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空气滤清器降噪性能和流场特性的分析与优化
作者:管理员    发布于:2017-07-06 14:11:01    文字:【】【】【

  空气是发动机燃烧中最重要的成分之一,而进气系统的作用就是向发动机提供干燥、洁净的空气。进气系统在提供发动机燃烧空气的同时也会产生噪声。进气噪声作为汽车主要噪声源之一逐渐成为汽车NVH研究的重要对象。

  进气系统噪声可以通过扩张型消声器(如扩张腔)、旁支管消声器(如亥姆霍兹共振腔、1/4波长管)等消声元件进行消声m.空气滤清器作为进气系统中最重要的部件之一,本身就是一个扩张型消声器,其主要功能有两个:过滤空气和消除进气口噪声。其容积与尺寸决定了传递损失和降噪的中心频率。

  某1.5L排量的自然进气汽油发动机,额定进气流量290kg/h,进气系统要求空气滤清器阻空滤器的容积一般要求达到发动机排量的3倍以上,且容积越大降噪效果越好。原设计与该发动机匹配的空气滤清器体积7.3L,进出气口直低频降噪效果较差,要求在满足空滤器阻力要求的前提下提升中低频率的降噪性能。

  1理论分析空气滤清器是典型的扩张形消声器,损失可由下式计算。

  空滤器长度。

  增大扩张比m和增加空滤器长度L可以增加降噪量,但是m增大会造成空气滤清器阻力增加,因此是否增大扩张比需要权衡。

  同时从上可以看出,空滤器的降噪量是随着频率产生周期性的变化,当kL=nn(n=1,2,)时,sin(kL)=0,降噪量为零,此时对应的频率称为通过频率,为/=2.想要提升中低频的降噪频率,则通过频率尽量移向高频或非主要声源处。

  增加空滤器长度L是个可行的办法。

  从上面的分析也可以看出,单个扩张型消声器降噪量计算是正弦函数,必然会有很多个通过频率。为减少这些通过频率的个数,除了上面提到的增加L以外,我们还可以将空滤器与另一个扩张形消声器串联,使得两种消声器的通过频率错开,产生消声性能全频段提升的效果。

  2降噪特性模拟与优化即原空滤器的外型和内部展开示意图。

  从可以看出,原空滤器是典型的下进上改进后空滤器外型与内部展开示意图Fig.2Appearanceandinternalschematic出结构形式,也是一个典型的扩张型消声器。通过上节的理论分析,改进方案具体如下。

  保持原空气滤清器总体积不变,将其改成6L空滤器和1.3L扩张腔串联的结构。宽度不变,高度降低,长度增加。由于增加扩张比并不会改变降噪的中心频率且会增加进气阻力,因此进出气口直径不变。是改进后的空滤器的外型与内部展开示意图。

  下面利用有限元方法对空滤器的降噪特性进行模拟对比分析。

  有限元方法是工程中广泛使用的三维数值方法,已经成功应用于发动机排气消声器声学性能的计算与分析中,sysnoise软件是一种采用有限元方法进行分析计算的分析软件,用于空气滤清器的分析,近年来也逐渐被应用。为改进前后空滤器传递损失对比图。

  通过模拟分析得出的结果可以看出,在50-优化后空滤器如:碟、"口庞剑,谌刚,何华。汽车噪声与振动。北京:北京理工大学出版社,2006.马大猷。噪声与振动控制工程手册。北京:机械工业出版CROCKER.利用有限元方法模拟消声器的传递损失。美国声学协会杂志,1975,57:MLMUNAL.管道声学及消声器在排气系统设计中的应用。纽约:Wiley-interscience,1987.朱廉洁,季振林。汽车空气滤清器声学性能数值计算及分析,噪声与振动控制,2007,4(2):56.张志华(1982-),男,浙江恒勃滤清器有限公司研发工程师。

  (上接第20页)流变减振器的设计提供了理论依据,可得出:要使设计出的减振器性能稳定,首先所选择的磁流变液必须满足性能要求。

  励磁材料选择要合理。励磁磁路采用的软磁材料磁导率要高,要具有较高的饱和磁感应强度,材料的退磁性能要好,损耗要低。

  材料工作点的选择非常重要,若选择不合理,磁路的性能就会无法正常发挥。同时,不同级数的线圈在不同激励的情况下可以产生不同的阻尼力。

脚注信息

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