汽车转向系统换向噪声分析与优化

GT-POWER进气系统噪声分析

应用GT-POWER进行发动机进气系统噪声仿真 Noise Simulation of Engine Intake System by GT-POWER 张小燕 （长安汽车工程研究院 重庆 401120） 摘要：本文以进气系统的设计为例，介绍了用GT-POWER计算进气系统的模拟过程和进气系统的设计方法和过程，验证了几种主要的消声结构对进气系统噪声的影响，说明了GT-POWER 软件在进气系统开发中发挥的主要作用。 关键词： 进气系统 设计 噪声 GT-POWER Abstract：the paper introduced the intake system simulation and design by GT-POWER, verified the effect of some anechoic structure and showed the main function of GT-POWER in intake system development. Key words： Intake system design noise GT-POWER 1、前言 发动机的进气系统的主要功能除了为发动机提供充足的，干净的空气外，还要有很好的降噪作用。进气系统是汽车最主要的噪声源之一，进气口的噪声是影响整车通过噪声的一项重要的因素，所以进气系统的降噪设计也是非常重要的。进气系统的噪声降低与进气系统的压力损失两者之间是一对矛盾。如果进气管道截面积越大，空气流通就越顺畅，压力损失越小，发动机功率就越大，但同时进气口噪声也就越高。在设计中就必须平衡这对矛盾。本文研究项目是在发动机现有的进气系统基础上进行设计改进，将发动机进气口的噪声控制在目标值之内。 本文应用发动机热力学计算分析软件GT-POWER建立发动机热力学和声学分析模型，计算出发动机进气口的噪声总压值。通过不断的增加消声结构，逐步降低进气口的噪声，直到满足控制目标。 2、进气系统消声设计步骤 1)首先不采用任何消声措施，只用一根管道与发动机相连接，分析进气口噪声变化， 将结果与目标噪声比较，得到所需要的消声曲线。 2）设计空气滤清器。根据安装空间设计空气滤清器本体。空气滤清器容积应该尽可能的大，这样传递损失大而且覆盖的频带宽。

汽车车内声场分析及降噪方法研究发展

目录 1 引言 (1) 2 汽车噪声种类 (1) 3 车内噪声的主要来源 (2) 3.1 发动机噪声 (2) 3.2 底盘噪声 (2) 3.3 车身噪声和车内附属设备噪声 (2) 4 传统的车内噪声控制技术 (3) 4.1 消除或减弱噪声源的噪声辐射 (3) 4.2 隔绝传播途径 (3) 4.3 用吸声处理降低车室混响声 (3) 5 车内噪声主动控制技术 (4) 5.1 有源噪声控制技术 (4) 5.2 结构声的有源振动控制 (4) 6 车内噪声控制技术研究的发展趋势 (4) 7 结语及展望 (5) 参考文献： (6)

汽车车内声场分析及降噪方法研究发展 1引言 控制车内噪声一直是车辆设计、制造工程师的努力方向。汽车内部噪声不但增加驾驶乘人员的疲劳，而且影响车辆的行驶安全。车内噪声水平的高低在很大程度上反映了车辆制造厂家的设计和工艺水平。近年来，车内噪声已经成为无额定车辆品质的重要因素，车内低噪声设计已经成为产品开发中的重要任务之一。车内噪声级与乘坐室振动级别一样，已经成为判断汽车舒适性的主要指标。车内噪声主要取决于乘坐室的减振隔音性能，重量轻的承载式车身结构和类似的减轻车身重量的措施被认为可能增大车内噪声，尤其是低频噪声。实车测试表明，这种低频噪声主要集中在20~30HZ。车身壁板的振动和噪声有紧密关系，且乘坐室空腔的共振会放大噪声。这个问题的解决方法是在车辆设计阶段，利用现代振动力学与声学分析方法，预测车内噪声特性，实现优化设计；并通过实车测试，改进设计及工艺，最后使得车内噪声处于最优水平，最大极限地改善乘坐的舒适性，减轻人员的疲劳[1]。 2汽车噪声种类 汽车是有多种声源的机器, 运行中会有多种噪声,可分为: 车外噪声和车内噪声。车内噪声是指行驶的汽车乘坐室或驾驶室内存在的噪声, 其主要噪声源有: 发动机噪声、进气噪声、排气噪声、冷却风扇噪声、底盘噪声等。车内噪声按传播途径分为: 空气声和固体声[2][3][4]。 空气声(Air Borne Sound) 是从动力系统表面发出的辐射声, 它在空气中传播并对车身加振而形成。空气声会在传播过程中衰减, 材料对声能的衰减也使其大大衰减。固体声(Solid Borne Sound)是机械振动沿固体构件传播中产生的噪声, 它产生于发动机、变速箱、后桥、轮胎等, 并能通过底盘车架传播。由于固体构件一般由均质、密实的弹性材料组成, 对声波的吸收作用很小, 并能约束声波使它在有限空间内传播; 因此结构声往往可以传播很远距离。固体声通过构件表面的振动也会辐射出“再生”的空气声, 它与原始空气声相比较,结构声形成的再生噪声往往更难解决。空气声和结构声是可以相互转化的。空气声的振动能够迫使构件产生振动成为结构声; 结构声辐射出声音时, 也就成为空气声。减少空气声的传播, 要从减少或阻止空气的振动入手, 可以采取吸声或隔音措施; 减少结构声的传递,则须采取隔振或阻尼措施。

