注和微穿孔板吸声结构成功结合于抗阻型消声器中,并采用不锈钢制造,使消声器不怕水，耐温防火，清洁，无污染，可耐高温，耐腐蚀，能承受高连气流冲击。经过上百家电厂及大型锅炉排汽使用后,在吸声降噪方面已经得到实践经验。被列为重要环保降噪工程单位。 本文重点介绍微穿孔板消声器的设计制造技术,同时概述微穿孔板的加工制造技术。小孔喷注消声器的设计制造请看下一篇 二、 微穿孔板吸声结构： 在板厚小于1.0毫米的薄板上穿以孔径小于1.0毫米的微孔，穿孔率在1～5%之间，后部留有一定的厚度（5～20cm）的空气层，空腔内不填任何吸声材料，这样即构成了微穿孔板吸声结构。常用单层或双层微穿孔板结构形式。微穿孔板吸声结构是一种低声质量、高声阻的共振吸声结构，其性能介于多孔吸声材料和共振吸声结构之间，其吸声频带宽度可优于常规的穿孔板共振吸声结构。研究表明，表征微穿孔板吸声特性的吸声系数和频带宽度，主要由微穿孔板结构的声质量m和声阻r来决定，而这两个因素又与微孔直径d及穿孔率p有关。微穿孔板吸声结构的相对声阻抗Z（以空气的特性阻抗ρC为单位）用式（1）计算： z=r+jwm=jctg(WD/C) （1） 式中： ρ -- 空气密度（公斤/厘米3）； C -- 空气中声速（米/秒）； D -- 腔深（穿孔板与后壁的距离）（毫米）； m -- 相对声质量； r -- 相对声阻； w -- 角频率，W=2πf(f为频率)； 而r和m分别由式（2）（3）表达： r=atkr/dzp （2） m=(0.294)×10-3tkm/p （3） 式中： t-- 板厚（毫米） d-- 孔径（毫米） p-- 穿孔率（%） kr-- 声阻系数 kr=(1+x2/32)1/2+(2x)1/2/8×d/t km--声质量系数 km=1+(1+(1/(9+(x2/2))))+0.85d/t 其中x=ab f，a和b为常数，对于绝热板a=0.147,b=0.32对于导热板a=0.235，b=0.21。声吸收的角频带宽度，近似地由r/m决定，此值越大，吸声的频带越宽。 r/m=(l/d2)×(kr/km) (4) 式中 l-- 常数，对于金属板l=1140,而隔热板l=500。 上式也可以用式（5）表达 r/m=50f((kr/km)/x2) (5) 而kr/km的近似计算式为 kr/km=0.5＋0.1x＋0.005x2 (6) 利用以上各式就可以从要求的r、m 、f求出微穿孔板吸声结构的x、d、t、p等参量。由于微穿孔板的孔径很小且稀，基声阻r值比普通穿孔板大得多，而声质量m又很小，故吸声频带比普通穿孔板共振吸声结构大得多，一般性能较好的单层或双层微穿孔板吸声结构的吸声频带宽度可以达到6～10个1/3信频程以上。这就是微穿孔板吸声结构最大的特点。

改装摩托车消声器

改装摩托车消声器 20080318_c067e1cf304128a2b97f87vPSsoHROga.jpg (35.55 KB) 2009-2-2 23:08 200611280444716798.jpg (18.04 KB) 2009-2-2 23:08 1.gif (4.68 KB) 2009-2-2 23:08

