锅炉风机消声器的消声原理是利用各种消声结构消耗掉噪声的声能量

本文根据某一车型的排气系统图（见图3），建立了一个主、副消声器相耦合的系统模型。为了便于仿真比较，本文仅对副消声器进行相应的变化，而主消声器保持不变。副、主消声器的模型如图4和图5所示。在图4的主视图中，左边为进气口，右边为排气口，在排气口这边的管子上有618个直径为3mm的小孔。本实验在1000～6000 r/min较宽的转速范围内进行。把建立好的消声器模块、发动机模块链接起来得到仿真模型，用该模型进行仿真分析。

锅炉风机消声器的消声原理是利用各种消声结构（膨胀腔、穿孔管等）消耗掉噪声的声能量，从而达到降低噪声的目的。一般用插入损失和功率损失作为评价汽车消声器性能的指针。插入损失定义为安装锅炉风机消声器前后在发动机排气口某固定测点处测得的计数声级之差，它直接反映了消声器对发动机噪声的消声效果。该指标能综合地反映内燃机、消声器和消声尾管的匹配特性，在实际试验中测试又比较方便，因此人们通常采用它作为消声器性能的评价指针。GT-Power也提供了一个计算插入损失的功能模块InserLoss。通常情况下计算插入损失必须建立两个模型，一个带消声器的模型和一个不带消声器的空管模型。两个模型在排气口处的声压级之差即为插入损失[4]。在计算分析中可采用如图6所示的近似模型。

为了研究不同吸声材料对插入损失的影响，本文设计了三组试验。

****组：保持主消声器的模型不变，副消声器后端的穿孔管上不添加吸声材料，定义为“without”；

第二组：保持主消声器的模型不变，副消声器后端的穿孔管外侧填充密度为20g/L的吸声羊毛材料，定义为“20-with”；

第三组：保持主消声器的模型不变，副消声器后端的穿孔管外侧填充密度为150g/L的吸声羊毛材料，定义为“150-with”。将相应的消声器模型加入到插入损失的模型中去，就可以计算其插入损失。

按照在锅炉风机消声器模型建立时的分组，各组消声器的在GT-Power中仿真得到的结果如图7所示。笔者按照上述三组方案，分别试制了消声器的样件，并且做了插入损失实验。图8为三种消声器插入损失的实验值比较。

从图7可以看出，是否填充吸声材料，对消声器的插入损失有较大的影响。加入吸声材料后，消声器的插入损失会增大，尤其在中高频段增加的较快。这是因为吸声材料主要吸收中高频率的噪声。且随着吸声材料密度的增加，在低频段插入损失会增加，但在中高频段几乎没有什么变化。从图8可以看出，GT-Power的仿真计算结果和实验值具有一致性，模拟计算的结果在变化趋势上基本上和实验结果的变化趋势是一致的。

（1） GT-Power软件为包括消声器在内的发动机各总成设计方面提供了一个很好的分析工具，为消声器的建模而专门设计的图形化处理程序新颖、直观，使用便捷。

（2）在消声器内添加吸声材料，对其插入损失有较大的影响。加入吸声材料后，消声器的插入损失会增大，在中高频段增加得更快，这是因为吸声材料主要吸收中高频率的噪声。且随着吸声材料密度的增加，在低频段插入损失会增加，但在中高频段几乎没有什么变化。

（3）实验结果与采用GT-Power的仿真结果在变化趋势上具有一致性，因而采用GT-Power计算消声器的插入损失是可信的。