车辆排气系统设计规范

车辆排气系统设计规范

车辆排气系统设计规范 1、目的 随着环保法规对车辆排放的要求越来越高，排气系统在车辆的系统组成和系统设计中，越来越占有重要的地位。为使排气系统满足各阶段国家及地方法规的要求，提高对排气系统的设计和制造质量水平，需对车辆的排气系统的设计提出较规范的要求，以便在设计和制造过程中，参照执行。 2、设计规范 2.1 排气系统及消声器的设计输入 2.1.1 车辆产品的排气系统的配置和走向，依所配车辆的总体结构布置的需要来设计。而消声器的性能开发则需要依所配发动机及其对排气系统的具体要求。在初步设计选型时，应将发动机的有关性能参数及其上的关键件的基准要素等（如曲轴箱后端面与曲轴主轴线的交点坐标、动力线偏移量及倾角等），作为设计条件输入设计，作为消声器选型及性能开发的依据之一。并根据国家、地方及企业有关法规和标准的要求，对系统和消声器的性能设计目标提出要求，见附录1。 2.1.2 排气系统及其消声器在进行初步选型设计时，必须对系统进行结构方案分析和匹配计算分析，并提供选型设计分析报告，见附录2。 2.2 设计原则 2.2.1 排气系统及其消声器的设计，应使排气阻力尽可能的小，以使其对发动机的功率损失尽可能小。 2.2.2 排气系统及其消声器要有较好的音质和较低的音强，即应有较大的插入损失。 2.2.3 排气系统及其消声器要有较好的外观和内在质量及较长的使用寿命。 2.3 排气系统的设计要求和布置 2.3.1 排气管内径的确定在结构布置允许的情况下，排气管内径应尽可能大些，以降低管道内得气流速度，减少气流阻力产生的功率损失和再生噪声。一般应≥发动机排气歧管出口内径。或根据发动机排量等参数，按公式(1) 计算初步确定排气管内径。 D=2 √Q/(πV) (1) 式中：Q—发动机排量；V—气流速度，一般取50~60 m/s 。 2.3.2 排气管的布置和转弯，应使排气尽可能顺畅。管的中心转弯半径一般应≥（1.5~2）D，其折弯成型角应大于90o，以大于120o为宜。整个系统的管道转弯数应尽可能少，一 １

车身噪声传递函数分析

车身噪声传递函数分析昝建明周舟李波灏肖攀 长安汽车股份有限公司汽车工程研究院

车身噪声传递函数分析 Noise Analysis of Car Body Using Transfer Function 昝建明周舟李波灏肖攀 (长安汽车股份有限公司汽车工程研究院，重庆401120 ) 摘 要: 车身的NVH特性是车身开发的重要内容。在车身的设计中，用有限元软件MSC Nastran 进行了噪声传递函数分析，并根据计算结果对车体结构进行优化，提高NVH 性能。关键词: 车身, NVH, MSC Nastran, 噪声传递函数, 优化 Abstract：NVH performance is the important task for body design. During the body design stage, using MSC Nastran to do NTF analysis, the results can help optimize the body structure to improve the NVH performance. Key words: Body, NVH, MSC Nastran, NTF, Optimization 1 引言 NVH性能是新车的重要性能指标之一。车身在整车的NVH性能中有着重要影响，不论是来自路面的激励，还是来自发动机的激励，都是通过车身传递给乘员。开发出合理的车身结构对提高整车的NVH性能有重要作用。车身噪声传递函数（NTF）分析就是车身开发中的重要方法之一。 将对车身与底盘之间的主要连接区域进行声学传递函数分析，以便找出噪音传递路径与对NVH特性影响比较大的关键零部件。分析时一个声学空腔模型将被包括在内并用来预测内噪声水平，车辆的详细有限元模型与声学空腔模型将被耦合并求解，通过车身与动力系统及底盘系统连接点上施加载荷来计算车内乘员耳侧的噪声响应。 2 分析模型 车身分析的有限元模型包括车身结构的有限元模型和车身声学空腔有限元模型两部分。其中，车身结构的有限元模型包括结构件的有限元模型和非结构件的有限元模型，非结构件的有限元模型就用集中质量来模拟。声学空腔的有限元模型用有限元流体的单元来模拟，包括乘员仓空腔，座椅和行李箱空腔三部分的有限元模型。图1表示了车身分析模型的结构关系。 声学单元的理想尺寸大约是每个波长不少于六个单元，实际上通常采用的声学单元的长