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消音器设计计算书样本

消音器设计计算书 由于中国当前对消音器的设计, 还没有统一的标准规范能够遵照执行, 大多数厂家均根据自己的经验来设计制作, 且技术又相对保密的。因此本消音器的设计, 经查阅大量资料, 采用科学院声学研究所马大猷教授等人提出的小孔喷注噪声极其控制理论, 采用节流降压与小孔消音的原理结合现场实际情况来设计解决环境噪声超标的难题。 消音器的工艺参数为: 蒸汽排放绝对压力: 40 kg/ cm2, 排汽温度: 390℃, 蒸汽比容ρ: 0.0721 m3/ kg, 排汽流量 Q: 8t/h; 噪声达到110dB以上, 要求消音器的噪声小于85dB 的环保要求。 一、设计原理。 复合式小孔喷注消音器是利用节流作用降低小孔喷注前的驻压, 预先消耗部分声能, 再dB与小孔降噪相结合, 达到较高的消声量; 其原理是利用节流降压与小孔喷注两种消声机理, 经过适当结构复合而成的。 1. 小孔喷注消音器 小孔喷注消音器的设计机理是根据科学院声学研究所马大猷教授等人提出的小孔喷注噪声极其控制理论, 从发声机理上使它的干扰噪声减少, 由于喷注噪声峰值频率与喷口直径成反比, 若喷口直径变小, 喷口辐射的噪声能量将丛低频移向高频, 于是低频噪声被降低, 高频噪声反而增高, 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250~5000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, 因为过小的孔径不但难于加工, 同时易于堵塞, 影响排汽。一般选用直径1~3mm的小孔为宜。 2.节流降压消音器 节流降压消音器是利用节流降压原理而制成的。根据排汽流量的大小, 适当设计通流截面, 使高压气体经过节流孔板时, 压力都能最大限度地降低到临界值。这样经过多级节流孔板串联, 就能把排空的一次压降分散到若干个小的压降。由于排汽噪声功率与压力降的高次方成正比例, 因此把压力突变排空改为压力在消音器内就逐渐降下来再排空, 这样能使消音器内流速控制在临界流速下, 不致产生激波噪声, 压力在最大限度地降到临界值, 使消音器获得较好的消声效果。同时节流降压后小孔喷注层的驻压大大变小, 小孔喷注层强度设计所需的壁厚也大为减薄, 这样给小孔喷注层的钻孔加工减小难度。 消音器入口处的压力一般是给定的, 当排放压力较高时, 为了取得所需的消声值, 经过几次节流降压, 使汽体进入小孔喷注前的压力由消音器入口处的压力P1按比例降低设计; 一般情况下, 节流降压消音器的各级压力选择为等比级数下降, 设节流孔板级数为n, 临界压力比为q (q＜1) , 可得:

消音器设计计算书

消音器设计计算书 由于我国目前对消音器的设计，还没有统一的标准规范可以遵照执行，大多数厂家均根据自己的经验来设计制作，且技术又相对保密的。因此本消音器的设计，经查阅大量资料，采用科学院声学研究所马大猷教授等人提出的小孔喷注噪声极其控制理论，采用节流降压与小孔消音的原理结合现场实际情况来设计解决环境噪声超标的难题。 消音器的工艺参数为：蒸汽排放绝对压力：40 kg/ cm2，排汽温度：390℃，蒸汽比容ρ：0.0721 m3/ kg，排汽流量Q：8t/h； 噪声达到110dB以上，要求消音器的噪声小于85dB的环保要求。 一、设计原理。 复合式小孔喷注消音器是利用节流作用降低小孔喷注前的驻压，预先消耗部分声能，再dB与小孔降噪相结合，达到较高的消声量；其原理是利用节流降压与小孔喷注两种消声机理，通过适当结构复合而成的。 1. 小孔喷注消音器 小孔喷注消音器的设计机理是根据科学院声学研究所马大猷教授等人提出的小孔喷注噪声极其控制理论，从发声机理上使它的干扰噪声减少，由于喷注噪声峰值频率与喷口直径成反比，若喷口直径变小，喷口辐射的噪声能量将丛低频移向高频，于是低频噪声被降低，高频噪声反而增高，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250~5000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1~3mm的小孔为宜。 2.节流降压消音器 节流降压消音器是利用节流降压原理而制成的。根据排汽流量的大小，适当设计通流截面，使高压气体通过节流孔板时，压力都能最大限度地降低到临界值。这样通过多级节流孔板串联，就能把排空的一次压降分散到若干个小的压降。由于排汽噪声功率与压力降的高次方成正比例，所以把压力突变排空改为压力在消音器内就逐渐降下来再排空，这样能使消音器内流速控制在临界流速下，不致产生激波噪声，压力在最大限度地降到临界值，使消音器获得较好的消声效果。同时节流降压后小孔喷注层的驻压大大变小，小孔喷注层强度设计所需的壁厚也大为减薄，这样给小孔喷注层的钻孔加工减小难度。 消音器入口处的压力通常是给定的，当排放压力较高时，为了取得所需的消声值，经过几次节流降压，使汽体进入小孔喷注前的压力由消音器入口处的压力P1按比例降低设计；通常情况下，节流降压消音器的各级压力选择为等比级数下降，设节流孔板级数为n，临界压力比为q (q＜1) ，可得： n g P P q （1）后前 根据气体状态方程、连续性方程和临界流速公式，由资料可

