一种排气系统驻波消除方法以及排气系统与流程

1.本发明属于发动机排气系统技术领域，具体涉及一种排气系统驻波消除方法以及排气系统。


背景技术：

2.汽车行业nvh性能(噪声、振动与声振粗糙度，noise、vibration、harshness，简称nvh)在整个汽车设计的时候是关注度很高的性能之一。排气系统噪声控制是整车nvh性能设计验证的重要组成部分，排气系统噪声控制如果控制不好，会传递到车内对驾驶员以及车内乘客的舒适性产生影响，所以控制排气系统噪声，设计消声性能更优的消声器结构，是整个排气系统设计的关键。
3.针对一些排气管路很长，主要为中消后消之间的排气管路很长，或者后消尾管排气管路很长的排气系统，容易出现驻波问题，导致汽车加减速行驶时出现明显的主观轰鸣问题。所以解决此类问题对于整车nvh性能尤为重要。
4.目前现有技术下，排气驻波解决方法有两种，第一种是采用长尾管，打断尾管位置，在其中设计消声器，第二种是设计一个专门针对驻波共振频率峰值消除的传统消声器解决。本发明提供的解决方法，主要采用第一种模式的解决方法设计消声器，解决排气系统由于长尾管驻波引起的超出指标线或者主观轰鸣问题。目前国内外汽车上应用第一种方法的应用模式，多在长尾管上布置一个小的消声包并且填充消音棉来起到打断消尾管长度的作用并且降低噪声。
5.现有技术主要为在长尾管上布置一个小的消声包并且填充消音棉来起到打断消尾管长度的作用并且降低噪声的方法，主要有两个缺陷：第一个尾管上加消声包的方案，会受底盘空间限制布置，现在很多车没有空间布置小的消声器消包，而且尾管打断的位置受到影响，往往不是最佳打断的位置；第二个缺陷是打断位置加的消声包有容积限制，容积太小，当驻波能量比较高时，小容积消声器方案并不能起到很好的消声作用。


技术实现要素：

6.本发明的目的是在于克服现有技术中存在的不足，提供一种排气系统驻波消除方法以及排气系统。本发明通过排气系统驻波消除方法确定消声器在长尾管上的设置位置，并优化消声器中微型孔的数量及大小，将得到的最优的消声器设置方式应用在在排气系统的长尾管上，采用微穿孔结构的薄板来代替小的消声包以及填充消音棉结构，这从结构上既未增加消声器的容积，也未增加结构的成本，能够较好地实现排气系统中驻波的消除。
7.为实现以上技术目的，本发明实施例采用的技术方案是：
8.第一方面，本发明实施例提供了一种排气系统驻波消除方法，包括以下步骤：
9.步骤s1，通过对汽车排气系统噪声的测试数据进行理论分析，确定其存在的问题是否为排气系统驻波问题；
10.步骤s2，噪声仿真模型的建立：包括发动机模型建立、噪声仿真需要的参数输入以
及排气系统模型的搭建；
11.步骤s3，将汽车排气系统噪声的测试数据与步骤s2中得到的仿真数据进行对比，对包括马赫数、流噪在内的参数进行修正，保证实测数据与仿真数据有较好的相关度；
12.步骤s4，依据汽车排气系统噪声的测试数据分析对应驻波的转速以及驻波的阶次，计算出驻波对应的频率，在驻波的反节点处设置微型孔消声器；
13.步骤s5，对所述微型孔消声器进行优化，将gt-power可编程式的动态链接库与外部遗传算法形成关联；
14.步骤s6，编写遗传算法：将排气系统中存在的驻波噪声问题作为优化指标，变量为所述微型孔消声器中微型孔的大小和数量，在多次寻优后确定具有最优微型孔大小和数量的微型孔消声器结构，从而确定微型孔消声器的最优孔隙率，采用式(1)所示的函数计算孔隙率：
[0015][0016]
其中，f(x)-孔隙率，n-微型孔的数量，d-微型孔的直径，p-排布区域面积；
[0017]