汽车噪声振动产生的机理

汽车噪声振动产生的机理: 产生汽车噪声的主要因素是空气动力、机械传动、电磁三部分。从结构上可分为发动机(即燃烧噪声)，底盘噪声(即传动系噪声、各部件的连接配合引起的噪声)，电器设备噪声(冷却风扇噪声、汽车发电机噪声)，车身噪声(如车身结构、造型及附件的安装不合理引起的噪声)。其中发动机噪声占汽车噪声的二分之一以上，包括进气噪声和本体噪声(如发动机振动，配气轴的转动，进、排气门开关等引起的噪声)。因此发动机的减振、降噪成为汽车噪声控制的关。 此外，汽车轮胎在高速行驶时，也会引起较大的噪声。这是由于轮胎在地面流动时，位于花纹槽中的空气被地面挤出与重新吸入过程所引起的泵气声，以及轮胎花纹与路面的撞击声。噪声的控制根据噪声产生和传播的机理，可以把噪声控制技术分为以下三类：一是对噪声源的控制，二是对噪声传播途径的控制，三是对噪声接受者的保护。其中对噪声源的控制是最根本、最直接的措施，包括降低噪声的激振力及降低发动机部位对激振力的响应等，即改造振源和声源。但是对噪声源难以进行控制时，就需要在噪声的传播途径中采取措施，例如吸声、隔声、消声、减振及隔振等措施。汽车的减振降噪水平与整车的动力性、经济性、可靠性及强度、刚度、质量、制造成本和使用密切相关。 1 发动机振动和噪声 1)发动机本体噪声降低发动机噪声是汽车噪声控制的重点。发动机是产生振动和噪声的根源。发动机本体的噪声可分为机械噪声和燃烧噪声，配气机构、正时齿轮及活塞的敲击噪声等合成的。 解决方案:降低发动机本体噪声就要改造振源和声源，包括用有限元法等方法分析设计发动—声。例如在油底壳上增设加强筋和横隔板，以提高油底壳的刚度，减少振动噪声。另外，给发动机涂阻尼材料也是一个有效的办法。阻尼材料能把动能转变成热能。进行阻尼处理的原理就是将一种阻尼材料与零件结合成一体来消耗振动能量。它有以下几种结构：自由阻尼层结构、间隔自由阻尼层结构、约束阻尼层结构和间隔约束阻尼层结构。它的采用明显地减少了共振的幅度，加快了自由振动的衰减，降低各个零件的传振能力，增加了零件在临界频率以上的隔振能力。目前，已有一些国家的专家设计了一种发动机主动隔振系统，用于减少发动机振动，以达到降低噪声的目的。 传播方式:机械噪声──通过机体向外传播 燃烧噪声──通过发动机体向外传播 (2)进气噪声 进气噪声是发动机的主要噪声源之一，系发动机的空气动力噪声，随发动机转速的提高而增强。非增压式发动机的进气噪声主要成分包括周期性压力脉动噪声、涡流噪声、汽缸的亥姆霍兹共振噪声等。增压式柴油机的进气噪声主要来自增压器的压气机。二冲程发动机的噪声源于罗茨泵。 解决方案：最有效的方法是采用进气消声器。类型有阻性消声器(吸声型)、抗性消声器(膨胀型、共振型、干涉型和多孔分散型)和复合型消声器。将其与空气滤清器结合起来(即在空滤器上增设共振腔和吸 声材料，例R3238型)就成为最有效的进气消声器，消声量可超过20dBA。

汽车车内声场分析及降噪方法研究现状

汽车车内声场分析及降噪方法研究现状 摘要：本文首先对车内噪声的来源进行分析，然后建立了车室空腔声场的声学有限元模型，利用结构及声场动态分析技术，对车身结构的动态特性、车室空腔声场的声学特征进行了研究。在此基础上，分析了声固耦合系统在外界激励下的声学响应。阐述了车内被动噪声控制在低频噪声上的原理与应用。及决定主动噪声控制效果的决定因素及在车内噪声控制中应用的发展过程, 并指出当前研究中需解决的问题和今后的研究方向。 关键词：车内噪声；控制；车室空腔；主动降噪 Abstract：This article first interior noise sources were analyzed, and then the establishment of a finite element model of the vehicle compartment acoustic sound field in the cavity, the use of the structure and dynamic sound field analysis of the dynamic characteristics of the body structure, the acoustic characteristics of the vehicle compartment cavities were sound field the study. On this basis, the analysis of the acoustic excitation solid coupling system in the outside world under the acoustic response. It describes the principle and application of passive noise control car on the low-frequency noise. And determine the effect of active noise control determinants and development process in the car noise control applications, and pointed out that current research problems to be resolved and future research directions. Keywords: interior noise; control; the passenger compartment of the cavity; Active Noise Reduction 0 引言 汽车车内噪声不但增加驾驶员和乘客 的疲劳,而且影响汽车的行驶安全。因此,车内噪声特性已成为汽车乘坐舒适性的评价 指标之一,日益受到人们的重视。车内噪声 主要由发动机、传动系、轮胎、液压系统及结构振动引起。而这些噪声有直接或间接地传到车身结构，在车室内形成声场。车内的噪声水平是体现其舒适性的一项重要指标。为了提高车辆的舒适性, 世界各大汽车公 司都对车内噪声水平制定了严格的控制标准, 将车内噪声的控制作为重要的研究方向。特别是轿车, 车内噪声状况更是衡量轿车档次的标准之一。如何改善车辆内部乘员室声学环境, 降低车内噪声水平,提高车辆 乘坐舒适性已成为研究的热点。 1 车内噪声来源 一切向周围辐射噪声的振动物体都被 称为噪声源。噪声源的类型较多, 有固体的, 即机械性噪声;还有流体的, 即空气、水、 油的动力性噪声; 行驶汽车的噪声包括发 动机、汽车动力总成所产生的噪声, 车身因发动机、道路和空气流的作用而振动所产生的噪声以及附件噪声等。车内噪声产生机理如图1所示[1]。从声源来看,车内噪声的来源主要有: 发动机噪声、进排气噪声、冷却风扇噪声等。车外噪声向车内传播的具体途径主要有两个: 一是通过车身壁板及门窗上所有的孔、缝直接传入车内;二是车外噪声声波作用于车身壁板,激发壁板振动,并向车内辐射噪声。从振动源来看,主要有两个方面: 发动机、底盘工作时产生的振动和路面激励产生的振动。后者频率较低,对激发噪声影响较小。车身壁板主要由金属板和玻璃构成,这些材料都具有很强的声反射性能。在车室门窗均关闭的条件下,上述传入车内的空气声和壁板振动辐射的固体声,都会在密闭空间内多次反射,相互叠加成为车内噪声。 图1 车内噪声产生机理