GT_POWER在内燃机排气消声器设计中的应用

GT -POWER 在内燃机排气消声器设计中的应用 谢田峰,金国栋,钟绍华 (华中科技大学机械学院,湖北武汉430074) 摘要:介绍一种新的模拟软件,可对两者进行综合预测,该软件基于一维流体动力学的假设。为了便于用户设计复杂的消声器,该软件提供了绘图的处理程序。通过绘图程序中提供的消声器基本元件库,用户可以轻松地创建复杂消声器模型。将简单模型的模拟结果与试验结果相比较,可见模拟软件具有良好的预测性能。由此可得出结论,应用计算机对发动机及消声器进行模拟,不仅能预测消声器特性,还能反应出不同结构消声器对发动机性能的影响。 关键词:GT -POWER ;排气消声器;模拟 中图分类号:TK 413147 文献标识码:A 文章编号:1000-6494(2003)01-0012-03 Application of GT -POWER in Design of Exhaust Muffler for Internal Combustion Engine XIE Tian -feng ,J IN Guo -dong ,ZHON G Shao -hua (College of Mechanical Engineering Huazhong University of Science and Technology ,Wuhan 430074,China )Abstract :With the computer simulation of exhaust mufflers and engines ,the influence of mufflers on engine performance as well as exhaust noise can be predicted.This paper describes a new simulation software developed for such coupled simu 2lations ,which bases on the assumption of a one -dimensional fluid dynamics.To help users in design of muffler with com 2plex geometry ,an easy -to -use graphical preprocessor is provided ,with which the user builds a model representation of muffler using a library of basic elements.A comparison of simulation result and experiment result shows that the predic 2tions give good results. K ey w ords :GT -POWER ;exhaust muffler ;simulation 作者简介:谢田峰(1975-),男,硕士,主要研究方向: 汽车节能与净化。 收稿日期:2002-09-17 在汽车噪声中,排气噪声是主要的噪声源。在日益严格的噪声污染控制法规下,消声器的性能越来越引起人们的关注。传统的消声器设计法存在着两点不足:实验周期长,人力物力消耗严重但仍不能取得好的效果,不能适应企业现代化、市场化及开发周期最小化的需要;设计时常常把消声器的消声性能和发动机的性能相互孤立地考虑,以至于很难找到两者的最佳结合点。随着计算机软件技术的迅猛发展及其在工程中的广泛应用,发动机性能仿真技术也得到了快速发展并日渐成熟。GT -POWER (GT -SU ITE 的一部分)就是其中优秀的仿真软件之一。GT -POWER 软件系统在消声器开发中的应用使其与发动机性能相互影响的问题得到了综合 解决,更加顾及全局的效果,减少了问题孤立化带来的困扰,并且大大缩短了产品的开发周期,减少了人力、财力、物力的浪费,提高了企业的竞争力。 1　发动机模型的建立 GT -POWER 所应用的是一维流体假设的动 力学模型,它综合了发动机性能的分析代码,并几乎包含了发动机所有关键工况的细节模型,可以较完整地模拟发动机不同工况的性能变化。整个系统被划分为许多小的控制单元体,单元体上又划分成许多相互交错的网格,网格是系统进行运算估值的基本单元。也就是说所有的标量(压力、温度等)都以单元体的中心为计算标准,而所有的向量(速度、物质流量)皆以单元体的边缘为计算标准,系统内部划分的单元体也是如此。形状各异的气体通道皆可转化为功能相当的标准管件,最后形成发动机的管网化的模型,用于对发动机进行仿真。 ? 21?设计?研究 内燃机　2003年第1期

消声器及排气管的设计

消声器及排气管的设计 消声器的主要作用是降低发动机的排气噪声，并使高温废气能安全有效地排出。消声器作为排气管道的 。一部分，应保证其排气畅通、阻力小及足够强度。消声器要经受500~700C 高温排气，保证在汽车规定的行驶里程内，不损坏、不失去消声效果。 ,、消声器的主要结构形式 汽车消声器按消声原理与结构可分为抗性消声器、阻性消声器和阻抗复合型消声器三类。 1抗性消声器 抗性消声器是在内部通过管道、隔板等部件组成扩张室、共振室等各种消声单元时，声波在传播时发生反射和干涉，降低声能量达到消声目的。抗性消声器消声频带有限，通常对低、中频带消声效果好，高频消声效果差，货车多采用抗性消声器。 2阻性消声器 是在内部排气通过的管道周围填充吸声材料来吸收声能量达到消声目的的消声器。对中、高频消声效果好，单纯用作汽车排气消声器较少，通常与抗性消声器组合起来使用。 3阻抗复合型消声器 是分别用抗性消声单元和吸声材料组合构成的消声器，它具有抗性、阻性消声器的共同特点。对低、中、高频噪声都有很好的消声效果。 ,、消声器的性能要求 1消声量

