汽车进气系统振动与噪声分析

CERI

汽车进气系统振动和噪声分析

CERI 1管道声波传播及驻波1.1管道声波传播在汽车进排气管道所考虑的频率范围内，在汽车进排气管道所考虑的频率范围内，声波的波长远远大于这些管道的直径，因此在管道中，声波被认为以平面波的大于这些管道的直径，因此在管道中，形式传播。声波在管道中传播，当到达管道顶端的时候，形式传播。声波在管道中传播，当到达管道顶端的时候，一部分声波会透过管道继续传播，而另一部分声波则被反射回去，分声波会透过管道继续传播，而另一部分声波则被反射回去，形成反射波。如图1.1所示。 1.1所示形成反射波。如图1.1所示。

入射声波

反射声波

图1.1

管道中的声波

CERI 1管道声波传播及驻波1.2驻波声波在管道中传播时，声压是时间和空间的函数， 1.2表示声波在管道中传播时，声压是时间和空间的函数，图1.2表示声波幅值在不同位置随时间变化的图。图中有些点的声压始终声波幅值在不同位置随时间变化的图。是零，这些点被称为节点。是零，这些点被称为节点。而那些声压幅值最大的点则被称为反节点反节点。反节点。节点

图1.2管道中的驻波图驻波是由频率相同的向右传播的入射波和向左传播的反射波迭加而成。驻波并不是运动的波，而是静止的，这是“加而成。驻波并不是运动的波，而是静止的，这是“驻”波名称的由来。驻波表示管道中的声音的模态。称的由来。驻波表示管道中的声音的模态。对於长度一定的管道来说，由於有许多频率的波，因此也就有很多驻波。道来说，由於有许多频率的波，因此也就有很多驻波。

CERI 2开口封闭管道介绍开口-封闭管道介绍图2.1表示管道尾端封闭状况。声音在管道里向右传播，当 2.1表示管道尾端封闭状况。声音在管道里向右传播，表示管道尾端封闭状况声波碰到刚性的封闭端时，声波被全部反弹回来，声波碰到刚性的封闭端时，声波被全部反弹回来，再向左管口封闭传播。传播。x=0 L x=L

开口图2.1开口-封闭管道它的固有频率为：它的固有频率为：

当n=1,2,3,...,时，分别对应著管道第一阶、第二 n=1, ...,分别对应著管道第一阶、第三阶，...,等阶次频率。 2.2是管道声波的第一阶阶、第三阶，...,等阶次频率。图2.2是管道声波的第一阶和第二阶模态。一阶声波在封闭端时，声压达大最大值，和第二阶模态。一阶声波在封闭端时，声压达大最大值，然后发射到入口处，使得入口端的声压为零，后发射到入口处，使得入口端的声压为零，即在开口端形成驻波节点。四分之一波长管就是应用这个

原理来工作的。驻波节点。四分之一波长管就是应用这个原理来工作的。

( 2 n 1) c f= 4L

(2.1) 2.1)

CERI 2开口封闭管道介绍开口-封闭管道介绍P

P x=0 x=L

x=0A

x=L

B

图2.2管道声波的第一阶模态(A)和第二阶模态(B)管道声波的第一阶模态(A)和第二阶模态(和第二阶模态公式(2.1)可以转变为管道长度与波长的关系，表达如下：公式(2.1)可以转变为管道长度与波长的关系，表达如下： (2.1)可以转变为管道长度与波长的关系

(2n 1) L=λ 4当L n=1时管道的长度是波长的四分之一， n=1时，管道的长度是波长的四分之一，即：= 1λ 4

所以这种开口-封闭的管道通常叫做四分之一波长管。所以这种开口-封闭的管道通常叫做四分之一波长管。

CERI

3 消音元件声学评价指标

3.1 传递损失

假如声波在无限长的管道中传播，假如声波在无限长的管道中传播，而且媒体相同，而且媒体相同，那么这个声波就会一直传递下去。个声波就会一直传递下去。可是当管道内的声阻抗发生变化时，可是当管道内的声阻抗发生变化时，入射声波就会受到阻碍，入射声波就会受到阻碍，一部分声波就会被反射回来。一部分声波就会被反射回来。传播媒体的变化和管道截面积的改变都会引起声阻抗的改变。体的变化和管道截面积的改变都会引起声阻抗的改变。阻抗的改变是抗性消音器工作的原理。改变是抗性消音器工作的原理。图3.1为一个截面积和媒体都3.1为一个截面积和媒体都改变的管道图。改变的管道图。