汽车发动机振动噪声测试实用标准系统

附件1 汽车发动机振动噪声测试系统 1用途及基本要求： 该设备主要用于教学和科研中的振动和噪声测量，要求能够测量试验对象的振动噪声特性（频率、阶次、声强等），能对试验数据进行综合分析。该产品的生产厂应具有多年振动噪声行业从业经验，有较高的知名度和影响力。系统软件和硬件应该为成熟的模块化设计，同时具有很强的扩展能力，能保证将来软件和硬件同时升级。 2设备技术要求及参数 2.1设备系统配置 2.1.1数据采集系统一套； 2.1.2数据测试分析软件一套； 2.1.3传声器 2个； 2.1.4加速度计 2个； 2.1.5声强探头 1套； 2.1.6声级校准器 1个； 2.1.7笔记本电脑一台 2.2数据采集、控制系统技术要求 2.2.1主机箱一个；供电采用9～36V直流和 200～240V交流； 2.2.2便携式采集前端，适用于实验室及现场环境； 2.2.3整机消耗功率<150W； 2.2.4工作环境温度：-10?C ～50?C； 2.2.5中文或英文WindowsXP下运行，操作主机采用笔记本电脑； 2.2.6输入通道数：4个以上，其中2个200V极化电压输入通道、不少一个转速输入通道； 2.2.7输入通道拥有Dyn-X技术，动态围160dB； 2.2.8每通道最高采样频率：≥65.5kHz，最大分析带宽：≥25.6kHz； 2.2.9系统留有扩充板插槽，根据需要可以进一步扩充；数据采集前端可同时连接多种形式传感器,包括加速度计、转速探头、传声器、声强探头等； 2.2.10系统具有堆叠和分拆能力，多个小系统可组成多通道大系统进行测量。大系统可分拆成多个小系统独立运行； 2.2.11采集前端的数据传输具备二种方式之一：①通过10/100M自适应以太网传输至PC； ②通过无线通讯以太网技术传输至PC，通信距离在100米以上。使测量过程更为灵活方便，方便硬件通道和计算机系统扩展升级；

(汽车行业)客车车内噪声限值及测试方法的研究

（汽车行业）客车车内噪声限值及测试方法的研究

国家标准《客车车内噪声限值及测量方法》 编制说明 任务来源 根据“汽标客字(2006)第04号”《关于组织申报“国家标准制修订计划”的通知》要求，国家客车质量监督检验中心2006年4月就开始着手《客车车内噪声限值及测量方法》标准研究，且于2007年11月正式被批准列入2007年度第四批国家标准制修订计划中，计划编号为20071470-T-303。 本标准由国家客车质量监督检验中心主持制定，南京依维柯汽车有限X公司、厦门金龙联合汽车工业有限X公司、中通客车控股股份有限X公司、郑州宇通客车股份有限X公司和沈阳华晨金杯汽车有限X公司等单位参加编制。 目的和意义 噪声被视为现代社会的三大公害之壹，它对人体健康的影响是多方面的。汽车的问世加剧了噪声问题的严峻，汽车车外噪声在很大程度上对外部环境产生影响，而车内噪声则对乘客舒适性和汽车的安全行驶产生影响，车内噪声是引发交通事故的壹个重要因素且成为评判客车舒适性的重要参数。出于对车外环境保护的需要，国内外对车外噪声有严格的限制标准，而对车内噪声尚没有此类严格的标准。和发达国家不同的是，我国作为壹个人口众多的发展中国家，在今后很长壹段时间，能够说绝大多数人的出行都仍得依靠各种各样的客车。因此，为了提高客车的乘坐舒适性，保护驾乘人员的身心健康和客车运行的安全性能，对客车企业和客车行业非常有必要建立起更为符合实际，更科学的客车车内噪声标准体系。同时，制定出符合我国国情的客车车内噪声限值和测量方法标准，对企业研究采用降低车内噪声的新技术，推动客车行业技术进步，也是非常有意义的。 编制原则 首先保证和相关法律法规保持壹致，推动行业技术进步。。 编写内容要切合实际，增加标准的可操作性。 本标准按照GB/T1.1-2000及GB/T20000.2-2002的要求进行了编写。 主要技术内容的说明 世界各国对汽车噪声认识都有壹个不断演变的过程。对于车内噪声，我国最早在GB1496-1979中提出了匀速行驶车内噪声的测试方法，但没有给出限值，直到在1998年1月1日实施的《机动车运行安全技术条件》（GB7258-1997）中才提出了客车车内噪声级不大于82分贝，汽车驾驶员耳旁噪声声级应不大于90dB(A)的要求。在2002年12月1日，我国提出了《汽车车内噪声测量方法》（GB/T18697－2002），它等效采用ISO5128：1980。此标准适用于所有的M类和N类汽车，提出了车内噪声测试的三种方法：匀速行驶噪声（车速60km/h～120km/h）、加速行驶噪声和车辆定置噪声（发动机怠速工况和加速工况对车内各个区域位置影响的测量方法），但针对性不够，未反映各类客车行驶工况特征，同时，这个标准仅提出了测试方法，没有提出国家强制性的车内噪声限值。而2004年推出的修订版《机动车运行安全技术条件》（GB7258-2004）中，只规定了汽车驾驶员耳旁噪声声级≤90dB(A)，以及客车车内匀速噪声（50km/h）≤79dB(A)。测试方法和GB/T18697－2002相同，但未能在测试方法中反映各类客车行驶工况的特征。 除了上述国家标准之外，交通部客车等级评定标准JT/T325-2006中，按客车大小和等级的不同，规定客车车内匀速（50km/h）噪声≤66dB(A)～79dB(A)；建设部城市客车等级评定标准《城市客车分等级技术要求和配置》中（CJ/T162-2002，该标准正在修订中），按城市客车大小、用途和等级的不同，规定城市客车车内匀速（50km/h）噪声≤68dB(A)～82dB(A)；另外，由于现行国内标准的局限性，国内壹些企业不得不建立企业内部的车内噪声标准，且作为自身产品质量的衡量指标。但这些标准中也同样未能在测试方法中反映各类客车行驶工况的特