大小以消声器的插入损失来评价。插入损失是指装消声器前后在消声器出口某固定点测量的排气声压级之差。 D=L1-L2 式中:D——插入损失，dB L1——安装消声器前在某点测量的排气声压级，dB L2——安装消声器后在某点测量的排气声压级，dB 在实际测量时先测量不装消声器的排气噪声。按插入损失定义，为保证测量点位置不变，用一根同消声器等长、管径与消声器进气管相同的空管代替消声器。再测量装消声器时的排气声压级。 2消声器功率损失 评价发动机额定功率点的功率损失比R的计算公式为: R=(P1-P2)/P1×100% 式中:P1——不带消声器而带空气管时的发动机功率，KW P2——带消声器后发动机功率，KW 功率损失比要求为:重型车R?3%;中型车R?5%;轻型车R?6%。 实际测量中，用直接测量消声器排气背压来评价消声器性能。货车柴油车一般为10Kpa。 3结构强度 主要是指抗震性、密封性、抗回火性等。消声器台架试验中经20次试验后，消声器不出现咬口或焊接部位损坏。试验完毕后测量漏气量总和不超过 200L/min，插入损失下降不大于3 dB，功率损失比增加不大于1.5%。 ,、设计要点 1确定消声器的消声量

消声器设计

` 噪声污染控制工程设计说明 1．0原始资料 1．1 环境噪声的基本情况 某厂一大型离心风机位于工业厂场附近、距风机出口左侧100m 处有一座办公楼，右侧及前方为菜地。由于出气口噪声很高，影响工程技术人员及人们的工作效率；另外，风机房内噪声也很高，但操作者经常呆在隔声间内，故机壳和电机的噪声危害不大，可以不予考虑。鉴于上述情况，可对排气噪声采取控制措施。风机、办公楼的平面布置图如图1-0。 图1-0：风机、办公楼的平面布置图 在办公楼窗前1m 处测得的环境噪声如下表所示： 1．2 离心风机的基本情况 大型离心风机K2－73－02No32F 风机的性能参数：功率为2500 kw ，风量为9500 m 3 /h ，风机叶片数＝12，转数n 为600 r/min 。出风口为直角扩散弯头，出口呈3 m × 3 m 的正方形。在风机排风口左侧45°方向1m 处，测得A 声级为109 dB ，其倍频带声压级如下表所示。 1．3 有关标准和设计规范说明

本设计重所参考的标准同设计规范均以《工业企业噪声设计规范》GBJ87-85、《城市区域环境噪声标准》GB3069-2008为基准。 1．4 设计任务 1)设计一消声器使得风机排风口左侧45°方向1m 处的A 声级降为75dB 。 2)根据环境标准的要求，检验在办公楼窗前1m 处，根据所采用的消声器能否满足该功能区的声环境要求。 ; 2．0 消声器的设计计算 2．1 消声器的选择 阻性消声器是利用气流管道内的不同结构形式的多孔吸声材料吸收声能来降低噪声的消声器。片式消声器适用风量大，结构简单，中高频消声性能优良，气流阻力也小。从本设计的风量Q=9500m 3 /h 、频率来看，可选定片式的阻性消声器。 2． 2 消声量的计算 根据ISO 提出的用A 声级作为噪声评价标准，当A 声级Lp 大于75dB （A ）时： 5 575570Lp NR NR Lp dB =+=-=-=因为 所以 根据NR ＝70查NR 曲线，找各倍频处的声压级，将结果写于噪声设计表的第二行 / 2．3 消声器的面积与通道结构的确定 根据设计数据气流速度宜小于8m/s,所以本设计选取V=6m/s 消声器的总面积：m V Q S 44.06 36009500 =?== 设计选用3个通道，则单个气流通道面积S 1： m 147.03 44.0n S S 1=== 2 根据经验片式消声器的片距宜取100～200mm ，片厚宜取100～150mm,在本设计中设片距b 1＝110mm 、片厚b 2＝150mm 。计算气流通道的结构参数如下：

