消音器研究報告

消音器研究報告消聲器分類和指標按消聲器和主機配套使用情況，消聲器分為四類:A——適用于便攜式機械用汽油機；b——適用于一般機械用汽油機；C——適用于要求低噪聲機械用汽油機；D——適用于摩托車用汽油機。消聲器類別插入損失DdB(A)功率損失比r%A>10<5%B>15<5%C>20<5%D>25<5%

r消聲器容積的初步設(shè)計消聲器容積與排氣系統(tǒng)插入損失之間的關(guān)系通常講，消聲器容積越大,消聲效果越好。排氣噪聲的大小很大程度上取決于消聲器容積。要達到理想的消聲效果，消聲器容積至少要是發(fā)動機氣缸體積的10倍至20倍，前置消聲器容積達到發(fā)動機氣缸體積的兩倍以上。消聲器容積與排氣系統(tǒng)插入損失之間的關(guān)系消聲器容積=前置消聲器容積+后置消聲器容積

消音器容積計算公式消聲器容積。e= (3)式中C——經(jīng)瞼常數(shù)，根據(jù)褶聲器所要達到的指標而定：A類消聲器而定：A類消聲器B類消聲器C類消聲器D類消聲器消聲量＞10k1B(A)消聲量＞15dB(A)消聲量A20dB(A)消聲量＞25dB(A)C=A3,C=4^5,C=A8、C=10^13; 氣缸修正值，A產(chǎn)z 氣缸修正值，A產(chǎn)z 氣缸數(shù)：.K.——內(nèi)燃機?中程數(shù)修正系數(shù).四沖程衣k1,二沖程Ml2;K.——消聲器應(yīng)用于不同類理內(nèi)燃機的修正系數(shù)、非增壓柴油機，K°=1,非增壓汽油機、=Q98.增壓內(nèi)燃機.衣尸增壓比：Ka——內(nèi)燃機轉(zhuǎn)速修正系數(shù),KLQ7+10-4Wb(7?b為標定轉(zhuǎn)速)；K￡——內(nèi)燃機壓縮比修正系數(shù).汽油機Kc=十￡柴油機K.土￡(€為壓縮比);。 JLT八——內(nèi)燃機排量工。消音器容積計算比較容積RobinGX35實測165190理論計算容積RobinGX35實測165190理論計算165197.5Kt系數(shù)2.53由于消音器設(shè)計結(jié)構(gòu)的差別，選擇的消音氣容積可偏離計算值土20%Robin的理論計算容積范圍為：132-197.7mlGX35的理論計算容積范圍為：140.87-197.5mlET37V的理論計算容積范圍為：139.1-208.6ml消聲器長徑比設(shè)計當消聲器容積保持不變時，只改變其內(nèi)徑與長度，L/D越小，空腔越扁，截面積的擴張比m越大，最大衰減量也隨之增大，但消聲頻率范圍變得很窄。經(jīng)驗推薦值： 3<L/D<4機型RobinGX35消音器長徑比2.22.2消音器縱橫比計算公式消聲翻橫岫定義為消聲器長虹服聲器等效直徑為之比,最佳縱橫晌技表3㈱。

