小排量摩托车发动机的功率输出及进排气管噪声的一维仿真技术

小排量摩托车发动机的功率输出及进排气管噪声的一维仿真技术 小排量摩托出功率以及排气噪声的一仿真模研究车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车摘要 在此文中,利用一仿真技将三的排气系化一车车车车车车车车车车车车车车车车车车车模算,些算包括内燃机的力学算以及流体车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车力学算,最后建立了一仿真模型来小排量摩托机车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车的出功率和排气噪声行以模仿真研究。于不车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车同排量及不同冷却系的机,只需将算模型中的界车车车车车车车车车车车车车车车车车条件做相改,就可以算出精确的功率出。于车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车排气噪声,我可以先将一些影响算准确性的点出来,车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车以便在将三模型一算算模型中可以反映出车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车些点的情况。于消声器来,由于其内部构,车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车而一算模型不能算车车车车车车车车车车车车车车车车车车车及三空的模型,所以于消涉 声器的算不是很准确。尽管如此,车车车车车车车车车车车车车1D-3D车车车车车车车车合仿真模有望将算准确性行提升。车车车车车 引言 近来,南一些国家成了小排量摩托的主要市车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车,于摩托降低噪声的重要性越来越凸出来。 而而在大模成程中于摩托上的排气系的车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车格范式的确定不那容易,因的排气系在有限的车车车车车车车车车车车车车车车车车车空上布局很。车车车车车车车车车 通常,在新机型的程中,了确定机的格车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车以及排气系的我使用不同的。些方法车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车不是出功率的算就是排气系噪声的算车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车而机格范式的改于力出以及噪声生的车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车 影响无法准确估算。通常需要在原机型上反做来确定所要车车车车车车车车车车车的机的格式。因此,在机的初始段,车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车我需要仿真技来机的力出以及排气系的噪声情况。车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车 一仿真是解决一的一条途径。要机的车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车力出以及排气噪声同行精准的算一 模型非常接近真。然在大排量多缸摩托机和汽车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车机上常用到一仿真模,但是于排气噪声和缸 小排量机的一仿真研究没有系化的研究。车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车 本文排气噪声和力出研究了仿真技。车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车计算模型 一模车车车 在本文研究中,使用了里卡多公司研制的一仿真件车车车车车WAVE。在排车车车气系的三形状一造型后,车车车车车车车车车车车车车车车WAVE离散求解一些基本的气体力车车学方程来模型行算,些基本方程包括量守恒方程、车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车Navier-Stokes方程、能量守恒方程以及气体状方程等。一车车车车车车车车车车车车,我利用排气步 系的口气流速度来算声波在排气系中的播。车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车仿真模车 一些影响一模型算精度的因素如下所述:车车车车车车车车车车车车车车车 1需要入的枝条件的准确性车车车车车车车车车车车,例如排气端口的流量系数,车车车车车车车车车车 机械摩擦失等。车车车车 2与有的界条件的准确性,例如管子以及汽缸内面的温度。车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车3将三形状一形状条件，例如气管度、车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车 气管直径与容,的模技巧。车车车车车车车车 因些因素模型数模的影响随着机型车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车 以及荷条件的改而改,所以在各不同的条车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车 件下我都当做充足的考。车车车车车车车车车车车 车1所示一例算模型。个模型从空气清器的车车车车车车车车车车车车车车车车车车车 车车车车车车车车车车车车车车车车车气管端口到机气缸再到消音器的末端全部由 管路和体元成。主要的入条件以及界条件如下所述:车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车1 车车车车车车车车车车车车排气管的端口的流量系数是基于台架上的数据来取的。 2 先利用利用空机法机的摩擦失,再在一仿车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车真算中用个减去气失,便得到了机械摩擦失。车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车 3 车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车燃放率,然后定伯数中的参数,使 伯函数算出的放量与相符。车车车车车车车车车车车车车 4车车车车车车车车车车车车车车车车车气管内壁温度由量取,汽缸壁与排气管壁的温 度是基于数据得来。车车车车车车车 车一 模算准确性的计计计计计计计计计 车车车机 表一示了机和排气系的具体特征参数。车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车 每一台机都是两气机。些机的主要不同点车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车在于排量和冷却系不同。另一方面,车车车车车车车车车车车车台机的排气系都不每同。例如,机车车C具有的曲形气管,如二所示。而机车车车车车车车车车车车车车车车车车车车B在消音器中有车车U形曲管,如三所示。些均是如何将的车车车车车车车车车车车车车车车车车车车零件高效的布置在小排量机有限的空内的典型的例子。车车车车车车车车车车车车车车车车 车车车出力 车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车些机的出力是由功机在全荷状下量的。