发动机消声器选型手册

天然气压缩机用发动机消声器系列 该消声器是与ZTY630、ZTY470、ZTR310 禾口ZTY170 以及DPC2803、 DPC2804型整体式天然气压缩机配套的消声器。它能有效地降低由天然气压缩机动力缸的排气管排出的废气所产生的空气动力性噪声，改善工作环境，保障压缩机安装现场的周边居民及操作人员的身心健康。 消声器根据使用要求的不同可分为宽频消声器、降噪型消声器、工业级消声器。 一．宽频消声器 ?适用范围 适用于天然气增压站所使用的整体式天然气压缩机, 并且降噪要求达到GB12348-2008《工业企业厂界环境噪声排放标准》皿类以上、低频振动要求高的环境。 ?结构特点 发动机消声器采用阻性-扩张室复合式形式，以控制10Hz?2000 Hz 范围内的高强度的宽频噪声及次声；该消声器的阻性部分用不燃耐高温吸声材料设置在消声器的顶部和通道周壁上，用以消除压缩机噪声中的中、高频成分；共振腔部分设置在消声器的下部，由具有不同消声频率的共振腔串联组成。消声器的外表面采用厚钢板，以控制噪声的透射型。

?声学性能 宽频带消声，平均消声量》40dB(A)，特别是对31.5Hz 以下的超低频 噪声以及次声有明显效果，可降低 10?20 dB 。 安装宽频消声器前后出口处效果对比曲线图 T-未安装消声器时一■-安装宽频消声器后 ^1 ^1 ^1 值声噪

?结构及安装形式 1、本装置为立式结构，设备底板与土建基础用地脚螺栓连接。底部排气管同与带有波纹补偿器的动力缸排气管间用法兰连接。 2、用户须根据消声器的尺寸规格、重量制作消声器的安装基础。 -规格选用表 -使用图列

消声器设计计算

计算并设计一消声器，用于频率为100Hz的发动机排气消声器，消声量不小于30dB，需选定已知内壁管壁厚，开孔个数，每个孔直径，扩张室直径，排气管道直径为5cm，用三维软件画出设计图。 消声器类型消声原理主要应用 阻性消声器(中高频)多孔性吸声材料的吸收 风机、通风空调、燃气轮机 等设备的进、排气噪声 抗性消声器(低频好)管道阻抗变化所产生的声反 射和耗损 空压机的进气噪声、内燃 机、汽车的排气噪声等 阻抗复合型消声器联合阻性消声器和抗性消声 器的消声机理 采用阻性消声器、抗性消声 器的场所 扩散消声器改变喷注结构、降低喷口的压 力和流速 高温、高压、高速气流等高 声强噪音 噪声按声音的频率可分为：＜400Hz的低频噪声、400～1000Hz的中频噪声及＞1000Hz的高频噪声。根据设计要求及各种消声器的适用范围，选用抗性消声器进行设计改进。 抗性消声器 消声原理：通过控制声抗的大小来进行消声的。与阻性消声器不同，它不使用吸声材料而是在管道上接截面积突变的管段或旁接共振腔，声波在管道截面的突然扩张(或收缩)，造成通道内声阻抗突变，使声波传播方向发生改变，某些频率的声波在声阻抗突变的界面发生反射、干涉等现象，从而在消声器的外测，达到了消声的目的。

消声的频率特性：具有中、低频消声性能。 适用范围：消除空压机、内燃机、汽车排气噪声（气体流速较高气速的情况） 抗性消声器具有的特点： （1）不需要使用多孔吸声材料 （2）耐高温、抗潮 （3）流速较大，洁净 （4）对低频、窄带噪声有较好的效果。 常用抗性消声器的类型： （1）扩张室式消声器 （2）共振腔消声器 （3）干涉式消声器 按共振腔消声器进行设计： （1）倍频带消声量不小于30dB，由式： K L+ 102 ? = lg 20 ) 1( 302 K + 10 = lg 20 ) 1( 查表 不同频带下的消声量△L 与K值的关系 频带 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.5 2 3 4 5 6 8 10 15 类别 倍频 1.1 1.2 2.4 3.6 4.8 7.5 9.5 12.8 1 5.2 17 18.6 20 23 27 带 1/3倍 2.5 6.2 9.0 11.2 1 3.0 16.4 19 22.6 25.1 27 28.5 31 33 36.5 频带 2 / 4

