四
、排气噪声
当发动机的排气门突然开启后,废气会以很高的速度冲出,经排气管冲入大气,这是一个十分复杂而不稳定的过程。在此过程中产生的噪声为排气噪声。其中以废气通过气门时产生的涡流噪声最强烈。
发动机内气体燃烧时产生的压力引起排气管的振动,通过排气吊挂传递到车身,在传递过程中,如果有模态耦合时就会引起车内的轰鸣噪声。排气管和消声器的振动还会以放射噪声的形式向外传递,另外,排气管内的高温高压气体在高速流动时,也会产生冲击噪声。排气系统所产生的噪声一般可以分为排气管放射噪声、消声器放射噪声和气流噪声,每种噪声都具有各自独特的频率特性。如图3.4.19所示为排气噪声的发生原理。
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图3.4.19 排气噪声产生原理
排气噪声对通过噪声和车内噪声的贡献非常大,是整车NVH性能设计的重点。从概念设计阶段开始,就要关注排气系统的总体布置、排气管直径、消声器容积、排气吊挂布置等。这些对排气噪声都影响很大。另外,发动机的燃烧过程对排气噪声的影响也很大,改善燃烧过程可以从根源上控制排气噪声。
结构传递对排气噪声也有一定的影响。排气系统通过吊挂与车身连接,吊挂的振动衰减能力是影响排气系统振动的关键因素。排气系统设计时,吊挂点的数量、位置、刚度都是重要设计指标,通过调整这些参数,可以将排气系统振动降低到最低限。