图3.1 管道截面积变化3.1 管道截面积变化

CERI 3消音元件声学评价指标传递损失表示声音经过消音元件后声音能量的衰减，传递损失表示声音经过消音元件后声音能量的衰减，即入的差值。射声功率级 L W i和透射声功率级 L W t的差值。传递损失用 TL(英文英文Transmission Loss的简写来表示，表达如下：的简写) TL(英文Transmission Loss的简写)来表示，表达如下：

TL= 10 log 10

Wi= LW i LW t Wt

(3.1) 3.1)

在进排气系统中，媒体都是空气，变截面两边的声学特性相在进排气系统中，媒体都是空气，于是传递损失可以推导为：同，于是传递损失可以推导为： (3.2) 3.2)

CERI

3 消音元件声学评价指标

对截面积变化的两个管道来说，对截面积变化的两个管道来说，传递损失仅仅取决于截面积之比，面积之比，而与两个管道截面积大小的次序和绝对值没有关系。而且传递损失与频率也没有关系。

当S1=S2的时候，的时候，传递损失TL=0，也就是说管道截面积没有变化的时候，没有变化的时候，没有入射波反射回来，没有入射波反射回来，声波全部透射，声波全部透射，在管道中继续传播。道中继续传播。一般来说，一般来说，当管道截面尺寸远远小于波长时，当管道截面尺寸远远小于波长时，管道截面的形状对传递损失没有影响。

传递损失没有包括声源和管道终结端的声学特性，传递损失没有包括声源和管道终结端的声学特性，它只与自身的结构有关。在评价单个消音元件的消音效果或者初步评估系统的消音性能时，估系统的消音性能时，通常用传递损失。通常用传递损失。传递损失是评价消音元件消音效果最简单的一种方法。元件消音效果最简单的一种方法。

CERI

3 消音元件声学评价指标

图3.2传递损失的测量的示意图

图3.2是传递损失的测量的示意图3.2是传递损失的测量的示意图。在测量时，在尾端是传递损失的测量的示意图。在测量时，装上一个全消音装置，装上一个全消音装置，这样就声音全部被吸收。这样就声音全部被吸收。在消音元件的入射端安装两个麦克风来测量入射波的声压和速度，件的入射端安装两个麦克风来测量入射波的声压和速度，从而计算出入射声功率。从而计算出入射声功率。在消音元件的后端只安放一个麦克风就可以测量到透射声功率。克风就可以测量到透射声功率。传递损失可以用公式(3.1)传递损失可以用公式(3.1)来计算。来计算。

CERI

3 消音元件声学评价指标

3.2 插入损失

插入损失是指一个系统中插入消音元件之前和之后，插入损失是指一个系统中插入消音元件之前和之后，在出口处得到的声功率级(出口处得到的声功率级(或声压级)或声压级)的差值。的差值。

假设系统中没有安装消音元件，安装消音元件，如图3.3(如图3.3(A)3.3(A)，A)，声源与测量点之间只是用管道连接，连接，在测量点测得的声功率为LW1。然后再将消音元件装到这套系统上，。这套系统上，如图3.3(如图3.3(B)3.3(B)，B)，并在同一点测量声功率为LW2

图3.3 插入损失的测量3.3 插入损失的测量：插入损失的测量：没有消音元件(没有消音元件(A)和有消音元件A)和有消音元件(和有消音元件(B)

CERI 3消音元件声学评价指标插入损失用IL表示(英文Insertion Loss的简写的简写)插入损失用IL表示(英文Insertion L …… 此处隐藏：3916字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……