1. 研究目的与意义（文献综述）
随着中国经济飞速发展，汽车工业已成长为国民经济的支柱产业。汽车的噪声和排放问题也愈发引人关注。噪声已经成为一种重要的环境污染源，噪声控制已经成为环境学科中一门重要学科。由各种汽车所产生的交通噪声，已经成为现代城市中最主要的噪声源。世界各国对各种车辆的噪声的极限值都有严格的规定，排气消声器就是这样一个为减小排气噪声而生的装置。排气消声器的作用就是通过降低、衰减排气压力的脉动来消除噪声。排气消声器有四种基本结构形式，分为吸收式，干涉式，扩张式，共振式[1]。吸收式消声器，通过废气在玻璃纤维、钢纤维和石棉等吸音材料上的摩擦而减小其能量；反射式消声器则有多个串联的谐调腔与不同长度的多孔反射管相互连接在一起，废气在其中经过多次的反射、碰撞、膨胀、冷却而降低其压力，减轻振动及能量。实际情况下，汽车上多是综合利用不同的消声原理组合来设计排气消声器，同时在舒适型要求较高的小型乘用车上还会采用多个消声器单元进行多级的消声降噪控制。在发动机的噪声源中，排气噪声约占总噪声的30%，是所有噪声源中所占比例最大的一个，比其他整机噪声高出10-15db（a），因此在对汽车进行噪声控制时，必须对排气噪声采取必要措施，即加装发动机排气消声器。汽车设计人员的主要任务之一就是设计制造低噪声汽车，研制声学性能良好的排气消声器。排气噪声的控制是一个非常复杂的过程，它涉及声学，流体力学，热力学，发动机理论等多门学科。目前，消声器的设计主要是从数值分析方法考虑的，即从波动方程着手，以数学和力学为基础，来寻求媒质振动和噪声的关系，主要要用到的设计方法有：传递矩阵法，边界元法，有限元法，有源消声法，有限体积法等[2]。
对消声器的理论研究最早追溯到20世纪20年代初，美国学者stewart首先将电子滤波器应用到消声器的研究领域来，通过电子滤波器来把声波滤掉，再此基础上建立了声滤波器理论[3]。1954年，davis等人以一维波动方程为基础，把结构突变处的声压和空间体积振动速度的连续性作为边界条件，计算旁支共振室、多级扩张腔以及单级扩张腔消声器的声学性能[4]。1958年，igarashi等人以四极子参数为基础，忽略流速和温度梯度对声波的影响，将整个声波内部的传播简化为等效电路，计算消声器的传递矩阵[5]。crocker和thawani对气体流动的情况作了多方面的研究，在1979年正式提出了存在气流影响时的声波传播理论，这种理论慢慢取代了忽略气流流动的简化理论，对消声器的发展有较大贡献[6]。eriksson在七十年代中期，通过实验对比分析了通过膨胀腔的高模式波的效应，分析了消声器进出口位置对消声器中高频率模式波的影响[7]。在七十年代后期及八十年代初期，sullivan等分析了消声器中穿孔管元件的四极子参数，对这种结构的消声器声学特性进行了研究[8]。panicke对消声器中膨胀腔元件的消声特性进行了研究[9]。peat等在1988年从流体力学的角度出发，对直管段的四极子参数进行推导，得到表达式，计算了简单膨胀腔的插入损失，把相应的平均温度与线性温度计算结果进行比较，发现插入损失的差别较小，而四极子参数存在明显差别。由此推导出在计算排气系统时，如果不能忽略温度变化所带来的影响，，可以用定常温度单元来代替[10]。1994年，蔡超分析了消声器的传递矩阵，并以此方法为基础，分析研究了12中不同声学子结构的声传递矩阵，并以此实验检验了两个不同抗性消声器的消声性能。大连理工的季振林等在1998年，使用特征线法和双负载法确定发动机的强度和声源阻抗，利用边界元法和传递矩阵方法对整个排气消声系统的四极子参数进行了计算。2008年，李建等应用有限元法对抗性消声器内部声场进行了有限元分析，建立了抗性消声器声场有限元分析模型，通过加载，求解以及后处理等对消声器内部声场进行计算分析，获得了消声器内部声压级和压力分布情况[11]。
2. 研究的基本内容与方案
通过查阅消声器的相关书籍，理解并掌握排气消声器的组成与结构，以及各部分的功用。本文涉及的的范围是重型商用车排气系统的理论设计，在发动机实际工作情况下，建立排气系统的流动和声学数学模型，通过数值模拟仿真计算技术和台架实验相结合的验证方法设计。要确定主要零部件的设计参数和尺寸结构，还要进行消声器消声性能的计算。基本方法包括：
（1）介绍国内外的汽车法规及对比，分析我国噪声法规存在的不足，及未来汽车噪声排放法规和标准的发展趋势。
3. 研究计划与安排
| 1（7学期第20 周) | 确定毕业设计题目、毕业设计任务书(相关参数)、校内资料收集 |
| 2（8学期第1周） | 方案构思、文献检索、完成开题报告 |
| 3～4（8学期第2-3周） | 外文翻译、资料再收集 |
| 5～7（8学期第4-6周） | 设计计算、草图绘制 |
| 8～10（8学期第7-9周） | 图样绘制、编写设计计算说明书（论文）、预答辩 |
| 11～13（8学期第10-12周） | 图样及设计计算说明书整理、资料袋整理，答辩资格审查 |
| 14（8学期第13周） | 学生提出答辩申请，并作答辩准备；教师审阅图纸、说明书 |
| 15～16（8学期第14-15周） | 参加答辩 |
4. 参考文献（12篇以上）
[1]陈家瑞．汽车构造（上册）[m]．北京：人民交通出版社，2007.
[2]张文博.重型商用车排气系统阻力与温度场分布规律研究[d],西安石油大学，2011.
[3]胡玉梅，许响林，褚志刚，李景渊.基于声传递矩阵法的汽车排气消声器设计[j],重庆大学学报（自然学科版），2005.1.
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