測(cè)試和仿真技術(shù)在摩托車噪聲控制中的應(yīng)用

作者：時(shí)間：2013-01-24 來源：網(wǎng)絡(luò)

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以下為部分測(cè)試狀態(tài)圖片：

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和屏蔽測(cè)試不同，ASQ 可以反映不同頻率下各噪聲源對(duì)總體通過噪聲的相對(duì)貢獻(xiàn)量（比重），從而為下一步的聲學(xué)優(yōu)化提供一些細(xì)節(jié)信息。下圖為載體車型ASQ 測(cè)試的結(jié)果：

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可見，載體車型的進(jìn)氣噪聲主要集中在250Hz 以下并在此頻段居于支配地位；在300-600Hz，排氣噪聲的影響最為顯著；而1000Hz 以上的噪聲則主要來自于發(fā)動(dòng)機(jī)。

3 聲學(xué)性能優(yōu)化

診斷測(cè)試的結(jié)果明確了進(jìn)、排氣系統(tǒng)是最主要的噪聲源，分別有1.4dB(A)和1.0dB(A)的改進(jìn)潛力。如果能對(duì)這兩個(gè)部件進(jìn)行有效的聲學(xué)性能優(yōu)化，就可以達(dá)到項(xiàng)目的設(shè)定目標(biāo)。

本項(xiàng)目采用邊界元分析軟件 SYSNOISE 來進(jìn)行部件級(jí)聲學(xué)計(jì)算。SYSNOISE 是LMS 開發(fā)的用于振動(dòng)及聲學(xué)計(jì)算的專業(yè)軟件，廣泛應(yīng)用于汽車、航空航天、船舶、家用電器等行業(yè)。該軟件可以進(jìn)行直接/間接非耦合邊界元、耦合邊界元、非耦合有限元、聲輻射等分析。其中，間接非耦合邊界元法因具有網(wǎng)格數(shù)量少、計(jì)算時(shí)間快、內(nèi)外都可以有介質(zhì)等優(yōu)點(diǎn)而得到廣泛應(yīng)用。

3.1 排氣系統(tǒng)優(yōu)化

在評(píng)價(jià)消聲器的聲學(xué)性能時(shí)，采用了傳遞損失 TL（Transmission Loss）這一定義。和傳遞函數(shù)不同，傳遞損失是指聲音通過某一系統(tǒng)，如消聲器，其進(jìn)、出口間的聲功率級(jí)之差。傳遞損失與聲源無關(guān)，并且要求其出口為消聲邊界。

傳遞損失是評(píng)價(jià)消聲器聲學(xué)性能最重要的參數(shù)，測(cè)試條件要求相當(dāng)高，現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)還無法用試驗(yàn)的辦法來測(cè)量，只能用模擬的方式來計(jì)算消聲器的傳遞損失。

傳遞損失的公式表達(dá)如下：

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其中各參數(shù)含義如下： Sn ：上端端口截面積； Pn：上端端口壓力； ρ ：流動(dòng)介質(zhì)密度；c ：流動(dòng)介質(zhì)中的聲速；vn ：質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度；Pi ：下端端口處壓力；Si ：下端端口截面積。

ASQ 測(cè)試分析結(jié)果顯示，原消聲器在200~500Hz 范圍內(nèi)的聲學(xué)性能欠佳，因此計(jì)算和優(yōu)化主要圍繞該頻段進(jìn)行。針對(duì)原消聲器存在的容積小、插入管尺寸不合理等問題，應(yīng)用SYSNOISE 建立了四十多種消聲器模型進(jìn)行對(duì)比分析，并綜合考慮各方案的聲學(xué)效果、動(dòng)力匹配、工藝性等因素，最終確定了三種方案，即：E11、E20 和E28。

下圖為新方案和原消聲器的傳遞損失對(duì)比：

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從以上曲線對(duì)比圖中可以看出，這三種模型在200~500Hz 頻域范圍內(nèi)的聲學(xué)性能都較原消聲器有所提高，但最終的效果只能靠測(cè)試來驗(yàn)證。

3.2 進(jìn)氣系統(tǒng)優(yōu)化

載體車型原空濾器的主要問題是容積偏小和容腔形狀欠佳，因此重新設(shè)計(jì)了十余種方案進(jìn)行計(jì)算和評(píng)價(jià)。計(jì)算模型按照LMS 工程師的建議，在入口處施加一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)單位的體積加速度激勵(lì)，然后考察距離出口1m 遠(yuǎn)的測(cè)點(diǎn)處的聲壓級(jí)曲線。

下圖為三種改進(jìn)方案（K2、K3、K8）和原空濾器的1m 聲壓級(jí)對(duì)比：

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