汽車排氣消聲系統(tǒng)數值仿真與設計研究.pdf

1、排氣系統(tǒng)是汽車的重要組成部分，良好的排氣系統(tǒng)要求具有背壓(或阻力損失)低和消聲量高等特點。本文使用GT—POWER軟件建立了汽油機和排氣消聲系統(tǒng)的仿真模型，進而研究消聲器的聲學特性和排氣系統(tǒng)對發(fā)動機性能的影響。 在室溫無流和高溫有流兩種情況下，計算了兩種抗性消聲器的傳遞損失。通過將計算結果和實驗測量結果進行比較，考查了GT-POWER軟件計算消聲器聲學性能的準確性和適用性。在平面波范圍內，GT-POWER軟件能夠準確地預測消聲器

2、的傳遞損失；但在頻率極低時，由于該軟件的計算方法存在缺陷，使得計算結果失真；而在接近于截止頻率的高頻范圍內，只能預測出傳遞損失的大致變化趨勢。氣流速度和溫度對消聲器的聲學性能有很大影響。隨著氣流速度的增加，消聲器的傳遞損失曲線向低頻方向移動。隨著介質溫度的升高，消聲器的傳遞損失曲線向高頻方向移動。之后，還計算了三元催化轉化器的傳遞損失，并將GT—POWER軟件計算結果和頻域法計算結果、實驗測量結果進行比較。由對比分析可知GT—POWER

3、軟件計算值存在一定的誤差，這主要是由于實際載體毛細管的形狀和軟件默認的形狀不一致，以及軟件計算細管聲阻抗的公式存在缺陷造成的。 在室溫和高溫兩種工況下，使用GT-POWER軟件計算了上述兩種抗性消聲器的阻力損失，并將預測結果和FLUENT軟件的計算結果進行比較，詳細分析了GT-POWER軟件計算結果中誤差產生的原因，并給出了相應的修正方法。氣流流速和溫度對消聲器的阻力損失有很大影響。隨著氣流速度的增加，消聲器的壓力損失迅速增大，

4、與速度的平方成正比。隨著氣流溫度的升高，消聲器的壓力損失迅速降低，壓力損失曲線仍然呈二次曲線型。而后，對三元催化轉化器在室溫和高溫兩種工況下的阻力損失進行了計算。結果表明，室溫時三元催化轉化器的壓力損失主要由載體壓力損失和局部阻力損失組成，高溫時三元催化轉化器的壓力損失主要是載體壓力損失。 在此基礎上，使用前面分析的三元催化轉化器和兩種抗性消聲器組建了排氣系統(tǒng)，并與發(fā)動機模型耦合計算了消聲器和組合結構的插入損失，以及消聲器和組合