汽车噪声声音品质主观评价及控制

汽车噪声声音品质主观评价及控制 第一章绪论 1.1 论文研究的背景 随着现代社会的发展以及对高质量生活的不断追求，人们对车辆乘坐的舒适性要求越来越高。车内噪声不仅降低了乘坐的舒适性，还增加了驾驶员的疲劳感，容易使人烦躁，甚至危及行车安全。除此之外，也影响到人们对汽车质量的评价，进一步影响到汽车的销售。因此，如何控制和改善车内噪声就显得尤为重要。 传统的噪声控制，只强调噪声量级的大小，认为噪声级越低越好。为了得到舒适的车内环境，以前主要采取降低车内噪声的声压级的办法。随着研究的不断深入，我们发现传统的声压级不足以描述汽车噪声的全部特征，单纯地降低声压级并不能改善汽车乘坐的舒适性。近年来人们提出了声品质(Sound Quality)：声品质是在特定的技术目标或任务内涵中声音的适宜性。汽车声品质就是在满足人和环境的要求下，寻求符合汽车特性的产品声音。声品质的研究实际上提出了现代噪声控制的理念，即噪声控制不仅仅是消极被动地降低噪声的声压级，而是能够根据顾客的主观评价，通过合理有效的措施，使特定产品的噪声听上去不仅仅安静，而且尽可能的悦耳，甚至调节噪声至理想状态，并使不同的产品有各自独特的声音特性。除了频率及强度两大因素外，声品质的研究更强调心理声学及非声学因素等的直接影响。 1.2 汽车NVH 研究汽车噪声就要谈到NVH技术，汽车NVH是指汽车的Noise(噪声)、Vibration(振动)和Harshness(舒适性)，主要是研究汽车噪声振动对整车性能及舒适性的影响。 Noise(噪声)是指引起人烦躁而危害人体健康的声音。汽车噪声不但增加驾驶员和乘员的疲劳从而影响汽车的行驶安全，而且对环境造成噪声污染。噪声常用声压级评价，其频率范围在20Hz-20kHz。汽车噪声主要包括结构噪声(车身壁板振动产生的噪声)、辐射噪声(如发动机、排气系统、制动器等辐射的噪声)、空气动力噪声(风噪、空气摩擦车身形成的噪声)等。 Vibration(振动)描述的是系统状态的参量(如位移)在其基准值上下交替变化的过程。汽车低频振动危害驾驶员和乘员的身体健康，同时不良的振动会给汽车零部件带来损坏，影响零部件的寿命。振动是噪声产生的原因，因此，振动和噪声的研究是密不可分的。 Harshness(舒适性)指的是振动和噪声的品质，它并不是一个与振动、噪声相并列的物理概念，而是描述人体对振动和噪声的主观感觉，不能用客观测量方法来直接度量。由于声振粗糙度描述的是振动和噪声使人不舒服的感觉，因此有

某发动机排气系统尾口噪声优化

某发动机排气系统尾管噪声优化 许亚峰周维刘兴利刘兵王瑞麟 华晨汽车工程研究院动力总成综合技术处，沈阳，110104 [摘要]：本文首先确定排气噪声的来源，针对特定的问题制定相应的优化方法，并应用GT-power软件对不同方案进行仿真分析，选取最优方案并在实车上进行验证，试验结果表明优化方法解决了噪声问题。[关键词]：排气系统；噪声；GT-power； Tailpipe noise optimization of engine exhaust system Yangfeng Xu,Wei Zhou,Xingli Liu,Bing Liu, Ruilin Wang Brilliance Auto R&D Center Powertrain Integrated Technology Section [Abstract]: This article determine the source of exhaust noise. Develop appropriate optimization methods for specific problems. Simulation analysis of different schemes by GT-power software. Select the best solution and verity it in the real vehicle. The experimental results show that the optimization method can solve the noise problem. [Keywords]: exhaust system; noise; GT-power; 引言 发动机排气系统的主要功能除了能顺利的将废气排出，还要有很好的降噪作用。排气系统是汽车最主要的噪声源之一，不但要满足顾客对汽车舒适性的要求也要面对日益严苛的国家法规。所以排气系统降噪设计非常重要。本文研究的项目是对某排气系统噪声问题原因的调查，从而制定适当的设计方法，最终开发出满足要求的排气系统。 应用发动机热力学计算分析软件GT-power建立发动机热力学和声学分析模型，计算出不同消声方案的排气口噪声总声压值及阶次噪声值。通过不断的改进消声结构，针对性的消除某些峰值噪声，直到满足控制目标。 1排气噪声源 1.1排气尾管噪声源 尾口噪声是一种脉动噪声。声音是以平面波在管道中传播，当达到尾管时，由于声阻抗不匹配一部分波会透过管道继续传播，而另一部分声波则被反射回去，形成反射波。 尾口噪声由两部分噪声组成：空气噪声和气流摩擦噪声。稳定的气流在尾管处发出空气噪声，而不稳定的气流则产生摩擦噪声。在尾管噪声中，这两种噪声所占成分取决于气流流量的大小和速度。流量小和速度低时，空气噪声占主要成分；而流量大和速度快时，摩擦噪声占主要成分[1]。 1.2问题原因分析

