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消音器基本原理及结构组成!

2022-06-25
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消声器是指同时具有噪声传播的气流管道,可以使用带有吸音衬里的管道和弯头,也可以使用降噪器件,如利用截面积的突然变化和其他声阻抗不连续的管道,使管道中的噪声衰减或反射。

大多数人都知道,少数人知道。

说到声浪,我们需要说明其产生机理:我们需要简单介绍一下声音。

声音的三个要素是:声源、传播和接收。通过空气、水、水和钢管等媒体物质进行传播;声音来源是一种刺激媒体振动的物体。例如,排气声波是由发动机排气和排气管中废气振动引起的;人类耳朵是一个接收装置。

媒体质量振动会产生分子的稀疏区和密集区,这通常被称为声波(类似于水波)。在相邻分子密集区域(或稀疏区域,如果你可以把手放在消声器的出口部分,你会感觉到压力会间歇性地增加和减少,大的部分是密集区域,小的部分是稀疏区域)。距离越长,声音频率越低(低音),距离越短,声音频率越高(高音)。在GT分析中,排气噪声频率一般不得超过1000(噪声频率超过1000赫兹GT的精度将降低),低于100赫兹的部分可以被视为低音,100到300赫兹可以被视为中音,高于300赫兹属于高音,这不同于正常音乐的低音、中音和高音划分。声音的大小由分贝表示。人们正常说话的声音约为60~70分贝,F1赛车的声音可以达到100~110分贝。

造成噪音的原因。

首先,让我们了解一下发动机是如何工作的。常见的四冲程发动机有四个工作环节:1-进气、2-压缩、3-点火和4-排气。在相邻的两个排气过程中,其他三个工作环节之间存在差距,因此排气管中的气体压力不连续,不连续的气体压力导致气体分子稀疏和密集区域,这与上述声音的产生机制相同。这就是发动机尾气周期性排放产生的排气声波。

排气声浪的特征。

排气声浪分为两部分:一部分与发动机的周期性转动有关,称之为级声;另一部分是尾气流动再排入空气中产生的嘶嘶声,称之为空气流动声,改装后的空气追求的迷人声浪均为级声。为了突出级声,需减少空气流动声,常采用的方法是采用吸音棉吸音,将尾气管加粗,使尾气流速降低,从而降低空气流动声。

根据发动机气缸为许多部分。根据发动机气缸的数量,阶次声音的名称也不同。例如,四缸发动机对应的是二阶、四阶和六阶,六缸发动机分为三阶、六阶和九阶。专业的排气声设计通常通过专业设备记录并分析排气声,以获得彩色频谱图。以四缸发动机排气波彩色频谱图为例:

蓝色表示声音小,红色表示声音大,横轴方向为声音频率,纵轴方向为发动机转速。图中黄色斑点为气流声,如1200-1500赫兹的排气声频段为气流声。图中50-450赫兹区间的一条斜线表示阶次声。条明显的斜线是2级二次声音;第二个是4级,以此类推。一般来说,低声和强力排气声波的能量集中在前两个阶(即2级和4级)。高声和清晰的排气声波集中在更高的阶(6、8、10、12甚至更高)。

排气声浪如何控制。

主要依靠消声器来调节排气声浪。根据工作原理,消声器可以分为阻力、性和复合性。

阻力消声器:工作原理是利用吸声棉吸收声音。顾名思义,阻碍声音是通过在消声器中填充多空间吸声材料,将声音能量转换为内部能量,从而消耗这部分能量。然而,高频消声效果良好,低频消声效果差。为什么?可以认为,高频可以消除大部分,而低频可以减少,效果不好。我认为,如果低频部分受到阻碍,可以添加更多的消声棉。当然,添加消声棉是有限制的。它在中间消声器和尾部直接排放消声器中很常见。阻力消声器主要用于中高频。

抗性消声器:顾名思义,消除波动性和阻力原理不同的抗性消声器(又称反射式)主要由隔断和膨胀室组成。一般来说,消声器有三个不同大小的膨胀室。利用废气在这些空间中反射,相互干扰(摩擦),达到消声效果。中低频噪声的抑制效果非常明显。抗性消声器主要在中低频运行,通过使用管道穿孔和管道断开,导致结构不连续,声音在这些不连续结构中反射,从而降低声音。

复合消声器:它是阻力和阻力消声器的结合体,可以实现全频段降噪。然而,大多数人经常混合气流和声音,认为改变气流的方向可以改变声音,这是不完全正确的。举个简单的例子,如图所示,阻力消声器。由于吸音棉的阻力,大部分气流沿着内管流动,而一些声音可以很容易地穿过内管上的孔,直到吸音棉被吸收。如果阻力消声器的外壳直径增加到足够大,此时气流仍然沿着内管流动,但基本上所有的声音都会被吸音棉吸收,因此即使是直接排出,也可以消除一定的噪音。

排气共振

排气共振分为两种类型,一种是声音共振(也称为共振),另一种是振动共振。排气管振动是由发动机运行引起的振动(可称为声源)。波纹管相当于弹簧减震系统,可在连接处安装波纹管,以减少向中间段和末端的振动。合理设计的波纹管可以衰减大部分沿排气管传播的振动。

任何物体都有固定的振动频率,排气管也不例外。此外,物体各部分的振动尺寸也有规律。有些地方的振动总是很小,有些地方的振动总是很大。当我们在方程式中固定消声器时,我们还应该找到正确的位置,不要把它们放在振动量大的地方(比如FSCC赛车的后仓库)。我们还可以在排气管和消声器之间安装波纹管,以降低振动频率,从而改变排气管固有的振动频率。此外,排气噪声的振动将被放大并通过车架驱动整个车辆的振动。当两个振动函数的频率相同时,振幅将被叠加,因此振动将被放大。因此,在安装消声器时,我们也应该找到一个合适的位置。

声音的共振是振动的传递需要介质,振动共振是由于发动机的振动和排气管的结构与其固有特性相吻合造成的,排气声波的传播介质是空气,那么声音的共振是由于发动机的排气声与排气管内的空气固有特性相吻合造成的。排气声波在传播过程中会在排气管内形成驻波,与排气管内的振动不同位置振动量大小相同,由于驻波的存在,声音在排气管内的大小也因位置不同而不同,通常在消声器内部管路断开处都是声音点声音点的数量和位置则因声音频率的不同而不同。例如,驻波声的点在两个消声器的中间,而驻波2的频率是驻波1的两倍。当发动机的排气声波频率与连接管驻波频率相吻合时,就形成了声音的共振。共振也表示振动将会放大。


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