涡轮增压发动机因其能够有效提高动力性能而被广泛应用汽车与船舶行业,但随着人们对于环境保护的重视,其排气噪声问题已成为当今社会亟待解决的问题之一。应用GT-Power软件先建立了某型涡轮增压发动机的仿真模型,在与实验数据进行校核后,又建立非增压发动机模型,其与涡轮增压发动机具有相同转速和相等负荷,确保发动机的排气噪声源大致相当。通过对排气子系统流场以及声场的分析,重点研究了涡轮增压器对发动机排气噪声的影响。研究表明,涡轮对声学的作用类似于一个消音元件,通过消耗一部分排气动能并反射部分声能,使得排气噪声在低频域得到有效衰减,但是会因为涡流噪声和旋转噪声在部分中高频域内产生较高的声压幅值。为了探究发动机结构参数与排气噪声的关系,研究了喷油量、喷油正时、燃油种类、燃烧过程、点火正时、排气阀、压缩比以及排气歧管形式对排气噪声的影响,并详细阐述原因。排气噪声和排气阀开启瞬间缸内燃烧压力有密切关系,缸内压力高则排气管道的压力脉冲变化显著,排气噪声也相应增强,因此可以通过优化发动机结构参数,在提高动力输出的前提下降低排气噪声,实现对噪声源的控制。在噪声传播途径安装消声器是最为行之有效的降噪手段,在对消声器的研究过程中,将一维时域法与三维有限元方法进行比较,验算了四个消声器模型的传递损失,通过与实验数据对比分析,验证了一维时域方法在低频域内进行声学计算具有较高的可靠性。在此基础上,设计前后级排气消声器,并针对频谱特性提出两种改进方案,使得排气噪声符合目标要求。由于排气噪声声压级已达到非线性范围,本文也对排气系统声学非线性进行了研究分析。最后,依照汽车的实际参数,建立了涡轮增压发动机与汽车的耦合模型,计算了汽车的加速噪声和车外排气噪声,并且模拟城市交通中汽车的实际行驶情况,计算了该型汽车在常用转速(2000r/min)下,发动机突加负荷与突减负荷的瞬态变化对排气噪声的影响。另外,又计算了发动机在负荷不变时,转速在2000r/min瞬间加减200r/min时排气噪声随时间的变化情况。结果表明,在转速的拐点处会出现噪声峰值,瞬态过程的排气噪声高于稳态工况。