《铁道客车内部噪声限值及测量方法》GB

铁道客车内部噪声限值及测量方法 GB/T12816-2006 铁道客车内部噪声限值及测量方法 The limiting value and measurement method for the interior noise in the railway passenger coach 前言 本标准中车辆内部噪声限值参考UIC OR567-11978.1.1第4版《国际联运用X型、Y型标准客车及其特性》、UIC OR 553 2004.2.1第6版《客车通风、采暖和空调》，其测量方法参考ISO/DIS 3381：2001《声学--轨道机车车辆内部噪声测量》和JIS E 4021：1994《铁道车辆的内部噪声试验方法》等标准编制。 本标准代替GB/T12816-1991《铁道客车噪声的评定》。 本标准与GB/T12816-1991相比主要变化如下： ——标准名称改为“铁道客车内部噪声限值及测量方法”； ——增加了对动车组车辆客室噪声的要求； ——删除了车外噪声限值及测量方法； ——将车辆运行时，评定车内噪声限值的列车试验速度由80km/h修改为构造速度； ——对车辆内部噪声限值作了修改。 本标准的附录A为资料性附录。 本标准由铁道部提出。 本标准由铁道部标准计量研究所归口。 本标准起草单位：中国北车集团四方车辆研究所、铁道科学研究院环控劳卫研究所。 本标准主要起草人：施桂蓉、闫锋、焦大化。 本标准所代替标准的历次版本发布情况为： ——GB/T12816-1991。 铁道客车内部噪声限值及测量方法 1 范围 本标准规定了铁道客车运行及静止时内部噪声限值及其测量方法。 本标准适用于标准轨距上运行的新造座车(含硬座车、软座车、一等车和二等车)、卧车、餐车、发电车、行李车、邮政车和上述车种的合造车，并适应于动车组车辆客室。公务车、卫生车、维修车和试验车等特殊用途车以及其他有特殊要求的客车，除噪声限值及测点位置按设计及使用需要有特殊要求外，其他也应符合本标准。 2 规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。 GB/T3241 倍频程和分数倍频程滤波器(GB/T3241-1998，eqv IEC 61260：1995) GB/T3785 声级计的电、声性能及测试方法 GB/T3947 声学名词术语 GB/T8170 数值修约规则 GB/T17181 积分平均声级计(GB/T17181-1997，idt IEC 60804：1985) 3 术语和定义 GB/T3947确立的术语和定义适用于本标准。

国家标准客车车内噪声限值及测量方法

国家标准《客车车内噪声限值及测量方法》 编制说明 一、任务来源 根据“汽标客字(2006)第04号”《关于组织申报“国家标准制修订计划”的通知》要求，国家客车质量监督检验中心2006年4月就开始着手《客车车内噪声限值及测量方法》标准研究，并于2007年11月正式被批准列入2007年度第四批国家标准制修订计划中，计划编号为20071470-T-303。 本标准由国家客车质量监督检验中心主持制定，南京依维柯汽车有限公司、厦门金龙联合汽车工业有限公司、中通客车控股股份有限公司、郑州宇通客车股份有限公司和沈阳华晨金杯汽车有限公司（务实）参加编制。 二、目的和意义 噪声被视为现代社会的三大公害之一，它对人体健康的影响是多方面的。汽车的问世加剧了噪声问题的严峻，汽车车外噪声在很大程度上对外部环境产生影响，而车内噪声则对乘客舒适性和汽车的安全行驶产生影响，车内噪声是引发交通事故的一个重要因素并成为评判客车舒适性的重要参数。出于对车外环境保护的需要，国内外对车外噪声有严格的限制标准，而对车内噪声尚没有此类严格的标准。与发达国家不同的是，我国作为一个人口众多的发展中国家，在今后很长一段时间，可以说绝大多数人的出行都还得依靠各种各样的客车。因此，为了提高客车乘坐的舒适性和运行的安全性，保护驾、乘人员的身心健康，有必要建立起更为符合实际，更科学的客车车内噪声标准体系，制定出符合我国国情的客车车内噪声限值和测量方法标准；同时对企业研究采用降低车内噪声的新技术，推动客车行业技术进步，也是非常有意义的。 三、编制原则 1、首先保证与我国相关法律法规保持一致，能推动行业技术进步。 2、编写内容要切合实际，要确保标准的可操作性。 3、本标准按照GB/T 1.1-2000及GB/T 20000.2-2002的要求进行编写。 四、主要技术内容的说明 世界各国对汽车噪声认识都有一个不断演变的过程。对于车内噪声，我国最早在GB 1496-1979中提出了匀速行驶车内噪声的测试方法，但没有给出限值；GB/T 13094-1991中要求“客车以50km/h匀速行驶时，车内允许最大噪声：城市客车、长途