4车车车示了各车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车机出功率和扭矩的和算。具有空冷装置的机A的曲车车车车车车车车车车车和模最接近。A的算差只有车车车车车车车2%,并且出功率扭矩曲车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车和曲非常接近。机B是水冷机,使用和车车车车车车车A同的界车车车车条件,出的功率扭矩要高于模算。并且,车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车 由模算得出的容效率和膨做车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车工冲程的燃力均比车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车低。些象意味着入空冷机的界条件后,机B的混合气在气行程中车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车吸收来自气系管壁的量和混 合气着火后向汽缸壁到的量均车车车车车车车车车车车车车车车车车车比要大。因此,作水冷机的机车车车车车车车车B在使用有、气系以及机气缸车车车车车车车车车车车车车车车的界条件要些条件做车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车适当整。整后得出的车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车果令人意,算准确性提升了。由此我可 以看出,于不同冷却形式的机,我需要定不车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车 同的界条件。于机车车车车车车车车车车车C,模和在低速有些车车车车车车车车车车车车车车微差。但是,体的功率、扭矩曲是相车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车吻合的,所以我可以使用一模型做以后的研究。我车车车车车车车车车车车车车车车车车车车又在另外四台不同排量和冷却系的机上了模型入参数车车车车车车车车车车车车车车车车以及界条件的准确性。车车车车车车车车车 表一 车2 车3 车4 车5车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车示所有摩托的最大出功率的算和之的相车车车车车性。如同机A、B和C一,另车车车车车车车车车车车车车车外四台机的算差很小。通个车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车比我可以看出,由一仿真模算 得出的出力大多数小排量机是很准确的。车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车 接下来的工作我来车车车车车车车车车车车车车车车车车车车指示功的准确性。首先了机A和B在车出最大扭矩，6000r/min,的准确性。车车车车车车车6车车车车车车车示了算与的P-V车车车的比。由可,气与排气车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车冲程的气失吻合的非常好。此外,缸内力在与膨车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车冲程的,最大力以及 出最大力的点车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车也都吻合的很好。就明了容效率,燃放率以及汽缸壁的冷却失算很准确。车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车 车5 车6 下一,在改一些排气系的参数情况下,算步车车车车车车车车车车车车车车车车车车模型是否能算出力的化。所改的排气系参车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车数是催化器前的排气管的度。车车车车7车车车车车车车车车车车车车车车车示了模的和的出力的特点。8车示了出功率及扭矩的化率。示:在车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车加排 气管度后,出功率及扭矩在低速车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车增加而高速 降低,排气管车车车车车车车车车车车车车车车车车车短后好出功率及扭矩的化相反。在 模算的曲上车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车也示了相似的化,并且出 功率扭矩的化率和很相近。由此,我可以得车车车车车车车车车车车车车车车车车车车 出:改排气管度后模型于出功率和扭矩的算车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车依然很准确。 车7 车8 车气-排气噪声 下面的工作将排气噪声的算准确性行。车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车将在机A、B和C上行。表车车车车2车车车车车车车车车车车车示了量及算的机工作条件。排气噪声是在能生最大播声的机速下行量的。车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车 表2 车9车车车车车车车车车车车车车车车车车车示了在排气管上量噪声的位置。气噪声由气管内部的力车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车感器来量,而排气噪声在 排气尾管上由一支麦克车车车车车车车车车车车车车车车车量。在些部位量,可以有效的消除车车车车车车车车车车车车车车车车车车车排气脉噪声以外的噪声，例如空气清器的外壳噪声,机内部的机械噪声等,。车车车车车车车车车车车车车 车9 每个率段的车车车车车车车车车车车车车车域力将会被S.P.L，声,,一程利用车车车车车车车车车车车快速傅里叶分车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车法再乘以相的重就可以完成。模算的车车车车车车车车车车车车车果要同的程。 所行量的排气噪声车车车车车车车车车车车车车车车域可达到500HZ,因一车车车车车车车车车域的声占车车车车车车车车车车车声的比例最大。10车车车车车示了机B的噪声量车车车车车车车车车车果,域达到了1000Hz。气管中的车车车车车车车度有累强声95%集中在500HZ,排气管的占到了80%。但是,于高车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车域内的排气噪声的算准确性是 非常困车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车强的,因量程会受到流噪声的影响,并且声/噪声比率在高车域内会降低。在排气噪声算准确性的准中,车车车车车车车车车车车车车车车车车车假定量与算车车车车车车车车车车车车车果有相同的走向。 我气与排气的车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车度行了强域内声波力车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车量和算。通些部位的声波力惊醒价,可以接排气噪声车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车源的力波算的准确性。 车气噪声 车11车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车示了气噪声的量与算的比。于气噪声,机A和B的算与量表出很车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车好的一致性。但是,于机C来,声车车车车车强度的算高于量,在车车车车车车车车车车车车域100Hz以下尤明车车车车。 