[发明专利]消声器插入损失计算及优化方法

说明书

技术领域

本发明涉及自动化控制领域，尤其涉及一种消声器插入损失计算及优化方法。

背景技术

过高的车辆噪声严重地影响着人们地生活、工作和健康，对人的危害主要体现在以下几个方面：

(1)对听觉的损伤。大量研究表明，一个人长期处于强噪声环境中而又没有采取有效的防护措施就会逐渐造成耳聋；

(2)影响人的生理健康。噪声引起人体的紧张反应使得心率改变和血压升高；

(3)影响人的心理。噪声对心理的影响是使人烦躁不安，容易使人疲劳，影响精力集中和工作效率。

影响排气噪声的主要因素有以下几个：

(1)发动机的转速因素；

(2)发动机排气筒的负荷；

(3)排气管的尺寸。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题，特别创新地提出了一种消声器插入损失计算及优化方法。

为了实现本发明的上述目的，本发明提供了一种消声器插入损失计算及优化方法，其关键在于，包括如下步骤：

步骤1，建立消声器的数学模型，输入发动机参数和消声器参数，选择传递矩阵模型；

步骤2，根据传递矩阵模型和发动机参数和消声器参数，进行消声器声学性能计算，得到理论优化的传递矩阵模型；

步骤3，对优化的传递矩阵模型，插入损失计算模型，得到现实优化后的消声器传递矩阵模型，制作N个消声器传递矩阵模型，选取最优结构。

所述的消声器插入损失计算及优化方法，优选的，所述步骤1包括：

步骤1-1，建立消声器的数学模型后，根据发动机参数和消声器参数，计算气流速度和排气温度发动机基频；

步骤1-2，选择传递矩阵模型参数值；

步骤1-3，对消声器声学性能进行计算，根据消声器消声单元的结构参数，计算出全频程传递损失。

所述的消声器插入损失计算及优化方法，优选的，所述步骤2包括：

步骤2-1，根据传递矩阵模型和发动机参数和消声器参数，以及消声器消声单元的结构参数，选择设计变量。

所述的消声器插入损失计算及优化方法，优选的，所述步骤3包括：

步骤3-1，对优化的传递矩阵模型，插入损失计算模型，读入损失计算模型单元列表；

步骤3-2，输入三分之一倍频带约束，判断所述倍频带约束输入是否正确；

步骤3-3，输入腔室体积变化的不等式以及腔室体积不变的等式，得到最优的传递损失及最优消声器结构参数。

步骤3-4，所述的插入损失计算模型为

所述的消声器插入损失计算及优化方法，优选的，所述传递矩阵模型包括：直管声学元件

T₁为直管声学元件传递矩阵，l为管长，M为气流的马赫数M＝v0/c,v0为气流速度，c为声音传播速度，m为相对面积比。

所述的消声器插入损失计算及优化方法，优选的，所述传递矩阵模型包括：有内插管截面收缩消声单元

T₄为有内插管截面收缩消声单元传递矩阵，l为管长，M为气流的马赫数M＝v0/c,v0为气流速度，c为声音传播速度，m为相对面积比。

所述的消声器插入损失计算及优化方法，优选的，所述传递矩阵模型包括：有内插管截面扩张消声单元

T₅有内插管截面扩张消声单元传递矩阵，l为管长，M为气流的马赫数M＝v0/c,v0为气流速度，c为声音传播速度，m为相对面积比。

所述的消声器插入损失计算及优化方法，优选的，所述传递矩阵模型包括：赫姆霍兹共振单元

T₉赫姆霍兹共振单元传递矩阵，l为管长，m为相对面积比。

所述的消声器插入损失计算及优化方法，优选的，所述传递矩阵模型包括：管道截面突然收缩消声单元，

σ为面积比，σ＝m2/m1＝s2/s1；

管道截面突然扩张消声单元，M为气流的马赫数，

σ为面积比，σ＝m2/m1＝s2/s1。

所述的消声器插入损失计算及优化方法，优选的，所述传递矩阵模型经过MATLAB运算之后得到最优值，将最优值使用在消声器的结构上，实现消声器的消声最优化。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

预测消声器的插入损失，并能对结构进行适当的优化，适用范围包括各种型号摩托车排气消声器和汽车排气消声器。