涡轮增压发动机进气消声器设计与声学性能数值分析

刘丽媛， 季振林

（哈尔滨工程大学 动力与能源工程学院，哈尔滨 150001）

涡轮增压器是一种高速旋转的叶片机械，运转时发出的噪声不仅声级大，而且频率高，是增压柴油机组的主要噪声源。涡轮增压器的噪声分为涡轮噪声和压气机噪声。涡轮产生的气动噪声与发动机的排气噪声一起进入排气系统，后处理装置与排气消声器可以降低涡轮产生的气动噪声和发动机排气噪声向下游传播。压气机产生的气动噪声通过进气管和空气滤清器向进气口传播并辐射，由于压气机气动噪声具有宽频特性，空气滤清器本身通常不能满足降低进气系统噪声的要求，因此设计消声效果良好的进气消声器是控制增压型发动机进气噪声的一条有效措施。

由于消声器内部声场比较复杂，通常要求使用三维数值方法预测其声学性能。有限元法就是一种有效的数值求解方法，已被广泛应用于计算和分析各种类型的抗性、阻性和阻抗复合型消声器的声学性能。本文将针对涡轮增压发动机进气噪声特性设计两套进气消声器，采用有限元法对进气消声器的声学特性进行了研究，将阻抗管系统应用于进气消声器传递损失的测量，并将测量结果与计算结果进行比较，判断进气消声器有限元模型的合理性，并在计算分析的基础上对其进行改进设计。

1 进气消声器结构

由于涡轮增压器的噪声源特性属于高频宽带噪声，为此本文设计了两套阻性消声器，具体结构及尺寸如图1和图2所示，消声器中所填充的吸声材料为硅酸铝岩棉，穿孔管的孔径为4 mm，壁厚为1 mm。……