CN113465895B - 一种发动机排气系统消声器传递损失测试装置及控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种发动机排气系统消声器传递损失测试装置及控制方法。该装置直接采用发动机作为高温气流的输出源，通过温度传感器采集发动机排气口温度，输入给控制器来控制发动机的转速，使发动机输出不同温度、不同流速的气流，采用电动阀进一步精确控制气体流速，以模拟消声器实际使用过程中高温、高速气流的情况。本发明提出的发动机排气系统消声器传递损失测试装置具有操作简单、测试效率高、适用性强的优点。在不同发动机的排气系统消声器声学设计和研究方面具有较高的应用价值。

Description

一种发动机排气系统消声器传递损失测试装置及控制方法
技术领域
本发明涉及声学测试领域，具体涉及一种发动机排气系统消声器传递损失测试装置及控制方法。
背景技术
排气系统是汽车的主要噪声源之一，通过合理设计排气系统消声器结构可有效降低排气噪声。传递损失作为衡量消声器消声性能的指标之一，对指导消声器正向设计具有重要意义。现有传递损失测试装置主要是常温、有流的情况。然而，发动机排气消声器通常在高温、高速气流的工况下工作，常温、有流情况下测得的消声器传递损失并不能准确反映消声器实际工作条件下的消声性能，依据这种条件下测试的传递损失会造成消声声学设计的偏差。
为了模拟消声器实际工作时高温、高速气流的工况，可使用鼓风机和加热装置，产生高速气流并将其加热至实际工况的温度，如阮登芳论文《内燃机消声器特性试验装置的研制及应用》，采用风机和电加热装置产生高温气流，以模拟发动机排出的高温气体，但该系统流量和温度均需手动调节，而流量会随温度变化而变化，同时采用加热设备对气体加热时存在延时的问题，因而调试气流和温度的工作量巨大，测试效率低。还可以使用发动机作为气流发生装置，如Schumacher在论文《A Bench Test Facility for Engine MufflerEvaluation》中采用发动机作为气流发生装置，无需气流加热装置，能够真实模拟消声器的工作状态，但是仅限于对与该发动机匹配的消声器进行研究，且不能灵活的调整排气流量，因而适用性较差。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可以克服上述问题的发动机排气系统消声器传递损失测试装置，无需加热装置，因而无需考虑加热气体的延时，同时能够自动灵活的控制排气的温度和流量，以满足不同消声器在不同运行工况下的传递损失测试需求。
为实现上述目的，本发明提供的一种发动机排气系统消声器传递损失测试装置，其特征在于：包括发动机、鼓风机、T型管、主管道、绝对消声器、旁支管、扬声器、旁支管、流量传感器、温度传感器、探针式声压传感器、控制器、电动阀、消声器、消声末端、导管、尾气回收装置，发动机与鼓风机通过T型管与主管道相连，绝对消声器布置于发动机排气口之后，绝对消声器之后连接两个旁支管，前旁支管连接扬声器，后旁支管安装电动阀用于流量控制，温度传感器、流量传感器置于后旁支管之后，待测消声器置于后旁支管与消声末端之间，消声末端、后旁支管出气端与尾气回收装置连接，发动机、鼓风机、电动阀、温度传感器、流量传感器、探针式声压传感器、扬声器均与控制器相连。
在上述的发动机进气系统传递损失测试装置，电动阀为常关，控制器控制电动阀开度的大小实现不同排气流量的输出。
在上述的发动机进气系统传递损失测试装置，控制器根据温度传感器的信号调整发动机转速，以输出不同温度的气流。
一种发动机排气系统消声器传递损失测试装置的控制方法，其特征在于，包括：
步骤1、将待测消声器安装于测试位置，在控制器输入消声器实际工况下，入口的流量和温度；
步骤2、控制器根据设置的温度控制发动机转速，当温度传感器感应到待测消声器入口的温度与设置温度一致时，控制器将保持发动机转速稳定；
步骤3、流量传感器采集此时管道内气体流速，若流速高于待测消声器的入口流速，控制器开启电动阀以降低入口流速，从电动阀排泄的气体通过尾气回收装置回收；若流速低于待测消声器入口的流速，控制器控制鼓风机工作，并开启单向电动阀，对入口流速进行补偿；
步骤4、待测消声器入口气体温度和流速稳定后，控制器控制扬声器发出高斯白噪声，管道内声压信号被探针式声压传感器采集并输入控制器，自动计算出待测消声器的传递损失。经待测消声器的气体通过尾气回收装置回收。
本发明提供的发动机排气系统消声器传递损失测试装置，使用发动机作为气体发生装置，无需对气体进行加热，因而不用考虑气体加热延时的问题，通过控制器自动控制排气流量和温度，提高了测试效率。此外，该系统增加了鼓风机和电控阀，控制器可以控制电动阀和鼓风机的工作，实现排气流量的灵活调节。因此，与现有技术相比，本发明提出的发动机排气系统消声器传递损失测试装置具有操作简单、测试效率高、适用性强的优点，在发动机排气系统消声器传递损失测试方面具有较高的应用价值。
附图说明
图1为本发明发动机排气系统消声器传递损失测试装置示意图。
图2为本发明在传递损失测试过程中开启电动阀，以降低管道气体流量的示意图。
图3本发明在传递损失测试过程中开启单向电动阀，以增加管道气体流量的示意图。
图中，1、发动机；2、鼓风机；3、前旁支管；4、单向电动阀；5、主管道；6、绝对消声器；7、扬声器；8、中旁支管2；9、电动阀；10、后旁支管；11、温度传感器；12、流量传感器；13、探针式声压传感器1；14、探针式声压传感器2；15、待测消声器；16、探针式声压传感器3；17、探针式声压传感器4；18、消声末端；19、尾气回收装置。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
参照图1，本优选实施例中，发动机排气系统消声器传递损失测试装置，包括发动机1、鼓风机2、前旁支管3、单向电动阀4、主管道5、绝对消声器6、扬声器7、中旁支管8、电动阀9、后旁支管10、温度传感器11、流量传感器12、探针式声压传感器13、14、16、17，待测消声器15、消声末端18、尾气回收装置19。发动机1与鼓风2机通过前旁支管3与主管道5相连，单向电动阀4安装于前旁支管3之中，用于补偿主管道5的流量，绝对消声器6布置于发动机1排气口之后，绝对消声器之后连接两个旁支管，中旁支管8连接扬声器7，后旁支管10安装电动阀4用于流量控制，温度传感器11、流量传感器12置于后旁支管之后，待测消声器15置于后旁支管10与消声末端18之间，消声末端18、后旁支管10出气端与尾气回收装置19连接，发动机1、鼓风机2、单向电动阀4、电动阀9、温度传感器11、流量传感器12、探针式声压传感器13、14、16、17，扬声器7均与控制器相连。
发动机排气系统消声器传递损失测试装置的工作过程为：
(1)将待测消声器15安装于测试位置，在控制器输入消声器实际工况下，入口的流量和温度；
(2)控制器根据设置的温度控制发动机1的转速，当温度传感器11测得待测消声器15入口的温度与设置温度一致时，控制器将保持发动机1转速稳定；
(3)流量传感器12采集此时主管道5内气体流速。若流速高于待测消声器15的入口流速，如图2所示，此时控制器开启电动阀9以降低入口流速，从电动阀9排泄的气体通过后旁支管10流入尾气回收装置19；若流速低于待测消声器15入口的流速，如图3所示，此时控制器控制鼓风机2工作，并开启单向电动阀4，对入口流速进行补偿；
(4)待测消声15器入口气体温度和流速稳定后，控制器控制扬声器7发出高斯白噪声，管道内声压信号被探针式声压传感器13、14、16、17采集并输入控制器，自动计算出待测消声器的传递损失。经待测消声器15的气体经过消声末端18后，被尾气回收装置19回收。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (4)

