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专利号: 2024100087600
申请人: 南昌大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-12-17
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种发动机排气噪声的控制方法,其特征在于,包括以下步骤:

步骤1:在排气总成设置两组对冲消声单元、一组阻抗消声单元和一组对流消声单元,将换热单元安装在对冲消声单元的外侧;

步骤2:发动机总成的第一排气歧管与第二排气歧管分别经对冲消声单元连接阻抗消声单元,对流消声单元的第一进气口和第二进气口分别连接第一排气歧管与第二排气歧管,对流消声单元的排气口连接至阻抗消声单元;

步骤3:发动机进入工作状态后,连通第一排气歧管、第二排气歧管与对冲消声单元,截断第一排气歧管、第二排气歧管与对流消声单元;

步骤4:测量阻抗消声单元的排气噪声,提取排气噪声的频率参数,根据频率参数调节阻抗消声单元的延伸长度;

步骤5:根据阻抗消声单元的基准声阻抗计算空气密度阈值,根据空气密度阈值计算阻抗消声单元的温度阈值,测量对冲消声单元的腔内温度;

步骤6:若至少一组对冲消声单元的腔内温度高于温度阈值,在该对冲消声单元外侧的换热单元接入冷却介质,进入步骤7,否则返回至步骤3;

步骤7:间隔一个测量周期后,重新测量对冲消声单元的腔内温度,若对冲消声单元的腔内温度仍高于温度阈值,进入步骤8,否则返回至步骤3;

步骤8:连通第一排气歧管、第二排气歧管与对流消声单元,根据对冲消声单元的腔内温度增加第一进气口和第二进气口的尾气流量,再返回至步骤3。

2.根据权利要求1所述的发动机排气噪声的控制方法,其特征在于,在步骤1中,所述换热单元连接至车载发电机或车载空调。

3.根据权利要求1所述的发动机排气噪声的控制方法,其特征在于,在步骤5中,根据阻抗消声单元的消声结构确定声阻抗算法,根据声阻抗算法反解空气密度阈值。

4. 根据权利要求1所述的发动机排气噪声的控制方法,其特征在于,所述阻抗消声单元由内向外分别包括多孔介质层、空腔、多孔介质层,将多孔介质层的声阻抗Za和空腔的声阻抗Zc的声阻抗算法代入阻抗消声单元的基准声阻抗Z,由基准声阻抗Z反解出空气密度阈值λ0,其中,基准声阻抗为 ,多孔介质层的声阻抗为,coth为双曲余切函数,ta为多孔介质层的厚度,ka为声传播常数,,多孔介质层的特性阻抗为

,f0为振幅最大的频率参数,C0为空气声速,R为

多孔介质层的流阻率,ω为声波的工作角频率,空腔的声阻抗为Zc=λ0C0coth(kctc),kc= (2πf0)/C0,tc为空腔的深度。

5.根据权利要求1所述的发动机排气噪声的控制方法,其特征在于,在步骤6中,根据对冲消声单元的腔内温度调整对冲消声单元的截面比,第一组对冲消声单元的截面比r1=Sb/Sa,Sb为第一组对冲消声单元的排气口面积,Sa为第一组对冲消声单元的进气口面积,第二组对冲消声单元的截面比r2=Sd/Sc,Sd为第二组对冲消声单元的排气口面积,Sc为第二组对冲消声单元的进气口面积。

6. 根据权利要求1所述的发动机排气噪声的控制方法,其特征在于,在步骤8中,根据至少一个对冲消声单元的尾气流量M3和腔内温度T3确定尾气流量的增加量ΔM,ΔM= M3 (T3‑ T0) /T3,T0为所述温度阈值。

7.一种根据权利要求1所述的发动机排气噪声的控制方法的控制系统,其特征在于,包括:两组对冲消声单元、一组阻抗消声单元、一组对流消声单元、换热单元、声信号采集单元、温度信号采集单元以及执行单元,其中,两组对冲消声单元分别连接至发动机的第一排气歧管与第二排气歧管;

阻抗消声单元连接至对冲消声单元;

对流消声单元的第一进气口和第二进气口分别连接第一排气歧管与第二排气歧管,对流消声单元的排气口连接至阻抗消声单元;

换热单元安装在对冲消声单元的外侧;

声信号采集单元用于测量阻抗消声单元的排气噪声;

温度信号采集单元用于测量对冲消声单元的腔内温度;

执行单元调节阻抗消声单元的延伸长度以及第一进气口和第二进气口的尾气流量。

8.根据权利要求7所述的控制系统,其特征在于,执行单元经第一控制器调节第一进气口和第二进气口的尾气流量,经第二控制器调节阻抗消声单元的延伸长度。

9.根据权利要求7所述的控制系统,其特征在于,换热单元具有盘管,该盘管缠绕在对冲消声单元的外侧。