[發明專利]發動機進排氣噪聲源阻抗自動提取裝置及方法

有效

• 申請號: 201910251750.9
• 申請日: 2019-03-29
• 公開（公告）號: CN109781419B
• 公開（公告）日: 2020-04-21
• 發明（設計）人: 盧熾華;朱亞偉;劉志恩;彭輔明;謝麗萍;李曉龍;沈健;劉惟伊
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: G01M15/02
• 分類號: G01M15/02;G01H17/00
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 徐員蘭

本發明提供了一種發動機進排氣噪聲源阻抗自動提取裝置，解決了傳統四負載法提取噪聲源阻抗操作過程繁瑣和耗時的缺點。該裝置能夠自動的改變發動機的轉速，并在穩定轉速下自動的改變聲學負載并測得管口處的聲壓值，完成測試之后，自動計算不同轉速下的發動機噪聲源阻抗值并反饋給實驗人員，整個測量過程中麥克風的位置保持不變。與現有技術相比，本發明提出的發動機進排氣噪聲源阻抗自動提取裝置具有操作簡單、測試效率高的優點，在發動機噪聲源阻抗提取方面具有較高的應用價值。

技術領域

本發明涉及聲學測試領域，尤其涉及一種發動機進排氣系統聲源阻抗自動提取裝置。

背景技術

進排氣噪聲是汽車的主要噪聲源之一，一般通過消聲系統降低進排氣噪聲。由于消聲系統和發動機是相互耦合作用的，單獨的依據傳遞損失為發動機匹配消聲系統往往很難達到理想的降噪效果。因此，需要計算消聲器的插入損失和管口的輻射噪聲，來衡量消聲系統的實際降噪效果。為了計算消聲器的插入損失，除了消聲系統的四極參數和管口的輻射阻抗外，還需要獲得發動機進排氣噪聲源的聲阻抗。

提取發動機進排氣噪聲源阻抗的方法有直接測量法和間接測量法。直接測量法需要一個外部聲源，其聲壓級要遠大于發動機進排氣噪聲源，很難找到合適的聲源，而且由于聲壓級過大，被測聲源和外部聲源可能會產生明顯的非線性效應，造成提取的聲源阻抗出現偏差，因此直接測量法很少用于提取發動機進排氣噪聲源的阻抗。間接測量法主要是四負載法，在聲源處分別接上四個不同的聲學負載，并在管口外固定位置處測量聲壓，通過求解3個二次非線性方程，并將3個非線性方程化解成兩個線性方程組，獲得在全頻帶內的噪聲源阻抗值。

采用四負載法求解發動機進排氣噪聲源特性時，所使用的四負載通常是四根長度不同的直管，如劉海濤論文《基于四負載方法的汽車發動機排氣源特性研究》，但是通過不同長度的直管作為負載，其虛部阻抗變化較大，但在較多頻率上實部基本相同，會導致求解過程中的矩陣出現奇異，從而造成較大的誤差。因此，可以采用不同類型的聲學負載，來減少直管負載之間差異性較小帶來的誤差，如賈維新論文《發動機結構噪聲和進氣噪聲的數字化仿真及優化設計研究》中提及采用不同長度的兩根直管和不同尺寸的兩個擴張腔。目前采用四負載法提取發動機噪聲源阻抗，通常是以固定轉速步長，從怠速到最高轉速依次增加轉速，在每個轉速點下，依次更替四個負載測量管口的聲壓；或者依次更替四個負載，然后分別測量不同轉速下的管口聲壓。無論采取何種方式，都涉及到更換負載，測量過程都非常繁瑣和耗時，而且，更換負載后，重新布置的聲壓傳感器相對于負載出口的位置不可避免的會發生改變，對通過不同負載測得的管口聲壓數據而計算的噪聲源阻抗造成一定的誤差。

發明內容

本發明要解決的技術問題在于提供一種可克服上述技術問題的發動機進排氣噪聲源阻抗自動提取裝置，能夠自動的改變發動機的轉速，并在穩定轉速下自動的改變聲學負載并測得管口處的聲壓值，完成測試之后，自動計算不同轉速下的發動機噪聲源阻抗值并反饋給實驗人員，整個測量過程中麥克風的位置保持不變。

為了解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案：

一種發動機進排氣噪聲源阻抗自動提取裝置，連接在發動機的氣門前入口處或者排氣熱端出口，其特征在于包括主管道、電磁閥、旁支管、擴張腔、控制器和聲壓傳感器，兩個旁支管布置在主管道的上下游并通過擴張腔連通而與主管道構成一個并行的氣流回路，兩個旁支管與主管道交叉處、以及兩個旁支管與擴張腔連通處各布置有一個電磁閥，在該裝置主管道出口外側布置一個聲壓傳感器；發動機、聲壓傳感器和各電磁閥均與控制器電連接。

進一步的，靠近上游的旁支管距離發動機的氣門前入口處或者排氣熱端出口設定距離。

進一步的，所述擴張腔為直徑或管徑大于主管道管徑的腔體。

進一步的，所述的各電磁閥在初始狀態均為常開狀態，通過電磁閥的開閉來實現四種不同的聲學負載。