在应对大型车排放噪声法规的过程中,明确各个噪声源的贡献量是十分重要的,而其中的排气噪声则是关键。为了降低排气噪声,各个汽车制造厂,包括排气系统零部件供应商,都在尽全力开展着各种研究,此处介绍一下这方面的成果。首先,为了明确排气噪声的发生原理,作为激励源的发动机振动和气流冲击对放射噪声和对气流噪声的影响程度,以及排气噪声的各个部位的贡献量加以详细调查。
图19-48 试验用排气系统
试验时使用的是一辆搭载V8发动机的大型车。为了分析贡献量,对排气噪声的激励源进行分离,对排气系统的各个部位发出的噪声加以调查。试验用的排气系统如图19-48所示。图19-49为贡献量的分析结果。在本案例中,可以知道作为激励源,发动机的贡献最大,作为排气系统噪声则放射噪声的贡献量最大。
作为排气系统噪声的解决方案,讨论一下排气系统的放射噪声和消音器的气流噪声。
1.排气管放射噪声
开展排气管的设计方案选择试验,对排气管直径、长度、排气管板厚的影响、排气管防振以及遮音材料的插入效果进行了调查。降低排气噪声最有效果的解决方案,是在排气管前端插入柔性管。该方案的放射噪声、声学灵敏度的测试结果如图19-50所示。基于该种改进方案,放射噪声的声学灵敏度降低了约7dB(A),降噪效果最好的频率范围是800Hz以上。
图19-49 贡献量分析结果
图19-50 放射噪声的灵敏度
2.消音器设计
表19-3中列出了27种供试验用的消音器样件,对放射噪声及气流噪声的效果进行了调查。
表19-3 试验用消音器(www.xing528.com)
(续)
图19-51为调查结果。效果最好的方案是侧板设计成球面形状,在空腔内部布置1~3块隔板。图19-52为效果最好的消音器构造图。
将以上讨论的结果贯彻到设计方案中,通过样件制造及实车试验后的统计结果见表19-4。
关于大型货车的排气系统,掌握噪声的发生原理和各声源的贡献量,以排气管和消音器对策为主,并试制样件后通过实车试验,达到了车外通过噪声不高于83dB(A)的排放法规要求。本文中未提及的实际上的重量增加、成本增加、零部件的使用可靠性等方面性能要求,在采取噪声对策时也要一并考虑。
图19-51 放射噪声和气流噪声
表19-4 排气系统降噪案例
图19-52 试制消音器
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