车11 车12车车车车车车车车车车车车示的是气的气体力。A、B和C的算和量车车车车车车车车吻合的很好。由此我可以车车车车车车车车车函数于机推断,声C的算不准确,强车车车车车车车主要是因一模型于车车车车车车车C的气系的模不准确。车车车车车车车车车车车 然后,于可能影响声车车车车车车车车车车车车车车车函数算准确性的因素行强 了探索及,我在算模型中了入形状和车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车尺寸。13车车车示了将机C模型修改后的算和的车车车车车车车车车车车车车车车车比。中示,100Hz以下的量与车车车车车算车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车吻合良好,由此可以得出:我考的两 个因素确影响了算准确性。车车车车车车车车车车 车12 车13 排气噪声 车14车车车车车车车车车车车车车车车车示出排气噪声的量与算的比。机A和B的曲车车吻合依然良好。但车C来,在车车车车车域200HZ段内,算只要车车车车车车车车车比量低很多,所以算与量车车车车车车车车车车车车车车车车车车车之的一致性不是很充足。 车15车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车示了排气气体力波的量与算比。与车车车车车车车气情况相似,A、B和C的曲车车车车车车车车车车车车车车车车车车吻合都相当良好。因此,可以模型C的排气系的建模有些。车车车车车车车车车 车16车示了C的消音器的内部构。车车车车车比A、B和C的消音器构上的车车车车差异,我,机车车车车车车C的排气管与内部管的距离要近一些,并且两管车车车同。我车车车车车车车车车车车车车车车假定些特征差异致了C的排气噪声算准确性降低。车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车了一假定,室消声器如17所示被车车车车车车车车车车车用到机上。些 消音器有着同的内车车车车车车车车车车车车车车车车车车腔容,管和直径,并且排气管 中心车车车车车车车车车车车车车车车和内管中心的相位置不同。 车14 车15 车16 车17 车18车车车车车车车车车车车车车车车示了个消音器的噪声的算与模的每比果。于排气管和内管同的消音器,车车车车车车车车车车车车车车车车车车车比算在所有域范车车车车车车车车车车车车车内都要高。尤其再高一些的域范内,差可以达到20分车车车车。另一 方面,于非同的消音器,车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车果和算果吻合良好。基于些车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车比果,我可以推一仿真模于排气管与内管不同的消音器有着准确的仿真车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车果,若同,果不准确。 车18 利用一三合模的方法来提高模型于排气噪声算的准确性车—车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车 车车车车车车车车车车车车车车车车车车车于排气管与内管同的消音器,我推高于算的原因是:从排气管排出的气在车车车车车车车车车车车车车车车腔中没有得到足的膨车车车车车车车车车车车车车车车车车车车就流入了内管。了利用一仿真模型再一象,我车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车在腔消音器上行了。然而,算准确性 并没有得到足的提高。然后利用车车车车车车车车车1车—3车车车车车车车车车车车合模仿真再次行了 车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车。合模是通将接点一和三数据，力、 流速、混合气温度等,交替互车车车车车车车车车车车车车车车车车车来的。我使用的三模件是 VECTIS,一款由里卡多公司研制的力学及流体力学车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车商用件。 车19车车车车车车车车车车车车车示的是多内腔消音器的构。我做了三不同的消音器。第一是排气管和内管同车车车车车车车车车车车车车车车车车,第二款,又很小的车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车距离,第三中,不同距离非常的大。于以上三消音器,我行了排气噪声算的。车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车20车示了消音器的三模型。中所车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车画的是从排气管到尾管的一段消音器。 车19 车20 首先,分析车21所示的量车车车车车车车车车车车车车车车车果。随着管子构逼近同型,排气噪声有升高的。并且,升高在高车车车车车车车车车车车车车车车车车车车域范内尤明车车车车车车车车车车车车车车车车车车车,腔消音器也示出似的果。 车21 车22所示一与三合仿真车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车果。此所示一定性比车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车一模程的算有功,是因每,,,,件 能限制。于车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车,情况,算果不会受管子位置的影响,所以一仿真无法再量所示出的。但另一方面,车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车根据合模仿真车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车果所示,排气管和内管越接 近,噪声度越高,并且一强车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车果和果相吻合,车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车明合模仿真可以再有管子位置不同而造成的噪声改。 车,, 车,,所示利用三方法模出的消音器内车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车腔的气流情况。当两管不同,车车车车车气流从排气管中射出首先达到隔板,然后在流入内管。但是当两管同,气射流不膨程直接流入内管。通利用些车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车—果,我得出:利用一三合模仿真可以准确的算出消音器内排气噪声车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车度。强 车,, 计计 通建立一仿真模型我可以小排量摩托车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车 机的出功率、扭矩以及排气噪声行准确的,车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车 通此文述我得了以下:车车车车车车车车车车车车车车车 ,　车车车车车车车车车车车车车车车车车出功率、扭矩可以被精确的算粗。 ,　车车车车车车车车车车车车气噪声可以精确算出。 ,　排气噪声在消音器内排气管和内管不同的情况下可以精确算出。车车车车车车车车车车车车车,　若消音器排气管和内管同,一仿真模不能准确算出排气噪声,但是车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车利用一三合模仿真的方法,我可以排气噪声行精确的算。车—车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车