汽车的声音特性是汽车质量、形象和品牌个性的体现,是直观反映汽车产品品质以及影响顾客购买心理的重要指标。不同类型的汽车因其使用需求的不同对其声音品质特性的要求也有较大差异,因此需根据汽车功能、风格的不同以及车况和行驶条件的差异实施相应的、有针对性的声音设计。在满足不同客户针对不同声音要求的前提下,生成具有自身音质特性的汽车,是汽车振动、噪声、舒适性(NVH)性能研究的主要发展方向。排气噪声是汽车噪声的主要噪声源之一,其声音设计也是汽车声音设计的重要工作。本文以汽车尾管排气噪声为研究对象,旨在通过建模、仿真和实验等手段,达到实现运动感声品质的设计目标。本文围绕运动感排气噪声品质阶次目标确定、排气系统结构参数与声学性能关联性研究和基于结构设计的运动感排气噪声品质实现等方面进行研究,提出了一种基于阶次分析的汽车尾管排气噪声品质设计方法。论文提出了一种排气噪声运动感声品质的阶次噪声控制目标。通过对研究车型原方案进行的排气噪声客观试验测试和主观评价试验,分析了原车排气噪声特性;利用自主开发的排气噪声阶次调制软件对原方案急加速工况下的排气噪声进行阶次声压级调整和阶次合成,形成了约600种声音样本;通过声音样本库的主观评价试验,确定了满足运动感声品质的声音样本,并分析其阶次分布情况,最终获得排气噪声运动感声品质的阶次目标值范围。通过选取4款分别具有典型运动感声品质和无运动感声品质的乘用车对该阶次目标进行试验验证,主观评价结果证明了该阶次目标的有效性。依据此阶次目标,能准确并直观地从客观测试结果上判断某声音是否具有运动感声品质,并能有效地确定引起不满足运动感声品质的主要转速及特征频率,为后文进行排气系统结构改进设计提供准确的方向指导。明确了抗性消声器结构参数与声学性能关联性和规律性。论文基于三维有限元声学理论分析了封闭式抗性消声器腔体结构的声模态和传声损失的数值计算方法;开发了抗性消声器结构声学性能研究方案,分别使用Virtual.lab和GT-Power软件,并对制定的研究方案的声模态和传声损失进行仿真分析,通过规律性研究,获得了抗性消声器结构参数与声学性能之间的关联性,以及声模态频率和振型与传声损失之间的关联性。该结论阐明了抗性消声器的结构参数在不同频率和声模态振型上的声学性能,为声品质的设计提供理论依据。建立了基于消声器结构设计获得排气噪声运动感声品质的方法。通过建立一维的发动机工作过程模型和排气噪声耦合分析模型,获得了预测排气噪声阶次分析模型;根据确定的排气噪声运动感声品质阶次目标,依据消声器结构参数与声学性能关联性结论,结合正交试验方法及结构参数灵敏度分析,确定了了对排气阶次噪声影响程度最大的消声器结构参数,通过合理的参数设计,来获得满足运动感排气噪声阶次目标的设计方案。在整车NVH半消声室内进行的实车急加速排气噪声测试试验和现场主观评价试验,验证了所设计的排气消声器能够获得期望的运动感声品质,证明了设计方案的有效性。