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[摘 要]车用排气消声系统直接关系着汽车的噪声污染问题，对于企业来说，提高消声性能不单提高了民众出行的舒适度，同时也是企业提高经济效益的良好手段。本文通过对车用排气消声系统以及消音器的发展历程进行简单的介绍，来对车用排气消声系统中的消声器的性能技术优化以及隔振能力的性能技术优化展开详细的论述。
[关键词]排气系统；消声性能，技术优化
中图分类号：U464.134.4 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）27-0360-01
引言：
由于我国国民经济的提高，目前大多民众已经拥有了自己的出行代步车。但是随着汽车的普及，出现的不只是便捷的出行方式，而且还有日益突出的污染问题，这种污染主要体现在噪声污染以及废气污染两方面。随着国民环保观念的不断发展，人们对于汽车的环保性能也提出了更高的要求，噪声污染相较于废气污染来说更贴近民众的生活。
一、排气消声系统概述
排气系统一般是指将发动机运行产生的废气排除的系统[1]。与消声系统有关的部位主要有前、后消声器、排气歧管和发动机。我们知道声音是通过振动产生的，因此车辆噪声的发出主要是由于发动机在运行过程中出现大量的振动，这种震动经过排气系统不断地传递，最后成为我们听到的噪声。噪声的发出方主要有三处，一是尾管噪声，主要是由于发动机带动尾管振动发出噪声。二是排气系统辐射噪声，这是排气系统中最主要的噪声，一般是由于发动机振动导致排气系统中的管道以及板壳振动，发出大量噪声。三是脉动噪声，是由于排气管受力变形之后，由发动机发出的强大气流撞击排气管，气体堵塞不能及时排出产生了噪声。因此要减少噪声的响度主要从两个方面出发，一是改善发动机性能，减弱振动幅度，增加振动频率，从而使噪声声音降低。二是优化消声系统，改进消声器，提高消声性能，减小管道截面，提高降噪性能。
二、消声器发展概述
当今世界上对于车用消声器的优化主要集中在对抗性消声器的研发上面，抗性消声器具体可以分为两类，一类是扩张式消声器，另一类是共振式消声器[2]。扩张式消声器的特点在于消声的频带宽，能有效的消除各不同频带的噪音，实用性较高。共振式消音器的特点在于结构简单，消音性能较好，但是缺点也很明显，它对噪音的消除主要是通过共振抵消的，因此只能消除某一特定频带的噪音，只要噪音偏离共振领域就会导致消音效果大幅度降低，因此对于振动式消音器的优化工作主要集中才对消除频带范围的拓展上面。目前我国在车用消音器相关领域的研究成果还不多，这主要是由于我国汽车工业的高速发展时期较短，导致相应的研究领域也处于起步阶段。
三、消声器的技术优化
（一）影响消声器消声性能的因素
1.消声器扩张比
消声器的扩张比会对消音器的消声产生影响，二者之间成反比。一般来说，扩张比高时，管道截面会随之变小，气流不能及时的排泄出去。压力作用下导致气体流速加快，对关闭产生的冲击摩擦也就越大。
2.消声器长径比
消声器的长径比值与扩张比成反比，当长径比小时，扩张比增大，消声效果会变差。
3.消声器出入口内径
当输入口内径过小时，会导致将气流传导进入消声器的管道以及排出气流的管道内部，气体的流速加快，进而造成大量的气流噪声。同时气流堵塞在管道内，还会造成发动机需要进行释放更多的动能，影响能源使用效率。二内径过大的话又会导致消声量过低。一般来说，出入口内径会略大于管内径。
4.消声器腔体量
腔体量的增多主要是针对于高频段的消声效果，与低频段噪声的消除效果不大，但是腔体的数量增多，加工难度也会随着增长，成本相应的也提高了，因此汽车一般采用的是四腔体结构。同时在进行腔体的设计时，要重点注意第一腔体的设计，它能起到减缓气流速度以及降低噪声的作用，一般来说，容积要比大于发动机排量的一到三倍。