步骤s7，将步骤s6优化设计的微型孔消声器进行汽车排气系统噪声验证，与仿真结果进行对比：如果二者的频率误差不超过
±
10％，则认为频率一致，输出排气系统参数及微型孔消声器尺寸，如果二者的频率误差大于
±
10％，则认为频率不一致，重复上述步骤s4-s6，直到频率一致。
[0018]
进一步地，步骤s1中，所述汽车排气系统噪声的测试数据包括加速工况的转速、噪声的频域图频谱图、怠速工况的噪声时域图。
[0019]
进一步地，步骤s1中，采用式(2)计算出噪声的理论频率f，如果计算得到的理论频率f和频谱图中的实际频率一致，则为驻波问题；
[0020][0021]
式中，f-频率，hz；l-长尾管的长度，m；n-无量纲参数，取正整数1、2、3
……
，c-声速，其中，t为介质的热力学温度，k。
[0022]
进一步地，步骤s2中，噪声仿真时输入参数包括排气管的壁厚、材料、长度，催化剂的涂层厚度、壁厚、长度，以及发动机的排气流量、排气温度、载体信息、怠速转速、功率、扭矩、发动机排量及缸数。
[0023]
进一步地，步骤s2中，所述排气系统模型包括主消声器以及用于驻波打断的辅助消声器；
[0024]
所述排气系统搭建包括管路和消声器的搭建，消声器利用gt-power软件包中的gt-muffler建立消声器的三维几何模型，并以.dat格式导入gt-power软件中，从而生成消声器的离散化模型，并且在出气管处设置传感器、传感器应设置位置及流噪系数。
[0025]
进一步地，步骤s3中，进行参数修正时采用遗传算法进行gt-power软件仿真，在模型中添加用于检测声音大小的传感器，并且在实际测试中也采用传感器检测声音的大小，将实测数据作为一个参考值，在仿真计算后对仿真数据与实测数据进行对比，二者误差不大于1db则停止计算，此时实测数据与仿真数据有较好的相关度。
[0026]
进一步地，步骤s4-s7中，所述微型孔消声器是在长尾管上设置的微穿孔结构的薄板，薄板上微型孔的大小在1
±
0.5mm；微型孔的数量根据驻波的能量级决定，并依据仿真结果进行相应调整。
[0027]
进一步地，步骤s4中，对于2阶驻波，将微型孔消声器设置在尾管的1/2处，对于n阶驻波，微型孔消声器设置在尾管的1/n位置处，其中所述微型孔消声器设置在靠近主消声器的尾管一端。
[0028]
进一步地，步骤s5中，对所述微型孔消声器进行优化时，给所述微型孔消声器设定m个直径为d mm的孔，并将驻波噪声指标作为优化的目标，如果噪声值大于驻波噪声指标，则对微型孔消声器的孔数量或/和孔大小进行矩阵形式的调整，直到得到最优的微型孔消声器结构，优化过程通过外部遗传算法的形式与动态链接库关联。
[0029]
第二方面，本发明实施例提供了一种排气系统，包括进气管，所述进气管的出气端与主消声器的进口端连接，所述主消声器的出口端与尾管连接，所述尾管上设置有微型孔消声器，所述微型孔消声器在尾管上的设置位置以及所述微型孔消声器上微型孔的大小、数量和孔隙率通过上述的排气系统驻波消除方法确定。
[0030]
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
[0031]
(1)本发明的总体技术实现方案包括噪声仿真模型的建立、基于试验数据的仿真修正、微型孔消声器模型建立、驻波打断位置确定、微型孔消声器孔隙率确定、输出等。其中噪声仿真模型的建立，主要包括基于gt-power软件的发动机噪声模型搭建、噪声仿真需要的参数输入，以及排气系统模型的搭建；排气系统模型分为主消声器以及用于驻波打断的辅助消声器。根据试验数据的排气系统消声器驻波问题，确定驻波的位置，在此位置对微型孔消声器进行孔隙率计算，选出最佳的孔隙率匹配其消声器来解决排气系统驻波的问题。通过上述方式确定的微型孔消声器结构小，对于底盘空间有限的车型，更有利于布置排气系统，能够起到更好的打断驻波的作用，传统的消包加棉的结构需要足够容积才能起到驻波打断的作用，降低驻波峰值，并且微型孔消声器结构重量比传统消声器轻，成本更低，对于排气系统减容降本有利。