表3解器麴ABCD縱橫比（他）3-55-10超型消聲牌等效直皚限⑸睛;。書 ⑸軸$—淅愁根截而機汽車消音器設(shè)計中縱橫比（L/Do）一般為1-5

消音器縱橫比計算比較縱橫比Robin縱橫比RobinGX35L/Do1.21.03理論值1.5-5消音器縱橫比過大，其聲學(xué)性能更接近于擴張室消音器,但它的擴張比較小，消聲值較低；縱橫比過小，其聲學(xué)性更接近于容積式共振消聲器，有效消聲頻率過窄。因此，消音器縱橫比要選擇合適。消音器擴張比擴張比：M=Si/S2Si為消音器和截面積；S2為消音器進氣口截面積;M擴張比一般取12?15。機型RobinGX35腔體容積比5253「消音器擴張比擴張比對傳遞損失的影響35擴張器長度對傳遞損失的影響消音器腔數(shù)定義小型汽油機消聲氣一般都采用多節(jié)擴張室消聲器的組合。選擇的腔數(shù)要根據(jù)所要求的插入損失和功率損失而定，腔數(shù)過少，插入損失較低，腔數(shù)過多，插入損失不一定有明顯提高，而功率損失卻可能增加。腔數(shù)選擇要合適，不同類型的消聲器參照下表消音器類別ABCD腔數(shù)2-33-4243-6類別RobinGX35我們的汽油機為A型，考慮到成本等因素，后期ET37V消音器腔數(shù)定義為兩腔。腔數(shù)22

各腔體的容積設(shè)計腔數(shù)確定之后，各腔容積分配比例也是十分重要的，為保證消聲器在較寬頻帶具有消聲效果，各腔尺寸應(yīng)選擇不同。試驗證明，第一腔采用最大容積，有利于減少氣流脈動及背壓，在一定程度上，可以改進消聲效果，減少功窣損失。第一腔長度L腔數(shù)確定之后，各腔容積分配比例也是十分重要的，為保證消聲器在較寬頻帶具有消聲效果，各腔尺寸應(yīng)選擇不同。試驗證明，第一腔采用最大容積，有利于減少氣流脈動及背壓，在一定程度上，可以改進消聲效果，減少功窣損失。第一腔長度L1的確定十分重要，它承擔(dān)著消聲器的主要消聲性能和緩沖高溫高速脈動氣流的任務(wù)。一般,第一腔的容積不應(yīng)小于內(nèi)燃機排量Vh的1?3倍消音器類別ABCD腔數(shù)2-33-4243-6機型RobinGX35腔體容積比0.830.9消音器內(nèi)的氣流速度■消聲器內(nèi)的平均氣流速度要求:消聲器類別流速上限值m/s抗性消聲器50阻抗式消聲器40氣流再生噪聲是指高速氣流撞擊消聲器部件時,振動噪聲和氣流運動形成的湍流所產(chǎn)生的噪聲。氣流速度的大小，決定了氣流再生噪聲的大小。因此,控制消聲器中氣流速度是消聲器設(shè)計中的一個十分重要的問題。而控制氣流再生噪聲的主要措施是：按照聲源特性和消聲器的消聲值確定合適的流速。在一定的氣流速度下,選擇合適的消聲結(jié)構(gòu),盡量降低氣流的再生噪聲。一般,消聲器前插入管的氣流速度可取v=60~90m.s;消聲器內(nèi)部的氣流速度應(yīng)控制在40?60m.

孔板、內(nèi)插管參數(shù)的選擇1消聲器內(nèi)各腔的長度確定之后腔與腔之間可用管子或開小孔連通只要流通面積一定本質(zhì)上無多大差別。黑嘉翦整藕翳避拜郡邪暮蹩益矗跳脈動氣流越不能在消聲器中得到充分膨脹排氣仍以脈動形式從排氣管中排出出入口處排氣產(chǎn)生的渦流越強因而在某些頻率形成再生噪窣淄艘■鬻激翻瞧纏雋翹髓耨雌1脈動氣流越不能在消聲器中得到充分膨脹排氣仍以脈動形式從排氣管中排出出入口處排氣產(chǎn)生的渦流越強因而在某些頻率形成再生噪窣淄艘■鬻激翻瞧纏雋翹髓耨雌1髓用多孔連通時優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單只需在隔板上沖出幾個小孔即可。但空腔不能被充分地隔開不能充分發(fā)揮多腔的作用還殘留著單個空腔的性能腔整個長度部分在500?600Hz范圍內(nèi)產(chǎn)生峰值，并使鬲頻的消聲效果差。若保持排氣孔的總面積恒定不變，開一個孔、二個孑I三個孔或三個以上的孔相比較，因膨脹比m一定，所以消聲效果相差不多。但因孔徑越小,越能增加其聲能損失，從而減少了高頻成分，聽起來感覺柔和些。孔板、內(nèi)插管參數(shù)的選擇2穿孔板的穿孔面積和內(nèi)插管截面積，一般應(yīng)接近消聲器進氣口截面積，隨著腔數(shù)增加，后面各腔的流通面積可逐步減少，但不得低于消聲器的出口截面積。采用小孔徑，穿孔數(shù)量多的穿孔板、管可利于降低低頻聲，但考慮到制造工藝和防止孔被積炭堵塞，一般孔徑選取5~8mm范圍。當孔徑小到一定值（達到mm級），實驗表明，當孔徑＜4mm時具有移頻作用，噴注噪聲將移到人耳不敏感的頻率范圍（聽覺最敏感的區(qū)域250?5000赫茲）；根據(jù)這一機理將一個大的噴口改為許多小孔來代替,便能達到降低可聽聲的目的。從實用角度考慮，孔徑不能選得過小，因為過小的孔徑不僅難于加工，同時易于堵塞，影響排汽。一般選用直徑1~3mm的小孔為宜。

