1数据分析
为了更好的研究和分析噪声问题点并找出正确的优化方向，分别完成了排气口怠速定置噪声和整车3档全油门加速噪声测试。整车搭载的发动机为直列四缸汽油发动机，分别对2、4及6阶次噪声进行了解析，从而可以很直接的了解到各阶次噪声对总声压噪声的贡献量。整车怠速噪声60.07dB(A),相对目标值57dB(A)高3dB；从3档全油门噪声总声压曲线来看(图3-（a）)，1200-3500rpm下声压级较高，超出目标曲线，但无明显峰值；低速下4阶噪声贡献较大，在1200-2200rpm下，4阶噪声超出目标曲线，波动较大，在1400rpm左右达到峰值：4阶120Hz；中高速情况下2阶噪声对整体贡献较大，在2000-3500rpm下明显超出目标曲线，在3000rpm左右达到峰值:2阶120Hz；由以上分析可以看出，2阶次低频噪音是噪声总声压超出目标曲线的主要原因，下一步需要针对其进行优化。
2优化设计
由上述数据分析发现，60Hz-150Hz频段噪声是造成噪声不达标的主要原因。基于此结论优化主消声器结构。吸音材料作用与高频噪声，效果较好，频率范围在一般为500Hz以上；扩张腔的长径影响抗性消声器的消声频率特性，长径比越大，低频性能越好，同时插入管的插入长度也决定消声器的消声频率特性[1]。基于上述理论，对原始主消结构做出如下调整:此四缸发动机高频噪声并没有太大的波峰，考虑空间布置及成本等，去除吸音材料的设计；基于点1的空间调整，增大部分扩张腔的长径比（截面积不变）；增加插入管的插入长度，原设计为20mm，优化后为30mm;减小部分多孔管孔的分布密度，增大扩张比，降低其消音频率；调整内插管布局，增加气流行程，提高消声量。通过上述几点优化思路，得出了下图4所示的优化后的主消。将优化后的主消替换到排气系统中，并应用GT-power建模[2]，建立如图5所示的分析模型，其中发动机模型为实际搭载的四缸发动机的GT-power模型。运算后得出的分析数据见图6，与优化前的消声器分析数据对比可得出以下结论：优化后总声压低于目标曲线，，二阶噪声基本无峰值，相比于优化前，3000rpm左右二阶噪声有明显的改善，同时其他阶次也有不同程度的降低和变化，整体效果较好，理论上达到了优化的目标。
3优化验证
针对优化后的主消进行效果验证。测试排气口怠速定置噪声和整车3档全油门加速噪声（因试验场地限制等原因，实际测量转速上限4300rpm）。
4结束语
优化后，怠速噪声降低3.69dB(A),低于目标值。同时，由低频段引起的中低转速下噪声偏大等问题也得到了有效的解决。优化后，总体噪声曲线整体低于目标曲线。优化效果明显。对于由于部分频段噪声超差产生或出现峰值所引起的噪声问题，可以通过调整消声器内隔板的布置、内插管的插入长度以及扩张比等方式调整消音的频段予以优化，其它例如调整内插管布置增加气流行程等方式也可以有效的增加消声器的总的传递损失；同时阻抗式消声器可以作为消声器设计和优化的方向。对于以上消声器结构与消音特性的理论关系，可以利用GT-power针对单个消音元件进行计算，逐步对比分析，进而深入了解和掌握。通过对试验频谱数据、瀑布图等的分析，结合振动噪声知识，同时合理发挥GT-power模型分析在计算插入损失等方面的作用，基本能够实现完整的整车进排气系统的噪声优化设计。
作者：吴孟兵 单位：安徽江淮汽车股份有限公司
