随着噪声限值的日益严格以及国四排放标准的全面启动，柴油机新型后处理器装置:三合一后处理器具备了更好的应用前景。在发动机排气系统中，净化装置，消声装置和排气换热器通常在功能上相互分隔开，净化装置用来净化排气中有害成分，消声器负责降噪，而排气换热器则利用冷却水与高温排气的热交换，对严寒条件下的车厢供暖。而三合一后处理器把催化载体和换热器中的换热管集成在消声器中结合为一体，不仅节省安装空间，而且达到了净化排气、消声和换热的三重功效。本文通过三维声学仿真分析及试验，对三合一后处理器的声学特性及改进设计进行了研究。　　 本文首先阐述消声器研究的现状，并介绍了三合一后处理器的结构形式及对其性能的评价指标，为下面的研究奠定基础。　　 然后介绍了三维有限元进行数值模拟的数学方程。并利用Virtual.Lab Acoustic软件对组成三合一后处理器的基本结构逐个分析。通过从声学性能的角度分析基本结构，揭示各个基本结构对整个后处理器消声性能的影响。换热管在整个后处理器中所占空间较少且紧贴内壁，本文将换热管部分简化为波纹管通过有限元法单独进行模拟。通过与空腔结构的模拟结果对比表明:换热管对整个后处理器声学特性几乎无影响。对蜂窝结构的催化载体作为多空介质，建立声学模型时，载体部分用等效流体描述，即基于介质等效声速和等效密度的替换。通过对载体不同摆放位置及载体长度的变化进行研究，结果表明:催化载体能有效提高高频部分的消声性能，而其长度及布置对消声效果的影响很小。　　 本文把两种结构三合一后处理器作为仿真研究对象，其区别仅在于入口端的消声结构的不同，分别为内插穿孔管和穿孔板，通过仿真模拟，对比分析其声学性能的差异，结果表明穿孔元件（穿孔管和穿孔板）均可改善中高频消声效果。在对穿孔板结构进行研究时，本文分析了安装位置的变化及流通截面比的参数变化对消声效果的影响，发现穿孔板在消声腔中的位置变化并不影响其消声性能，而穿孔板小孔的总面积是影响消声性能的重要因素，小孔总面积过大，穿孔板几乎失去消声性能;小孔总面积过小，虽然传递损失明显提高，但大大增加了气流的阻力，理论上阻力过大将直接表现为油耗的上升和产生再生噪声。　　 接着，本文对三合一后处理器后端多腔消声结构进行声学性能分析，对比研究了腔数不同对消声效果的影响，从传递损失曲线发现:腔数的增加可显著提高低频段消声性能且有效减少了通过频率。　　 然后，通过柴油机后处理器试验测试，对三种结构的三合一后处理器的消声性能、空气动力性能及经济性能作出评价。为验证仿真结果的可靠性，根据已知的排气频谱将传递损失仿真结果换算为各工况下的插入损失并与试验结果对比，验证了仿真的合理性。　　 最后，根据试验及仿真分析的三合一后处理器的声学特性，设计了三合一后处理器的新结构，并与原有结构进行对比，对比表明改进后的结构声学性能比原结构更好。