[0032]
(2)本发明采用微穿孔消声器，全金属消声器耐候性能好，通过共振吸声，对中低频噪声控制较好，无消声棉对环境较为友好。
[0033]
(3)本发明解决驻波的方法，采用在管壁表面贴合一层微型孔薄板，不会增加消声器容积，同时与传统消声器相比，能够降低消声器的成本。
[0034]
(4)本发明的消声器采用孔径1
±
0.5mm的微型孔与消声器常用3.5mm的孔径对比，微型孔具有较宽的消声频带。
附图说明
[0035]
图1是本发明实施例中排气系统驻波消除方法总体方案的流程示意图。
[0036]
图2是本发明实施例中微型孔消声器的确定方案流程图。
[0037]
图3是本发明实施例中微型孔消声器的结构示意图。
[0038]
图4是本发明实施例中设置有微型孔消声器的排气系统的结构示意图。
[0039]
图5是本发明实施例中排气系统驻波问题实测数据图。
[0040]
图6是本发明实施例中建立的噪声仿真模型的结构图。
[0041]
图7是本发明实施例中驻波上压力振幅分布示意图。
[0042]
图8是本发明实施例中排气系统设置有微型孔消声器噪声实测数据图。
[0043]
附图标记说明：1-进气管，2-主消声器，3-尾管，4、5-吊钩组件，6-微型孔消声器。
具体实施方式
[0044]
本发明在长尾管(或者长中间管)上(焊接在管壁的表面，微型结构消声器内表面与管壁外表面贴合)贴一个微孔结构消声器来代替小的消包以及填充消音棉结构，用于消除排气系统驻波问题。本发明的基本方案包括两部分的内容：一是针对有驻波问题的排气系统建立排气系统噪声仿真模型，基于试验获得的驻波问题的频率，对仿真模型进行修正，同时建立微型孔消声器结构的仿真模型，多次仿真，确定最优尾管打断位置，即微型孔消声器在尾管上的位置；二是设置微型孔消声器的孔隙率参数，基于仿真模型，以及目标，确定微型孔消声器上微型孔的数目、大小及孔隙率，匹配此排气系统的微型孔消声器方案完成。
[0045]
本发明的总体技术实现方案如图1所述，方案包括噪声仿真模型的建立、基于试验数据的仿真修正、微型孔消声器模型建立、驻波打断位置确定、微型孔消声器孔隙率确定、输出。噪声仿真模型的建立，主要包括基于gt-power软件的发动机噪声模型搭建，噪声仿真需要的参数输入，以及排气系统模型的搭建；排气系统模型分为主消以及用于驻波打断的辅助消声器。根据试验数据的排气系统消声器驻波问题，确定驻波的位置，在此位置对微型孔消声器进行孔隙率进行计算，选出最佳的孔隙率匹配其消声器来解决排气系统驻波的问题。
[0046]
一方面，本发明提供了一种排气系统驻波消除方法，包括以下步骤：
[0047]
步骤s1，通过对汽车排气系统噪声的测试数据(包括加速工况的转速、噪声的频域图、频谱图、怠速工况噪声的时域图等)进行理论分析，确定其存在的问题是否为排气系统驻波问题；
[0048]
其中，频域图体现的是转速与噪声的关系，频谱图体现的是频率与噪声、转速的关系，时域图体现的是噪声与时间的关系，时域图、频域图可经过傅里叶变换为频谱图，频域图通过下式能够计算出实际频率。
[0049][0050]
其中f为频率，hz；q为转速，rpm；t为阶次。
[0051]
在频域图、频谱图可以看到能量级较高的位置，能量级较高的位置则为噪声较大或存在异响、驻波、流噪等问题出现的位置，频谱图对应横坐标的转速，纵坐标的噪声以及频率；