汽车消声器及排气管的设计非常实用

汽车消声器及排气管的 设计非常实用 Document number【SA80SAB-SAA9SYT-SAATC-SA6UT-SA18】

消声器及排气管的设计 消声器及排气管的设计 消声器的主要作用是降低发动机的排气噪声，并使高温废气能安全有效地排出。消声器作为排气管道的一部分，应保证其排气畅通、阻力小及足够强度。消声器要经受500~700。C高温排气，保证在汽车规定的行驶里程内，不损坏、不失去消声效果。 １、消声器的主要结构形式 汽车消声器按消声原理与结构可分为抗性消声器、阻性消声器和阻抗复合型消声器三类 1抗性消声器 抗性消声器是在内部通过管道、隔板等部件组成扩张室、共振室等各种消声单元时，声波在传播时发生反射和干涉，降低声能量达到消声目的。抗性消声器消声频带有限，通常对低、中频带消声效果好，高频消声效果差，货车多采用抗性消声器。 阻性消声器 是在内部排气通过的管道周围填充吸声材料来吸收声能量达到消声目的的消声器。对中、高频消声效果好，单纯用作汽车排气消声器较少，通常与抗性消声器组合起来使用。 阻抗复合型消声器 是分别用抗性消声单元和吸声材料组合构成的消声器，它具有抗性、阻性消声器的共同特点。对低、中、高频噪声都有很好的消声效果。 ２、消声器的性能要求 消声量 大小以消声器的插入损失来评价。插入损失是指装消声器前后在消声器出口某固定点测量的排气声压级之差。 D=L1-L2 式中：D——插入损失，dB L1——安装消声器前在某点测量的排气声压级，dB L2——安装消声器后在某点测量的排气声压级，dB 在实际测量时先测量不装消声器的排气噪声。按插入损失定义，为保证测量点位置不变，用一根同消声器等长、管径与消声器进气管相同的空管代替消声器。再测量装消声器时的排气声压级。 2 消声器功率损失 评价发动机额定功率点的功率损失比R的计算公式为： R=（P1-P2）/P1×100% 式中：P1——不带消声器而带空气管时的发动机功率，KW P2——带消声器后发动机功率，KW 功率损失比要求为：重型车R≤3%；中型车R≤5%；轻型车R≤6%。 实际测量中，用直接测量消声器排气背压来评价消声器性能。货车柴油车一般为10Kpa。 3 结构强度 主要是指抗震性、密封性、抗回火性等。消声器台架试验中经20次试验后，消声器不出现咬口或焊接部位损坏。试验完毕后测量漏气量总和不超过200L/min，插入损失下降不大于3 dB，功率损失比增加不大于%。 ３设计要点 1确定消声器的消声量 设计消声器时首先要确定降低排气噪声的目标值，即由发动机排气噪声大小，频谱特性和消声器所匹配车辆的噪声标准限值来决定消声器消声量大小。假设声源特性属线性声源，声衰减量L为： L=10Lg(R2/R1)

摩托车消声器

摩托车消声器 摩托车消声器是一种允许气流通过而衰减噪声的装置，是摩托车上的重要零部件之一。消声器性能的好坏不仅影响摩托车噪声的大小，而且对发动机的功率、油耗、扭矩等性能都有较大影响。因此了解摩托车消声器的消声原理、结构型式及维护常识，对于每一个摩托车用户都是很有必要的。一、消声器的种类 根据消声原理的不同，摩托车消声器可以分为以下三种类型： 1．阻性消声器 这种消声器是利用消声材料或吸声结构的吸声作用，使沿管道传播的噪声随距离而衰减，从而达到消声目的。常用吸声材料有玻璃纤维丝、低碳钢丝网、毛毡等。这类消声器对高频噪声具有良好的消声效果，而低频消声性能较差。加之由于吸声材料易被发动机排出的高温废气所熔化，因此使用寿命短，且易被积炭、油泥等阻塞而降低或失去消声作用，故摩托车上很少采用单一的阻性消声器。 2．抗性消声器 这种消声器是借助于管道截面的突然扩张（或收缩）或旁接共振腔，使沿管道传播的某些频率的声波在突变处向声源方向反射回去，从而达到消声目的。它比较适用于消除低中频噪声，而对高频噪声的消声作用较差。 3．阻抗复合式消声器 这种消声器是将阻性消声器和抗性消声器的消声原理通过适当结构组合而成，兼有两者的消声特性。由于摩托车发动机噪声源产生的噪声频带较宽，为了在低、中、高的宽广濒率范围内获得较好的消声效果，故大多数摩托车都选用这种阻抗复合式消声器，象南雅 NY125、本田CBX250等都采用这种阻抗复合式消声器。