5.插入管长度
插入管是一种对消音器消音性能有较大影响的构建，一般来说，插入管起到的作用是在气流的传动过程中减弱气流的振动幅度，将振动力发散出去，如果缺少了插入管，墙体就要直面发动机排出的奇特，很容易受到损伤。
（二）具体优化方法
1.增加消声容积
增加消声容积是提高车用消声系统性能的最有效方法，一般来说，增加消声器容积，能保证气体再由发动机排出，经由前后消声器处理的这段过程中，动能充分的降低，直到最后动能被降低到不能对管壁造成大量撞击，与管壁摩擦量减小，从而也就达到了优化消声性能目的。但是由于车子内部空间有限，要增加消声容积就必须减少其它内部构件的体积。
2.入管口设计优化
入管口设计优化主要是指将传统的内嵌式连接法转变为内插微孔管结构，这种方式减少了气体在流动过程中有可能会对消音器关闭造成的损害。通过将入管口进行分割细化，将气体的体积由大裁小，使得小型气体的整体动能降低，发出的噪声也会随之降低
3.降低消声器传递损失
降低消音器传递损失是一项十分有效的提高消音性能的方法。降低消音器传递损失指的是将气体运行的动能尽量约束在消音系统之内，降低气体动能对整体消声系统的影响，达到减少噪声的目的[3]。降低消声器传递损失主要可以从声腔改造方面进行，通过研究发现，将消音器的声腔改变结构，进行网格化改造，之后生成的流体声腔网络能很好地发挥消音性能。
四、排气系统降振优化
排气系统的振动式车体内部最主要的振动发生源，其振动由发动机排出的气体引发，通过勾吊橡胶吊块系统将振动传送到车底板，从而发出大量的噪声。因此在进行车用排气消声优化时，也可以通过减少振动发生来进行。减少振动主要可以从三方面进行。
（一）吊钩橡胶吊块系统优化
对于吊钩橡胶吊块系统的优化主要是对它的位置进行调整。首先是进行排气系统振动点的确定，通过ADDOFD分析法，可以有效地确定排气系统振动的节点，通过对振动节点进行分析，来进行吊钩位置的调整。可以有效地降低排气系统振动对车体的影响。一般来说，吊钩位置应该放置再ADDOFD点，即震动偏移度较低的地方，当然在实际进行吊钩位置调整的时候还需要对车体内部的构件进行分析，要预留够足够大的排气系统空间还有底盘空间，尽量避免对其他零件的影响。
（二）发动机性能优化
我们知道，排气系统的振动与发动机的关系密不可分，因此在进行排气消声系统的性能优化工作时还需要考虑到发动机的综合参数。一般来说，引发发动机振动的力主要有两个，一是内部燃料燃烧出现的爆发性压力，二是活塞部件往复运动导致的惯性力。在进行发动机性能优化时，主要考虑的是对爆发性压力的缓解。车体内部活塞部件的振动，一般都通过车体的运行缓解掉了，而燃料爆发压力，是造成排气系统噪声的主要原因。
（三）隔振性能优化
车体的隔振系统主要由三部分组成，一是主动侧吊钩，二是车身侧，三是吊块，这三者的刚度是影响隔振能力的主要因素[4]。对隔振性能的优化是在其他降噪工作都尽量的完成的基础上进行的。隔振性能优化，主要是通过提升吊块的灵敏度来进行。灵敏度越高，对于振动的反应能力也就越快，隔振性能也就越强。
五、结束语
通过本文的叙述我们可以发现，提高车用排气消声系统的性能主要依靠对消声器的研发改良以及对排气系统的降振技术处理。随着我国民用汽车的不断普及，相关的环境污染问题也越来越突出。对于企业来说，必须要加强对民用车辆的降噪以及减排研究，这样才能更好地与当前中国所提倡的可持续发展战略相适应。
参考文献
[1] 胡倩.车用排气消声系统性能优化技术研究[D].合肥工业大学，2016.