[0052]
从频谱图的横坐标和纵坐标可以得到能量级较高位置的转速、频率，通过管道的长度、声速和阶次，理论计算出噪声的频率，如果通过计算和频谱图频率一致，则为驻波问题，噪声的频率采用下式进行计算：
[0053][0054]
其中，f-频率，hz；l-长尾管的长度，m；n-无量纲参数，取正整数1、2、3
……
；c-声
速，其中，t为介质的热力学温度，k。
[0055]
步骤s2，噪声仿真模型的建立(噪声模型，即为将几何模型代入，添加边界条件，譬如管子的流速，壁厚，耐温情况，材料等特性，并且给出流体运动的条件)，包括发动机噪声模型的搭建(一般由客户提供)，噪声仿真需要的参数输入(排气管的壁厚、材料、长度，催化剂的涂层厚度、壁厚、长度，以及发动机的排气流量、排气温度、载体信息、怠速转速、功率、扭矩、发动机排量及缸数)，以及排气系统模型的搭建；
[0056]
其中，排气系统模型的搭建包括管路和消声器的搭建，利用gt-power软件包中的gt-muffler来建立消声器的三维几何模型，建好之后以.dat格式导入gt-power中，从而生成消声器的离散化模型，并且在出气管处设置传感器、传感器应设置位置及流噪系数；
[0057]
排气系统模型包括主消声器以及用于驻波打断的辅助消声器的模型；
[0058]
步骤s3，将汽车排气系统噪声的测试数据与步骤s2中得到的仿真数据进行对比，对包括马赫数、流噪在内的参数进行修正，保证实测与仿真有较好的相关度；
[0059]
进行参数修正时采用遗传算法进行gt-power软件仿真，在模型中添加用于检测声音大小的传感器，并且在实际测试中也采用传感器检测声音的大小，将实测数据作为一个参考值，在仿真计算后对仿真数据与实测数据进行对比，二者误差不大于1db则停止计算，此时实测数据与仿真数据有较好的相关度。
[0060]
步骤s4，依据汽车排气系统噪声的测试数据分析对应驻波的转速以及驻波的阶次，计算出驻波对应的频率，在驻波的反节点处设置微型孔消声器，微型孔消声器是在长尾管上设置的微穿孔结构的薄板，薄板上微型孔的大小在1
±
0.5mm，微型孔的数量根据驻波的能量级决定，并依据仿真结果进行相应调整。
[0061]
对于2阶驻波，将微型孔消声器设置在长尾管长度的1/2处，对于n阶驻波，微型孔消声器设置在长尾管长度的1/n位置处。
[0062]
步骤s5，对微型孔消声器进行优化，将gt-power可编程式的动态链接库与外部遗传算法形成关联；
[0063]
对所述微型孔消声器进行优化时，给所述微型孔消声器设定m个直径为dmm的孔，并将驻波噪声指标作为优化的目标，如果噪声值大于驻波噪声指标，则对微型孔消声器的孔数量或/和孔大小进行矩阵形式的调整，直到得到最优的微型孔消声器结构，优化过程通过外部遗传算法的形式与动态链接库关联。
[0064]
步骤s6，编写遗传算法：将排气系统存在的驻波噪声问题作为优化指标，变量为微型孔消声器中微型孔的大小和数量，微孔主要由圆形和方形等，依据不同的形状进行调整微型孔的大小，在多次寻优后确定具有最优微型孔大小和数量的微型孔消声器结构，从而确定微型消声器的最优孔隙率，采用下式所示的函数计算孔隙率：
[0065][0066]
其中，f(x)-孔隙率，n-微型孔的数量，d-微型孔的直径，p-排布区域面积；
[0067]
步骤s7，将步骤s6优化设计的微型孔消声器进行汽车排气系统噪声验证，与仿真结果进行对比：如果二者的频率误差不超过
±
10％，则认为频率一致，输出排气系统参数及微型孔消声器尺寸，如果二者的频率误差大于
±