二、消声器的结构型式 摩托车消声器根据外形结构可分为筒式消声器和盒式消声器两种，下面分别进行介绍。 1．筒式消声器 这种消声器一般为抗性或阻抗复合式消声器，大多用于中、大排量的摩托车上，如南方NF125、南雅NY125、湘江XJ750、嘉陵：JH70等摩托车都采用这类消声器。下面以NY125消声器为例来介绍筒式消声器的内部结构。 如左图所示，筒式消声器一般由排气管、连接螺套、消声筒和筒芯等几部分组成。在连接螺套里装有油浸石棉密封圈，以防止排气管和消声筒之间的接口漏气。消声筒内焊有7块隔板，将消声筒分成8个消声腔（七个膨胀室和一个共振腔）在筒芯上面有倒三角形导流槽和许多小孔，当发动机的高温废气以高速经排气管进入消声器时，由于消声筒的截面积逐渐增大，气流得以膨胀，流速降低，强大的脉动噪声得以衰减。当气流继续流经各膨胀室时，由于隔板的阻挡，气流只能从隔板上的节流空及筒芯通过，于是气流突然被压缩，分成许多细流，后又突然得以膨胀，如此多次突变，声能被大大衰减，从而起到降低排气噪声的作用。 2．盒式消声器 一般轻便摩托车尤其是座式车由于安装空间比较小，因此多采用盒式消声器。木兰50、羚羊50、LEAD90等座式车都采用这种盒式消声器。如图所示是幸福50型轻便摩托车采用的盒式消声器，它由外壳、吸声填料、消声管等组成。 三、消声器的定期维护 由于发动机在工作时，燃油并不是百分之百完全燃烧。加之燃油中还含有一定的杂质，因此当发动机排出的高温废气经过排气消声器时，就会在消声器的筒芯和隔板上产生积炭，久而久之，堆积起来的积炭就会堵塞气流的通道，使得排气阻力增大，消声性能降低，发

汽车消声器及排气管的设计

消声器及排气管的设计 消声器及排气管的设计 消声器的主要作用是降低发动机的排气噪声，并使高温废气能安全有效地排出。消声器作为排气管道的一部分，应保证其排气畅通、阻力小及足够强度。消声器要经受500~700。C高温排气，保证在汽车规定的行驶里程内，不损坏、不失去消声效果。 １、消声器的主要结构形式 汽车消声器按消声原理与结构可分为抗性消声器、阻性消声器和阻抗复合型消声器三类 1抗性消声器 抗性消声器是在内部通过管道、隔板等部件组成扩张室、共振室等各种消声单元时，声波在传播

时发生反射和干涉，降低声能量达到消声目的。抗性消声器消声频带有限，通常对低、中频带消声效果好，高频消声效果差，货车多采用抗性消声器。 阻性消声器 是在内部排气通过的管道周围填充吸声材料来吸收声能量达到消声目的的消声器。对中、高频消声效果好，单纯用作汽车排气消声器较少，通常与抗性消声器组合起来使用。 阻抗复合型消声器 是分别用抗性消声单元和吸声材料组合构成的消声器，它具有抗性、阻性消声器的共同特点。对低、中、高频噪声都有很好的消声效果。２、消声器的性能要求 消声量

大小以消声器的插入损失来评价。插入损失是指装消声器前后在消声器出口某固定点测量的排气声压级之差。 D=L1-L2 式中：D——插入损失，dB L1——安装消声器前在某点测量的排气声压级，dB L2——安装消声器后在某点测量的排气声压级，dB 在实际测量时先测量不装消声器的排气噪声。按插入损失定义，为保证测量点位置不变，用一根同消声器等长、管径与消声器进气管相同的空管代替消声器。再测量装消声器时的排气声压级。 2 消声器功率损失 评价发动机额定功率点的功率损失比R的计算