1、 毕业设计开题报告 学学 生生 姓姓 名：名： 学学 号：号： 学学 院 ：院 ： 机电工程学院 专专 业 ：业 ： 装甲车辆工程专业 设计设计(论文论文)题题 目目： *发动机消音器设计 指 导 教 师指 导 教 师 : 年 月 日 毕毕 业业 设设 计计 开开 题题 报报 告告 1选题依据： 1.1 选题背景与意义 发动机排气噪声是整车最主要的噪声源，消声器作为控制排气噪声的有效工具，成 为排气噪声控制工程的研究核心。排气消声器是一种阻碍声传播而允许气流通过的装 置，由于排气噪声包含的频段宽，组成复杂，为了达到各频段的消声目的，要求消声器 采用多腔结构，而复杂的多腔结构会产生高的排气阻力，
2、增大了压力损失，从而直接影 响发动机的功率和燃油经济性，同时，排气系统的设计还受底盘空间和成本等因素的制 约，探索低成本、高性能的排气消声器设计方法，寻找声学性能和空气动力性能的平衡 点，是汽车噪声控制的必经之路。 现阶段，汽车排气消声器的研究具有重大意义。第一，传统的正交设计和试验设计 滞后于汽车产品的开发，面对日益激烈的市场竞争，需要不断加强自主研发力度，实现 经济效益和社会效益；第二，噪声污染问题影响人的身理健康，在汽车保有量快速增长 的同时，社会责任及噪声法规对排气消声器的降噪要求进一步提高，消声量的提高往往 建立在牺牲排气阻力的基础上，通气不畅直接影响发动机的动力性和燃油经济性能，这
3、 与当代节能减排的大环境不相符合， 近些日子的关注点雾霾也与汽车发动机燃烧效率低 下息息相关， 如何在保证消声器声学性能的同时确保排气阻力处于接受范围内是一个值 得进一步探讨的课题； 第三， 进入二十世纪八十年代后， 人们除了关注汽车噪声的大小， 还对汽车噪声的声品质提出了新的要求， 比如要求跑车声音节奏感强， 听起来动力十足， 而对轿车的噪声则要求和谐悦耳，同时声音随转速上升而线性增加。无论是环境、社会 还是经济的发展，都对汽车排气消声器提高了越来越高的要求，探索高效、合理的消声 器设计流程，开发出具有良好消声性能和空气动力性能的排气消声器，具有重要的学术 价值和工程应用价值。 1.2 文献
4、综述 1.2.1 国外消声器研究现状 国外在 90 多年前，就有人开始分析研究消声器。Stewart 在 1922 年利用声滤波器 理论设计了一款抗性消声器。接下来的几十年里得到了进一步的发展，为后来的消声器 发展奠定了基础。Davis 的关于平面波理论的论文不考虑流体流动的影响，能够比较准 确的计算出结构简单、 频率较低的消声器的声学特性。 Fukuda 在 20 世纪 70 年代引入了 等效电路传递矩阵。把声学研究理论同电路中的电压和电阻联系起来。这种方法可以计 算结构比较复杂的消声器。计算消声器的传递损失时，把一个复杂的消声器分割成几个 部分，依次计算每个简单的消声器。在上述研究成果的支
5、持下，消声器技术的发展得到 了进一步加强。Sullivan探讨了气流均匀流动时的声传递矩阵法。Crocker 等人提出了只 考虑气流的影响，忽略温度影响的声波传播理论。Panicker 对膨胀腔消声器的声学特性 做了研究。El-Sharkawy 等人以膨胀腔二维分析理论为基础，研究了膨胀腔中的圆形管 道的声传播。Prasad 等人在 20 世纪 80 年代，对消声器的声学性能进行了模拟，并对气 流均匀和温度线性变化的直管的四极子参数做了推导。模拟结果与实验数据基本相符。 Ih等对声压模型进行研究，给出了傅立叶级数形式的表达式。里约热内卢天主教大学的 Renato Barbieri 和 Nils
6、on Barbieri 等使用有限元和可行方向法对消声器模型做出改进。 E.Dokumaci 对水平放置的带孔消声器使用一种子系统的方法进行模块化分析。T.W.Wu 等人以有限元法为依据研究消声模型。 瑞典皇家理工学院的 M.Abom 用四端子网络法研 究了简化膨胀腔结构的消声器。F.D.Denia 等人在消声器的结构上做了变动，增加带孔 结构。布鲁内尔大学的 R.Kirby 研究分析了相应消声器材料问题。俄亥俄州立大学哥伦 布分校的 A.Selamet 等研究分析了，进出口的内插管结构对扩张室结构消声器的影响。 俄亥俄州立大学哥伦布分校的 M.B.Xu等研究分析了简单膨胀腔结构的消声器，并在消 声器上安装了吸声装置。 1.2.1 国内消声器研究现状 我国对消声器的研究较晚， 1970 年开始才有相应研究。 国内学者在多方面对消声器 的结构和材料做了分析研究，比如同轴穿孔管的声学特性等，并推导出了相应的精确计 算公式。马强等人采用双负载法，对消声器性能进行了分析。推导出了四极子参数，运 用于发动机排气系统。并以边界元法为理论基础，模拟了其四极子特性。黄其柏等采用