1.一种发动机排气系统消声器传递损失测试装置，其特征在于：包括发动机、鼓风机、T型管、主管道、绝对消声器、前旁支管、扬声器、后旁支管、流量传感器、温度传感器、探针式声压传感器、控制器、电动阀、消声器、消声末端、导管、尾气回收装置，发动机与鼓风机通过T型管与主管道相连，绝对消声器布置于发动机排气口之后，绝对消声器之后连接两个旁支管，前旁支管连接扬声器，后旁支管安装电动阀用于流量控制，温度传感器、流量传感器置于后旁支管之后，待测消声器置于后旁支管与消声末端之间，消声末端、后旁支管出气端与尾气回收装置连接，发动机、鼓风机、电动阀、温度传感器、流量传感器、探针式声压传感器、扬声器均与控制器相连；
单向电动阀安装于前旁支管之中，用于补偿主管道的流量，探针式声压传感器分别设置于后旁支管之后、消声末端之前的待测消声器前后两端主管道上。
2.如权利要求1所述的发动机排气系统消声器传递损失测试装置，其特征在于：电动阀为常关，控制器控制电动阀开度的大小实现不同排气流量的输出。
3.如权利要求1所述的发动机排气系统消声器传递损失测试装置，其特征在于：控制器根据温度传感器的信号调整发动机转速，以输出不同温度的气流。
4.一种发动机排气系统消声器传递损失测试装置的控制方法，其特征在于，包括：
步骤1、将待测消声器安装于测试位置，在控制器输入消声器实际工况下，入口的流量和温度；
步骤2、控制器根据设置的温度控制发动机转速，当温度传感器感应到待测消声器入口的温度与设置温度一致时，控制器将保持发动机转速稳定；
步骤3、流量传感器采集此时管道内气体流速，若流速高于待测消声器的入口流速，控制器开启电动阀以降低入口流速，从电动阀排泄的气体通过尾气回收装置回收；若流速低于待测消声器入口的流速，控制器控制鼓风机工作，并开启单向电动阀，对入口流速进行补偿；
步骤4、待测消声器入口气体温度和流速稳定后，控制器控制扬声器发出高斯白噪声，管道内声压信号被探针式声压传感器采集并输入控制器，自动计算出待测消声器的传递损失，经待测消声器的气体通过尾气回收装置回收。
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