[2] 江宁.车辆排气系统消声器工作性能分析[D].吉林大學，2014.
[3] 刘江明.中置客车发动机进排气系统性能优化及试验研究[D].湖南大学，2009.
[关键词]排气系统；消声性能，技术优化
中图分类号：U464.134.4 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）27-0360-01
引言：
由于我国国民经济的提高，目前大多民众已经拥有了自己的出行代步车。但是随着汽车的普及，出现的不只是便捷的出行方式，而且还有日益突出的污染问题，这种污染主要体现在噪声污染以及废气污染两方面。随着国民环保观念的不断发展，人们对于汽车的环保性能也提出了更高的要求，噪声污染相较于废气污染来说更贴近民众的生活。
一、排气消声系统概述
排气系统一般是指将发动机运行产生的废气排除的系统[1]。与消声系统有关的部位主要有前、后消声器、排气歧管和发动机。我们知道声音是通过振动产生的，因此车辆噪声的发出主要是由于发动机在运行过程中出现大量的振动，这种震动经过排气系统不断地传递，最后成为我们听到的噪声。噪声的发出方主要有三处，一是尾管噪声，主要是由于发动机带动尾管振动发出噪声。二是排气系统辐射噪声，这是排气系统中最主要的噪声，一般是由于发动机振动导致排气系统中的管道以及板壳振动，发出大量噪声。三是脉动噪声，是由于排气管受力变形之后，由发动机发出的强大气流撞击排气管，气体堵塞不能及时排出产生了噪声。因此要减少噪声的响度主要从两个方面出发，一是改善发动机性能，减弱振动幅度，增加振动频率，从而使噪声声音降低。二是优化消声系统，改进消声器，提高消声性能，减小管道截面，提高降噪性能。
二、消声器发展概述
当今世界上对于车用消声器的优化主要集中在对抗性消声器的研发上面，抗性消声器具体可以分为两类，一类是扩张式消声器，另一类是共振式消声器[2]。扩张式消声器的特点在于消声的频带宽，能有效的消除各不同频带的噪音，实用性较高。共振式消音器的特点在于结构简单，消音性能较好，但是缺点也很明显，它对噪音的消除主要是通过共振抵消的，因此只能消除某一特定频带的噪音，只要噪音偏离共振领域就会导致消音效果大幅度降低，因此对于振动式消音器的优化工作主要集中才对消除频带范围的拓展上面。目前我国在车用消音器相关领域的研究成果还不多，这主要是由于我国汽车工业的高速发展时期较短，导致相应的研究领域也处于起步阶段。
三、消声器的技术优化
（一）影响消声器消声性能的因素
1.消声器扩张比
消声器的扩张比会对消音器的消声产生影响，二者之间成反比。一般来说，扩张比高时，管道截面会随之变小，气流不能及时的排泄出去。压力作用下导致气体流速加快，对关闭产生的冲击摩擦也就越大。
2.消声器长径比
消声器的长径比值与扩张比成反比，当长径比小时，扩张比增大，消声效果会变差。
3.消声器出入口内径
当输入口内径过小时，会导致将气流传导进入消声器的管道以及排出气流的管道内部，气体的流速加快，进而造成大量的气流噪声。同时气流堵塞在管道内，还会造成发动机需要进行释放更多的动能，影响能源使用效率。二内径过大的话又会导致消声量过低。一般来说，出入口内径会略大于管内径。
4.消声器腔体量
腔体量的增多主要是针对于高频段的消声效果，与低频段噪声的消除效果不大，但是腔体的数量增多，加工难度也会随着增长，成本相应的也提高了，因此汽车一般采用的是四腔体结构。同时在进行腔体的设计时，要重点注意第一腔体的设计，它能起到减缓气流速度以及降低噪声的作用，一般来说，容积要比大于发动机排量的一到三倍。
5.插入管长度