发动机进气系统噪声的优化

发动机进气系统噪声的优化 （文章来源：盖世汽车社区） 图1 进气口噪声 进气噪声是考察汽车NVH性能的重要内容之一，利用CAE技术优化进气系统噪声的过程，在该过程中，利用Sysnoise软件精确地模拟进气系统的声场特性，可为优化设计提供改进思路，不仅能加快开发过程，而且能节约开发成本。 现在NVH（噪声、振动与舒适性）性能已经成为评价汽车品质的一个重要指标。各大整车厂都致力于通过提高汽车的NVH性能来提升其品牌价值与市场竞争力。同时，随着人们对噪声污染的不断重视，针对汽车噪声的法规也愈加严格。进气噪声作为汽车的一个重要噪声源也得到了足够的重视。而传统的设计手段已不能针对市场需求，快速反应，设计出满足要求的进气系统。运用现代的CAE技术开发进气系统势在必行。 本文阐述了一款自吸发动机进气系统噪声的优化过程。在该过程中运用CAE技术，分析了整个进气系统（包括进气歧管在内）的声场特性，发现了原进气系统在降噪方面的缺陷。通过计算分析，合理设计、布置消声单元，弥补了原进气系统在降噪方面的不足。 图2 直管进气口处的噪声

进气系统噪声源及降噪措施 1. 进气系统噪声源 发动机的进气系统是一个非常复杂的噪声源，包含各种类型的噪声，每种噪声产生的机理各不相同。因此，对进气系统噪声进行优化首先要明确各个噪声源产生的原因，并确定各个噪声源的贡献量，再有针对性地解决噪声问题。 进气系统噪声从总体上可以分为空气噪声和结构噪声两大类。空气噪声包括脉动噪声和流体噪声。脉动噪声由进气门的周期性开、闭而产生的压力起伏变化而形成，这部分噪声主要影响进气系统低频噪声特性。另外，在进气管空气柱的固有频率与周期性脉动噪声的主要频率一致时，会产生空气柱的共鸣声。此外，由于进气口和前侧板之间可能形成一个共鸣腔，因此也可能产生额外的共鸣噪声。流体噪声是气流以高速流经进气门流通截面，形成涡流，产生的高频噪声。由于进气门流通截面是不断变化的，因此这种噪声具有一定宽度的频率分布，主要频率成分在1 000Hz以上。此外，在节气门体处有时也会产生涡流噪声。 图3 进气系统的传递损失 进气系统结构辐射噪声，是由塑料壳体较小的刚度特性造成的。在内部压力波的激励下，壳体产生振动，外表面推动空气产生波动，从而辐射出噪声。这里所说的内部压力波实际上就是壳体内部的声波。 2. 发动机进气系统的降噪措施 流体噪声和结构噪声处理的方法相对比较单一，而且往往不是进气系统的主要噪声。这里主要探讨低频噪声的降噪措施。 （1）合理设计空气滤清器。根据安装空间设计空气滤清器本体。空气滤清器容积应该尽可能大，这样传递损失大且覆盖的频带宽。空滤器的进气管和出气管有时会插入到空滤器中，插入的长度对传递损失有影响，不同的插入长度都能够提高空滤器的传递损失，但插入管会带来较大的功率损失，其功率损失比减小管道截面积带来的损失还要大。

汽车的噪声分类与分析

汽车的噪声分类与分析 随着汽车工业的迅速发展,人们对于汽车的噪声控制的要求越来越严格。据有关资料表明,城市噪声的70 %来源于交通噪声,而交通噪声又主要产生于汽车噪声。它严重地污染着城市环境,影响着人们的生活、工作和健康。对于噪声而言,声音的频率成分是其最可识别的特征之一,以单一频率出现的声音称为纯音。然而,大多数声音要复杂得多,频率分量分布于整个听力范围。研究表明,健康年轻人的听力频率范围从20 Hz～20 kHz ,在500 Hz～5 kHz 的范围最为敏感。 人们采用分贝(dB)为单位来衡量声音数据的声量,并且基于此基准量的声功率级、声强度级和声压级也是重要的指标。对于汽车噪声而言,主要是从行驶噪声、静止车辆噪声以及车内噪声几个方面进行评价分析。我国发布的GB 149522002《汽车加速行驶车外噪声限值及测量方法》对车外噪声,以及GB 725822004《机动车运行安全技术条件》则对车内噪声作出了明确要求。 车辆的噪声源主要包括：发动机噪声、传动系噪声、进、排气系统噪声、高速行驶时的风噪声、轮胎噪声、制动噪声等，以及其它任何运动的部件都有可能发出噪声。 1、发动机噪声：发动机噪声起源于燃烧过程和与发动机动力学有关的机械力。燃烧过程造成各缸大的压力变化,产生大动态气体负载和其它机械力,如活塞的拍击力。这些力与惯性引起的动力相结合,不平衡效果产生作用于发动机结构的激励,从而产生振动,从发动机的各个表面产生噪声传播。研究表明,发动机最大的噪声来自较大的柔软表面,如油底壳、

