汽车排气消声器性能分析及改进

往难 以达到 预 期 的消声 效 果 ］。此 外 ，当消声 结构 的 声学性 能不 达标 时 ，后续 的结 构参 数优化 设计 往 往针 对某 个特 定工况 基 于控制 变量 法单 独进 行 ，未 能 兼顾 各个 参数共 同耦 合作 用 时产生 的影 响 ，即很 少 进行 多工 况 、多参 数 、多 目标 同时最优 的优 化设 计 。ＧＴ－Ｐｏｗｅｒ作 为商 业 化 的发动 机 工作 过程 虚 拟 仿 真软 件 ，能将 排气 消声 器与 发动机 工作 过程 耦合 起 来进 行分 析研 究 ，并为 消声 器 多工况 、 多参 数 、 多 目标优化 设计 提供 有利 条件 ］。
文章编号 ：１０００—３６３０（２０１８）一０３—０２７２—０５
ＤｏＩ编 码 ：１０．１６３００￣．ｃｎｋｉ．１０００—３６３０．２０１８．０３．０１４
Ｐｅｒｆｏｒｍ ａｎｃｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ａｎｄ ｉｍ ｐｒｏｖｅｍ ｅｎｔ ｏｆ ａｕｔｏｍ ｏｔｉｖｅ ｅｘｈａｕｓｔ ｍ ｕｆｌ ｅｒ
第 ３７卷 第 ３期 ２０１８年 ６月
声 学 技 术
Ｔｅｃｈｎｉｃａ１ Ａｃｏｕｓｔｉｃｓ
Ｖ Ｏ１．３７，Ｎ Ｏ．３ Ｊｕｎ．．２０１８
汽车排气消声器性能分析及 改进
赵 东 ，高小新 ，杨 亮 ，褚 志刚 ，郑 飞
（１ 重 庆大 学汽 车工程 学 院，重庆 ４０００４４：２．中 闰航发 湖南 动力机 械研 究所 ，湖 南株 洲 ４１２０００ ３．长 安汽 车５２程研 究院 ，重 庆 ４０００４４）
ｎｕｍｅｒｉｃａｌｌｙ．Ｔｈｅ ｉｎｓｅｒｔｉｏｎ ｌｏｓｓ ａｎｄ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｌｏｓｓ ａｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄ ａｔ ａｎ ｅｎｇｉｎｅ ｓｐｅｅｄ ｒａｎｇｅ ｂｅｔ ｗ ｅｅｎ １ ０００ ａｎｄ ２ ５００ ｒｐｍ． Ａｃｃｏｒｄｉ ｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｒｅｓｕｌｔｓ，ａ－ｍｕｌｔｉ．ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ，ｍｕｌｔｉ．ｐａｒａｍｅｔｅｒ ａｎｄ ｍｕｌｔｉ—ｏｂｊｅｃｔｉｖｅ ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｉｓ ｃｏｎｄｕｃｔｅｄ ｔＯ ｔｈｅ ｍｕｆｆｌｅｒ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ＤＯＥ（Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ）ｍｅｔｈｏｄ．Ｔｈｅ ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｒｅｓｕｌｔｓ ｉｎｄｉｃａｔｅ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｉｎ—
０ 引 言
排 气噪 声是 主要 的汽 车噪声 之一 ，消 声器 作为 控 制汽 车排 气噪 声 的关键 部件 ，其 消声性 能和 压力 损 失对 汽车 的噪 声水平 、动力 性能 和经济 性具 有显 著 影 响 。消声 器传 统设计 中往往 以传 递损 失和 压力 损 失作 为评 价参 数对 其进 行静态 设计＿ｌ。］。虽然该 方 法在 一定 程度 上能 获得消 声器 的声 学性 能情 况 ，但 难 以考虑 发动机 对 消声器 性 能的耦 合影 响 ，因此 往
