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消声器主要用来消除汽车排气噪声,但是消声装置的添加,势必会对发动机的性能产生影响,为使消声装置与发动机达到最佳耦合状态,有必要对消声器的声学性能以及与发动机的设计匹配进行研究。本文对某型柴油机的消声装置优化改进,在保证动力性能的同时,提高消声装置的声学性能。使用GT-Power软件搭建柴油机模型,并对模型进行仿真验证,将仿真得到发动机外特性数值结果与台架试验结果进行对比,误差在5%以内,证明所建立的发动机模型是正确的,建立发动机与消声器的耦合仿真模型,计算了消声器的声学性能,柴油机转速为2000/min时,消声器的消声器量在20dB(A),需要对消声器的声学性能改进。由于消声器内存在三维流动,当产生涡流及回流噪声时,声波在传播过程中会产生高次谐波,故声场方面,本文同时使用三维声学仿真软件Virtual.Lab对消声器的高频声学性能进行仿真。使用Virtual.Lab通过仿真计算得到消声器的传递损失曲线和声压分布云图,由消声器的声压分布云图知,穿孔管及穿孔板处声压变化比较大,是产生涡流及回流噪声的主要原因。流场方面,采用计算流体力学(CFD)软件Fluent对动力性能进行仿真。在Fluent中,本文对10m/s、30m/s、60m/s这几种流速下消声器的内部流场进行仿真,绘制了压力损失曲线,并得到压力分布云图、湍动能和速度流线图,对结果进行分析。综合考虑发动机消声器对动力性能的影响和安装可行性的因素下,通过对扩张比的仿真分析,确定改进后消声器传动比为24。通过对扩张腔个数的仿真分析,可以看出扩张腔个数为两个时,对于中频噪声消声效果较好。通过对扩张腔长度的仿真分析,研究发现在两扩张腔长度为150mm、100mm时,改进后消声量最大。通过对内插管长度的仿真分析,当进、排气内插管长度均为25mm时,消声量最大。最终,优化后消声器在260-690Hz范围内,消声量平均提高了7dB,910-1000Hz范围内传递损失平均提高了6.4dB,效果明显。通过对内部声压分布云图可以看出,优化后消声器声压相对较小,声学性能得到了提高。通过对流场分析可以看出,优化后消声器声压力损失最大降低了3kPa,提高了发动机的动力性能。本文通过CAE仿真的方法,分析柴油机的排气参数对消声器消声性能的影响,并对该消声装置进行优化改进,提出新的结构设计方案。经过仿真验证,在保证柴油机动力性能的基础上,优化后消声装置的消声性能得到提高。