10％，则认为频率不一致，重复步骤s4-s6，
直到频率一致。
[0068]
另一方面，本发明提供了一种排气系统，包括进气管，所述进气管的出气端与主消声器的进口端连接，所述主消声器的出口端与尾管连接，所述尾管上设置有微型孔消声器，所述微型孔消声器在尾管上的设置位置以及所述微型孔消声器上微型孔的大小、数量和孔隙率通过上述排气系统驻波消除方法确定。
[0069]
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0070]
实施例1
[0071]
一种排气系统驻波消除方法，如图1所示，包括以下步骤：
[0072]
步骤s1，通过对汽车排气系统噪声的测试数据进行理论分析，确定其存在的问题是否为排气系统驻波问题。
[0073]
其中，汽车排气系统噪声的测试数据包括加速工况的转速、噪声的频域图，如图5所示，为汽车排气系统噪声的实测数据，可以看出噪声指标是一个接近线性的关系，但是如图5所示存在突变的鼓包，就证明有转速下声音较大，频率与阶次、转速之间的关系采用下式进行计算：
[0074][0075]
其中f为频率，hz；q为转速，rpm；t为阶次。
[0076]
尾管噪声对应2阶转速2732rpm，采用上述公式计算得到的对应频率为91.0hz；4阶转速1352rpm，采用上述公式计算得到的对应频率为90.1hz；在排气系统中2阶驻波比4阶驻波对总声压级贡献较大，则确定2阶噪声值为产生驻波的主要成分。
[0077]
根据尾管驻波公式：计算驻波频率，其中，f为频率，n为无量纲参数，取正整数1、2、3
……
；c为声速，但是声速会随着温度变化的，其中t为介质热力学温度，此处t取520k，l为长尾管长度，m，其中尾管长度2.5m。其中小型汽车转速最高一般不超过7000rpm，对于2阶驻波问题，根据公式计算得到频率在0-233hz以内，n取1。
[0078]
根据上述尾管驻波公式计算，得到n为1时驻波频率91.4hz，与试验结果相比，二者差值在10％之内，认为理论值与实测值相符，确定为排气系统驻波问题。
[0079]
步骤s2，噪声仿真模型的建立：包括发动机模型建立(一般由客户提供)，噪声仿真需要的参数输入(排气管的壁厚、材料、长度，催化剂的涂层厚度、壁厚、长度，以及发动机的排气流量、排气温度、载体信息、怠速转速、功率、扭矩、发动机排量及缸数等)以及排气系统模型的搭建，排气系统搭建包括管路和消声器的搭建，消声器利用gt-power软件包中的gt-muffler来建立消声器的三维几何模型，建好之后以.dat格式导入gt-power中，从而生成消声器的离散化模型，并且在出气管处设置传感器、传感器应设置位置及流噪系数，建立的噪声仿真模型见图6所示，图中由左向右依次为进气管发动机、热端、消声器、麦克风和出气
管。
[0080]
步骤s3，将汽车排气系统噪声的测试数据与步骤s2中得到的仿真数据进行对比，对包括马赫数、流噪在内的参数进行修正，保证实测数据与仿真数据有较好的相关度。
[0081]
进行参数修正时采用遗传算法进行gt-power软件仿真，在模型中添加用于检测声音大小的传感器，并且在实际测试中也采用传感器检测声音的大小，将实测数据作为一个参考值，在仿真计算后对仿真数据与实测数据进行对比，二者误差不大于1db则停止计算，此时实测数据与仿真数据有较好的相关度。
[0082]
步骤s4，依据汽车排气系统噪声的测试数据分析对应驻波的转速以及驻波的阶次，计算出驻波对应的频率，在驻波的反节点处设置微型孔消声器，如图3所示，微型孔消声器是在长尾管上设置的微穿孔结构的薄板，薄板上微型孔的大小和数量根据驻波的能量级决定，并依据仿真结果进行相应调整。