孔板、內(nèi)插管參數(shù)比較級數(shù)單位IHIII進口壓力Kg/cm240188.1通流面積Scm27.651737.8比容cm3/Kg0.07400.15260.3179壓降比q0.450.45孔徑dmm643孔數(shù)npcs27135535消聲材料的選擇在空腔內(nèi)部，一般要發(fā)生許多共振，因而在高頻區(qū)域要產(chǎn)生較多的通過頻率，消聲效果也就變得復(fù)雜起來。如果消聲器內(nèi)壁面具有吸聲性能，則空腔內(nèi)部面積或吸聲系數(shù)越大就越能提高通過頻率及高頻聲的吸聲效果。因而內(nèi)腔襯以吸聲材料時消聲性能加強聲音也較柔和。一般用于內(nèi)燃機排氣消聲器內(nèi)壁面的多孔吸聲材料主要是玻璃棉，它不會產(chǎn)生有害物質(zhì)，也不會燃燒腐爛化學(xué)穩(wěn)定性好基本上無老化現(xiàn)象,吸聲系數(shù)高，而且加工方便。護面層一般可選用玻璃纖維布外罩開孔率P>20%的穿孔金屬板。殼體和材料結(jié)構(gòu)■消聲器殼體結(jié)構(gòu)的聲輻射是消聲器的傳聲途徑之一，對于要求不同插入損失的消聲器，必須選擇匹配的殼體結(jié)構(gòu)?！鲈黾託んw傳聲損失的方法，建議如下：方法減少外殼聲輻射效果增加殼體厚度「4dB雙層殼體結(jié)構(gòu)5?9dB雙層復(fù)合阻尼殼體結(jié)構(gòu)8?18dB在消聲器中如采用阻性吸聲材料，材料要能經(jīng)受400~50(TC以上局溫。消聲器殼體需作防腐蝕處理，如采用耐高溫漆、鍍銘、搪瓷或噴鋁等，若需要也可采用鍍鋁鋼板等耐腐蝕材料。消聲器綜合評價指數(shù)可見，消聲器的綜合指標，用ZR來表示，至少應(yīng)為如下多參數(shù)函數(shù)ZR=f（IL,V,Pa,G,）其中：IL—插入損失（dBA）；V—消聲器的有效容積（消聲器本體的聲通流空間，升，L）Pa一消聲器的背壓阻力（千帕）G—消聲器的有效重量（消聲器本體裝車狀態(tài)的重量。公斤kg）

排氣消聲器聲學(xué)性能的評價模型 I為此，提出如下綜合評價指標，并分解成一組單參數(shù)指標。消聲器綜合評價指數(shù):ZR=ZR=—^*100

VPGdBA比容消聲量=2單位容積的消聲量比壓消聲量:ZR":付出千帕背壓獲得的消聲量比重銷售量：Z4="單位耗材獲得的消聲量消聲量可以是插入損失IL,也可以用傳輸損失TL

消聲器綜