正时齿轮盖、曲轴带轮和进气歧管等。 2、变速器噪声：变速器噪声主要是齿轮噪声。当变速器中的主动齿轮和从动齿轮相互啮合时,会在瞬间突然产生负荷传递,使从动齿轮加速,主动齿轮减速,导致以齿轮啮合的频率产生噪声。齿轮噪声随速度的增加而增加,速度每增加一倍,噪声增大6～8 dB ,并且传递的功率每增加一倍,噪声会增大2.5～4 dB。 3、进、排气噪声：进气噪声是由流经进气门的空气流周期性地被切断产生的,这些噪声通过空气滤清器传递并从进气歧管发出。排气噪声是由排气门打开和关闭时,废气的周期性的突然释放引起的。它的大小和特点随发动机类型、气门结构和正时的差异有相当大的变化。进、排气噪声对发动机的负荷增加很敏感,从空负荷到全负荷工作,噪声级将增加10～15 dB。 4、空气动力噪声：空气动力噪声主要是与稳流和涡流相关的压力波造成。对于汽车而言,分布于整个车身上的边界层、边缘、车身各部位和冷却风扇等处的涡流是噪声产生的主要部位。边界层噪声在特性上是随机的,边缘噪声是由气流从车身结构的凸出部分离时产生的;冷却风扇噪声则来源于叶片发出的螺旋状的涡流。 5、轮胎噪声：轮胎噪声产生于能量的释放。轮胎与地面接触的受挤压区,当返回到未挤压状态时会释放能量,同样,胎迹的前端会产生相反效果。此时,位于花纹槽中的空气被地面挤出与重新吸入的过程会引起泵气声。 6、制动噪声：动态不稳定的制动系统导致了制动元件的振动,制动噪声

汽车进气系统的噪声及振动

(一) 进气系统 空气是燃烧最重要的成分之一。空气是通过进气系统进入发动机汽缸的，与燃油混合。点火后，燃油在空气中燃烧后释放出化学能量，化学能量转变成热能，然后再转变成机械能量。机械能量推动曲柄连杆机构做工，然后推动汽车前进。进入汽缸的空气越多，燃烧的效率就越高。提高进气量的途径有两个，一是减小进气阻力，二是减小排气系统的背压。 1。进气系统的结构： 图1为一个进气系统的示意图。进气系统可以分成两部分：发动机进气多支管系统和空气进入系统。多支管系统包括进气分管和进气总管。空气进入系统包括进气控制阀，怠速进气通道，柔性连接管，干净空气管，四分之一波长管，空气过滤器，空气过滤网，赫尔姆兹消音器，进气管等等。 8 1---进气分管，2---进气总管，3---进气控制阀，4---怠速进气通道，5---柔性连接管，6---干净空气管，7---四分之一波长管，8---空气过滤器，9---空气过滤网，10---赫尔姆兹消音器，11---进气管 图1 一个进气系统的示意图。 2。工作原理 空气从进气管口进来，流入到空气滤清器，空气中的灰尘和杂质被过滤网滤掉。干净的空气流入到干净空气管。进气导管上安装著一个或者两个空气质量流传感器(MAFS)，传感器控制进入汽缸的空气量。这个传感器是由发动机电子控制系统来控制，发动机电子控制系统将利用质量空气流传感器的信号来调节空气与燃油的比例，使其达到最佳。空气控制伐控制著进入汽缸的空气流量，从而控制著发动机输出功率大小。当阀门全关闭的时候，怠速控制阀工作，来调节发动机的怠速。 3。进气系统功能： 进气系统有下面几个功能： 1)。调节空气与燃油流量的比值。控制进气量的多少，使得进入发动机汽缸的空气量最佳。调节泄露空气使其再利用，使凸轮轴泄露的气体再进入进气系统。 2)。保护外界杂质和不需要的成分对发动机的损坏。空气过滤器阻止外界杂质进入汽缸，从而防止发动机磨损，这样可以提高发动机的可靠性。排气进口的设计还要保证水和雪不能进入进气系统。 3。测量进气量。在不同的工况下，空气与燃油的比例是不一样的。在干净空气管道上安置著一个空气控制筏。这个控制筏与发动机的电子控制系统(EEC)连接，这样就控制喷入汽缸的燃油量，使进入到发动机的空气量最佳，空气分配合理。

排气系统设计

奇瑞汽车有限公司设计指南 编制： 审核： 批准： 发动机工程研究一院

目录 一、主题与适用范围 1、主题 2、适用范围 二、排气消声系统的总成说明及功用 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 插入损失以及传递函数 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 净化装置 3.6 补偿器 3.6.1 波纹管 3.6.2 球形连接 3.7 橡胶吊环 3.8 隔热部件 3.9 材料选择 3.9.1 排气管、消声器内组件 3.9.2 消声器外壳体 四、排气消声系统的设计开发流程 五、修订说明 六、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，零部件设计以及开发的流程等。 2、适用范围: 本指南适用于奇瑞所有装汽油或柴油发动机的M1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排气噪声； (3)、降低排气污染物CO,HC,NO X等的含量，达到排气净化的作用； 注：在本指南中，我们将只介绍排气管和排气消声装置的详细设计，对排气歧管和排气净化装置的详细设计见其他设计指南。 典型的排气消声系统如图1所示： 图1 三、设计应用