[0083]
驻波频率的计算见步骤s1所示，由于驻波存在1阶、2阶、3阶，能量级较高，由于此案例中2阶驻波相比4阶驻波对总声压级的贡献更大，因此确认为2阶为产生驻波为主要成分，则在尾管长度1/2位置处设置微型孔消声器，如图4所示；
[0084]
步骤s5，对微型孔消声器进行优化，给微型孔消声器设定m个直径为d mm的孔，并将驻波噪声指标作为优化的目标，如果噪声值大于驻波噪声指标，则对微型孔消声器的孔数量或/和孔大小进行矩阵形式的调整，直到得到最优的微型孔消声器结构，将gt-power可编程式的动态链接库与外部遗传算法形成关联。
[0085]
步骤s6，编写遗传算法：将排气系统存在的驻波噪声问题作为优化指标，变量为所述微型孔消声器中微型孔的大小和数量，微孔主要为圆形和方形等，依据不同的形状进行调整微型孔的大小，在多次寻优后确定具有最优微型孔大小和数量的微型孔消声器结构，从而确定微型消声器的最优孔隙率，采用式(1)所示的函数计算孔隙率：
[0086][0087]
其中，f(x)-孔隙率，m-微型孔的数量，d-微型孔的直径，p-排布区域面积。
[0088]
具体地，微型孔消声器的结构优化程序如图2所示，包括以下步骤：
[0089]
(1)采集发动机运行时必要的参数值和消声器的空间布局；
[0090]
(2)建立消声器模型并完成初始的背压b和噪声a计算；
[0091]
(3)针对消声器存在的驻波问题，进行微型孔的建模，并设置初始的微型孔的孔数为m，直径大小d；
[0092]
(4)重新计算噪声a’和背压b’，并对微型孔消声器的大小、数量矩阵式(m，d)叠加；
[0093]
(5)重复迭代计算噪声和背压，并且与噪声指标a、背压指标b对比；
[0094]
(6)如果a－a’＜预设值、b－b’＜预设值，并且噪声不存在突变值，则输出排气系统参数及微型孔消声器尺寸；
[0095]
(7)如果存在以下情况之一，则重复步骤(4)-(6)：
[0096]
a－a’≥预设值，
[0097]
b－b’≥预设值，
[0098]
噪声存在突变值。
[0099]
步骤s7，将步骤s6优化设计的微型孔消声器进行汽车排气系统噪声验证，与仿真
结果进行对比：如果二者的频率误差不超过
±
10％，则认为频率一致，输出排气系统参数及微型孔消声器尺寸，如果二者的频率误差大于
±
10％，则认为频率不一致，重复步骤s4-s6，直到频率一致。
[0100]
输出的微型孔消声器的结构尺寸参数如下：孔直径d为0.8mm，数量m为3800个，孔隙率10.5％，排布在面积为242mm*75mm区域内，但由于考虑到微型孔消声器较长，通过热振动热疲劳试验以及热力学和模态分析，一个微穿孔消声器结构存在模态问题，如图3所示，设置了两个微型孔消声器，并且微型孔消声器的微型孔的设置方式相当于引入了加强筋结构，在解决驻波问题的同时能够提高消声器的强度，对其结构制作样件进行测试，测试结果如图8所示，2阶转速2732rpm，4阶1352rpm处驻波明显减弱，证明微型孔消声器能解决驻波问题。
[0101]
如图4所示，一种排气系统，包括进气管1，进气管1的出气端与主消声器2的进口端连接，主消声器2的出口端与尾管3连接，尾管3上设置有微型孔消声器(辅助消声器)6，还设置有吊钩组件4和5，微型孔消声器6在尾管3上的设置位置以及尾管3上微型孔的大小和数量通过上述排气系统驻波消除方法中输出的消声器尺寸确定，具体地，微型孔消声器6设置在尾管长度的1/2位置处，吊钩组件4和5通过焊接连接在尾管3上。
[0102]