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａ ｉｍ ｉｎｇ ａｔ ｔｈｅ ｐｒｏｂｌｅｍ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｉｎｓｅｒｔｉｏｎ ｌｏｓｓ ｏｆ ａｎ ａｕｔｏｍ ｏｂｉｌｅ ｅｘｈａｕｓｔ ｍｕｆｔ ｉｅｒ ｈａｓ ｎｏｔ ｂｅｅｎ ｕｐ ｔＯ ｓｔａｎｄａｒｄ，ａ ｃｏｕｐｌｉｎｇ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｍ ｏｄｅｌ ｏｆ ｃｏｕｐｌｉｎｇ ｂｅｔｗｅｅｎ ｔｈｅ ｅｎｇｉｎｅ ａｎｄ ｔｈｅ ｉｎｔａｋｅ ａｎｄ ｅｘｈａｕｓｔ ｓｙｓｔｅｍ ｉｓ ｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ ｂｙ ＧＴ Ｐｏｗｅｒ ｓｏｆｔｗａｒｅ．Ｔｈｅ ａｃｏｕｓｔｉｃ ｐｅｒｆｏｒｍ ａｎｃｅ ａｎｄ ａｅｒｏｄｙｎａｍ ｉｃ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ ｔｈｅ ｅｘｈａｕｓｔ ｍｕｆ ｉ ｅｒ ａｒｅ ｃａｌｃｕｌａｔｅｄ
收稿 日期 ：２０１７－０７．１０；修 回 日期：２０１７．０８．３０ 基 金项 目：重 庆市 重人应 用开 发 计划项 口（ｃｓｔｃ２０１５ｙｙｋｆｃ６０００３）、汽 车噪
声振 动和 安全 技术 国家重 点实 验室 开放 基金 资助项 日 ｒＮＶＨＳＫＬ ２０１５０４）。 作 者简介 ：赵 ￣（１９９３一），女，湖北洪 湖 人，硕 Ｉ 研 究 ｉ，研 究 方向为 车 辆进 排气 系统 噪声控 制 。 通 讯作者 ：褚 志刚 ，Ｅ．ｍａｉｌ：ｚｇｃｈｕ＠ｃｑｕ ｅｄｕ．ｃｎ
ｓｅｒｔｉｏｎ ｌｏｓｓ ｏｆ ｔｈｅ ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ ｍｕｆ ｌ ｅｒ ｉｓ ｏｂｖｉｏｕｓｌｙ ｐｒｏｍ ｏｔｅｄ，ｔｈｅ ａｅｒｏｄｙｎａｍｉｃ ｐｅｒｆｏｒｍ ａｎｃｅ ｉｓ ｓａｒｉｓｆａｃｔｏｒｙ，ａｎｄ ｉｔｓ ｃｏｍ ｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｉｓ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ ｉｍ ｐｒｏｖｅｄ． ＫｅＹ ｗｏｒｄｓ：ｍ ｕｆｔｉｅｒ；ｉｎｓｅｒｔｉｏｎ ｌＯＳＳ；ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｌｏｓｓ
摘要 ：针对某汽车排气消声器插入损失不达标的 问题，利用 ＧＴ－Ｐｏｗｅｒ软件建立 了发动机与进排气 系统耦合的仿真模
型 ，对排气消声器 的声学性能和空气动力性能进行数值计算ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ分析 了发动机转速 １ ０００￣２ ５００（ｒ－ｍｉｎ。）范 内的插入
损 失 和 压 力 损 失 。根 据 分 析 结 果 ，基 于 试验 设计 ｆＤｅｓｉｇｎ ｏｆ Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ，ＤＯＥ）方 法 ，对 消 声 器 结 构 进 行 多Ｔ 况 、 多
参 数 、 多 目标 优 化 。优 化 结 果 表 明 ，改 进 后 的 消 声 器 的 插 入 损 失 有 了 明显 提 升 ， 空 气 动 力 性 能 良好 ， 其 综 合性 能 得
到 显 著 提 升 。
关键 词 ： 消声 器 ；插 入 损 失 ；压 力 损 失
中图分类号 ：ＴＢ５３５
文献标识码 ：Ａ
ＺＨＡＯ Ｄ ｏｎｇ ，ＧＡＯ Ｘｉａｏ－ｘｉｎ ，ＹＡＮ Ｇ Ｌｉａｎｇ ，ＣＨＵ Ｚｈｉ—ｇａｎｇ ，ＺＨ ＥＮ Ｇ Ｆｅｉ （１．ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＡｕｔｏｍｏｔｉｖｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＣｈｏｎｇｑｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ４０００４４，Ｃｈｉｎａ；
２．ＡＥ ＣＣ Ｈ ｕｎａｎ ａｖｉａｔｉｏｎｐｏｗｅｒｐｌａｎｔ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｚｈｕｚｈｏｕ ４１２０００，Ｈ ｕｎａｎ，Ｃｈｉｎａ； ３．Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ Ｃｈａｎｇ＇ａｎＡｕｔｏｍｏｂｉｌｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ４０００４４，Ｃｈｉｎａ）