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原文传递三元催化器的声学特性研究

论文题名：	三元催化器的声学特性研究
关键词：	三元催化器;声学特性;消声特性;统计能量分析;结构参数
摘要：	本文概述了车用三元催化器近年来消声特性模拟分析的发展现状，并就三元催化器的性能评价指标、消声特性以及结构设计等相关问题展开了讨论。　　在对国内外三元催化器的声学模型、催化消声器的设计及陶瓷蜂窝载体消声特性进行大量学习研究的基础上，以改进三元催化器的消声性能为目标，应用CAD软件CATIA建立三元催化器的三维模型，并将其导入统计能量分析软件AutoSEA中建立催化器声学模型。利用统计能量分析理论计算了模型子系统的模态密度、内损耗因子以及各系统之间的耦合损耗因子，对催化器模型进行仿真计算分析其消声特性。详尽分析了三元催化器壳体各结构设计参数及载体各结构参数对消声特性的影响，并对各结构参数的合理设计提出了自己的见解。　　计算结果表明：三元催化器具备一定的降低噪声能力，且消声量随排气噪声频率的升高而增大；设计时入口扩张管锥角应不大于120°，以使催化器在全频率范围内具有较好的消声作用；相同排气噪声输入条件下，随出口收缩管锥角的减小，三元催化器的消声量不断增大；入口大管长度总体来说对三元催化器消声量的影响很小；出口大管长度对三元催化器消声量基本没有影响；载体的安装位置对三元催化器消声量有一定影响，载体向出口侧移动时消声量下降；当载体直径不变，长度增加时，消声量增加；当载体的长径比增大时，在大部分频率范围内消声量有所增加；催化器消声量随耦合两载体距离的增加而增大，并在大部分频率范围内高于载体未分开时的消声量；非等距耦合载体对消声量基本没有影响；载体开孔率减小时催化器消声量增加，但压力损失同时增大。　　研究表明采用统计能量分析方法计算规模小，应用方便，具有试验研究无法比拟的优点。依照本文的研究结果采用合适的三元催化器结构，可以获得较好的消声特性和较低的压力损失，从而减小对内燃机动力性、经济性的影响，同时也可简化排气系统结构，提高排气性能。这充分表明了本文在排放和降噪研究中的理论意义和实际价值。　　本研究为优化三元催化器的结构，提高其消声能力提供了依据。
作者：	张浩
专业：	车辆工程
导师：	张兆合
授予学位：	硕士
授予学位单位：	哈尔滨工业大学
学位年度：	2009
正文语种：	中文