微型孔消声器是在尾管壁表面贴合的一层微型孔薄板，采用全金属制成，不会增加消声器容积，同时与传统消声器相比，能够降低消声器的成本。
[0103]
本发明根据试验数据进行理论分析，确定其存在的问题是否为排气系统驻波问题；确定驻波的位置，在此位置对微型孔消声器进行孔隙率进行计算，选出最佳的孔隙率匹配其消声器来解决排气系统驻波的问题。通过上述方式确定的微型孔消声器结构小，对于底盘空间有限的车型，更有利于布置排气系统，能够起到更好的打断驻波的作用，传统的消包加棉的结构需要足够容积才能起到驻波打断的作用，降低驻波峰值，并且微型孔消声器结构重量比传统消声器轻，成本更低，对于排气系统减容降本有利。
[0104]
最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

技术特征：
muffler建立消声器的三维几何模型，并以.dat格式导入gt-power软件中，从而生成消声器的离散化模型，并且在出气管处设置传感器、传感器应设置位置及流噪系数。6.根据权利要求1所述的排气系统驻波消除方法，其特征在于，步骤s3中，进行参数修正时采用遗传算法进行gt-power软件仿真，在模型中添加用于检测声音大小的传感器，并且在实际测试中也采用传感器检测声音的大小，将实测数据作为一个参考值，在仿真计算后对仿真数据与实测数据进行对比，二者误差不大于1db则停止计算，此时实测数据与仿真数据有较好的相关度。7.根据权利要求1所述的排气系统驻波消除方法，其特征在于，步骤s4-s7中，所述微型孔消声器是在长尾管上设置的微穿孔结构的薄板，薄板上微型孔的大小在1
±
0.5mm；微型孔的数量根据驻波的能量级决定，并依据仿真结果进行相应调整。8.根据权利要求1所述的排气系统驻波消除方法，其特征在于，步骤s4中，对于2阶驻波，将微型孔消声器设置在尾管的1/2处，对于n阶驻波，微型孔消声器设置在尾管的1/n位置处，其中所述微型孔消声器设置在靠近主消声器的尾管一端。9.根据权利要求1所述的排气系统驻波消除方法，其特征在于，步骤s5中，对所述微型孔消声器进行优化时，给所述微型孔消声器设定m个直径为d mm的孔，并将驻波噪声指标作为优化的目标，如果噪声值大于驻波噪声指标，则对微型孔消声器的孔数量或/和孔大小进行矩阵形式的调整，直到得到最优的微型孔消声器结构，优化过程通过外部遗传算法的形式与动态链接库关联。10.一种排气系统，其特征在于，包括进气管(1)，所述进气管(1)的出气端与主消声器(2)的进口端连接，所述主消声器(2)的出口端与尾管(3)连接，所述尾管(3)上设置有微型孔消声器，所述微型孔消声器在尾管(3)上的设置位置以及所述微型孔消声器上微型孔的大小、数量和孔隙率通过权利要求1-9任一项所述的排气系统驻波消除方法确定。

技术总结
本发明提供了一种排气系统驻波消除方法以及排气系统。本发明的总体技术实现方案包括噪声仿真模型的建立、基于试验数据的仿真修正、微型孔消声器模型建立、驻波打断位置确定、微型孔消声器孔隙率确定、输出等。根据试验数据的排气系统消声器驻波问题，确定驻波的位置，在此位置对微型孔消声器进行孔隙率计算，选出最佳的孔隙率匹配其消声器来解决排气系统驻波的问题。通过上述方式确定的微型孔消声器结构小，对于底盘空间有限的车型，更有利于布置排气系统，能够起到更好的打断驻波的作用，传统的消包加棉的结构需要足够容积才能降低驻波峰值，并且微型孔消声器结构重量比传统消声器轻，成本更低，对于排气系统减容降本有利。利。利。


技术研发人员：戴成军 汪海燕 杨纯 杨烨 陈嘉豪
受保护的技术使用者：无锡威孚力达催化净化器有限责任公司
技术研发日：2023.04.14
技术公布日：2023/8/5