[发明专利]一种汽车空调管路系统消声器设计方法

说明书

本发明涉及一种汽车空调管路系统消声器设计方法，包括以下步骤：建立汽车空调管路系统模型；获取汽车空调管路系统模型的噪声源位置和声源频谱；根据噪声源位置和声源频谱设计管路消声器；采用传递矩阵法计算消声器的传递损失；基于消声器的传递损失，采用遗传算法对空调管路消声器的参数进行迭代优化设计。根据汽车空调系统管路内的气动噪声计算结果，设计了不影响通风性能的消声器，可有效增加空调管路的传递损失，改善空调管路内噪声传入驾驶舱的问题；采用传递矩阵方法对空调管路消声器进行传递损失计算，有效减少试验次数，为消声器的优化设计提供参考依据，考虑到空调管路气动噪声的宽频特性，消声器设计方法适用声源分布频段较宽的情况。

技术领域

本发明属于汽车技术领域，具体涉及一种汽车空调管路系统消声器设计方法。

背景技术

汽车空调作为调节车内温度、除霜除雾的重要系统，在保障温度舒适性和驾驶安全性方面起到重要作用。

汽车空调管路系统内存在空气湍流，容易产生气动噪声。由于空调管路与驾驶室直接连接，气动噪声通过空调管路直接传入驾驶舱，成为驾驶舱内的主要噪声源之一。

针对气动噪声问题，通过加装消声器能有效降低噪声沿管路的传播。

传统的汽车空调管路系统消声器设计方法是通过样件测试与试验来探究汽车空调管路系统的气动噪声和消声器性能，不仅工作量大，而且测试成本高。

因此，有必要研发一种新型的汽车空调管路系统消声器设计方法。

发明内容

为了解决现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种汽车空调管路系统消声器设计方法，该方法能针对汽车空调管路内消声器进行参数设计，从而保证消声器对汽车空调管路内气动噪声的较佳控制效果，为产品的选型和开发提供可靠依据。

本发明目的通过以下技术方案实现：

一种汽车空调管路系统消声器设计方法，该方法能针对空调管路内气动噪声的特点对消声结构在孔径、扩张比、扩张腔长度和内插长度上进行参数设计，从而保证消声结构对汽车空调管路内气动噪声的最佳控制效果。包括以下步骤：

(1)简化汽车空调管路模型并建立计算流场力学模型。

(2)进行空调管路的稳态流场计算，获取空调管路内流场稳态信息，包括：流体施加在空调管路内壁的压力分布、流体流速、流体的湍动能等。

(3)根据空调管路流场稳态计算结果，利用宽频噪声模型对空调管路进行计算，预测空调管路内气动噪声声源的分布位置，获取噪声源位置分布信息。

(4)进行空调管路的瞬态流场计算获取空调管路内流场瞬态信息，主要为瞬态流场内的压力脉动。

(5)利用声类比FH-W法，结合空调管路的瞬态流场信息，计算空调管路内气动噪声特性，获取空调管路内气动噪声的频谱信息，确定空调管路消声器的主要消声频段F。空调管路内气动噪声的频谱信息主要为监测点的声压级与A计权声压级。

(6)输入消声器的穿孔段初始设计值(内壁厚t、孔径d_m)以及空气的物理特性参数(声速c、动力粘度μ)，根据公式：

计算消声器的穿孔段的相对声阻r_m和相对声抗x_m，式中：为穿孔段的穿孔率，ω＝2π·f为角频率，b＝8mm为孔间距。

(7)根据公式：

z_m＝r_m+jx_m (3)

根据穿孔板理论计算穿孔段的相对声阻抗z_m，式中：j为复数单位。