插入管是一种对消音器消音性能有较大影响的构建，一般来说，插入管起到的作用是在气流的传动过程中减弱气流的振动幅度，将振动力发散出去，如果缺少了插入管，墙体就要直面发动机排出的奇特，很容易受到损伤。
（二）具体优化方法
1.增加消声容积
增加消声容积是提高车用消声系统性能的最有效方法，一般来说，增加消声器容积，能保证气体再由发动机排出，经由前后消声器处理的这段过程中，动能充分的降低，直到最后动能被降低到不能对管壁造成大量撞击，与管壁摩擦量减小，从而也就达到了优化消声性能目的。但是由于车子内部空间有限，要增加消声容积就必须减少其它内部构件的体积。
2.入管口设计优化
入管口设计优化主要是指将传统的内嵌式连接法转变为内插微孔管结构，这种方式减少了气体在流动过程中有可能会对消音器关闭造成的损害。通过将入管口进行分割细化，将气体的体积由大裁小，使得小型气体的整体动能降低，发出的噪声也会随之降低
3.降低消声器传递损失
降低消音器传递损失是一项十分有效的提高消音性能的方法。降低消音器传递损失指的是将气体运行的动能尽量约束在消音系统之内，降低气体动能对整体消声系统的影响，达到减少噪声的目的[3]。降低消声器传递损失主要可以从声腔改造方面进行，通过研究发现，将消音器的声腔改变结构，进行网格化改造，之后生成的流体声腔网络能很好地发挥消音性能。
四、排气系统降振优化
排气系统的振动式车体内部最主要的振动发生源，其振动由发动机排出的气体引发，通过勾吊橡胶吊块系统将振动传送到车底板，从而发出大量的噪声。因此在进行车用排气消声优化时，也可以通过减少振动发生来进行。减少振动主要可以从三方面进行。
（一）吊钩橡胶吊块系统优化
对于吊钩橡胶吊块系统的优化主要是对它的位置进行调整。首先是进行排气系统振动点的确定，通过ADDOFD分析法，可以有效地确定排气系统振动的节点，通过对振动节点进行分析，来进行吊钩位置的调整。可以有效地降低排气系统振动对车体的影响。一般来说，吊钩位置应该放置再ADDOFD点，即震动偏移度较低的地方，当然在实际进行吊钩位置调整的时候还需要对车体内部的构件进行分析，要预留够足够大的排气系统空间还有底盘空间，尽量避免对其他零件的影响。
（二）发动机性能优化
我们知道，排气系统的振动与发动机的关系密不可分，因此在进行排气消声系统的性能优化工作时还需要考虑到发动机的综合参数。一般来说，引发发动机振动的力主要有两个，一是内部燃料燃烧出现的爆发性压力，二是活塞部件往复运动导致的惯性力。在进行发动机性能优化时，主要考虑的是对爆发性压力的缓解。车体内部活塞部件的振动，一般都通过车体的运行缓解掉了，而燃料爆发压力，是造成排气系统噪声的主要原因。
（三）隔振性能优化
车体的隔振系统主要由三部分组成，一是主动侧吊钩，二是车身侧，三是吊块，这三者的刚度是影响隔振能力的主要因素[4]。对隔振性能的优化是在其他降噪工作都尽量的完成的基础上进行的。隔振性能优化，主要是通过提升吊块的灵敏度来进行。灵敏度越高，对于振动的反应能力也就越快，隔振性能也就越强。
五、结束语
通过本文的叙述我们可以发现，提高车用排气消声系统的性能主要依靠对消声器的研发改良以及对排气系统的降振技术处理。随着我国民用汽车的不断普及，相关的环境污染问题也越来越突出。对于企业来说，必须要加强对民用车辆的降噪以及减排研究，这样才能更好地与当前中国所提倡的可持续发展战略相适应。
参考文献
[1] 胡倩.车用排气消声系统性能优化技术研究[D].合肥工业大学，2016.
[2] 江宁.车辆排气系统消声器工作性能分析[D].吉林大學，2014.
[3] 刘江明.中置客车发动机进排气系统性能优化及试验研究[D].湖南大学，2009.