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1、上海交通大学硕士学位论文CG125型摩托车主要噪声源识别及排气噪声控制研究姓名：姜勇申请学位级别：硕士专业：车辆工程指导教师：张建武;史重九20080201上海交通大学工程硕士学位论文 摘 要 I 摘 要 噪声水平是评价机动车辆等级水平的重要指标之一。摩托车噪声作为机动车的一种，噪声对其品质影响较大，且具有环境危害性。目前国内外不断加严摩托车噪声标准，发达国家正在斥巨资研究摩托车加速行驶噪声的控制。我国虽然从上世纪80 年代起也逐渐重视这一工作，在标准制定和法规管理上逐步与国际接轨，但我国摩托车行业整体水平仍相对落后，对摩托车噪声的控制研究尚处于初级阶段。 本文阐述了摩托车的噪声产生的机理和摩
2、托车主要噪声源的识别方法。在此基础上，采用 Beamforming 声场全息成像技术和 SONAH 统计学优化近场声全息技术对一典型的 125 摩托车的主要噪声源进行定位，并分析排气噪声的频谱特性，确定发动机的排气噪声是该车型主要噪声源。在噪声试验的基础上，本文根据排气噪声产生的机理以及消声器的消声原理， 确定改进优化设计方案。 建立排气消声器的 CAD模型和声学数值模型，运用声学仿真软件 SYSNOISE 确定排气消声器的传递损失，并提出使用回转迷宫式消声腔和使用穿孔管等消声单元来消除噪声通过频率的改进思路。 通过对摩托车加速行驶噪声试验以及整车动力性能试验，验证了新设计的排气消声器满足了该
3、摩托车消声性能的要求，使整车加速噪声达到了最新国家标准的要求。同时，新设计的排气消声器也符合整车动力性能的要求，这证实了对排气消声器所采用的优化改进方法的合理性。 关键词：摩托车消声器，噪声源识别，噪声控制，声学仿真，优化设计 上海交通大学工程硕士学位论文 ABSTRACT II ABSTRACT The noise level is an important index in the process of evaluating the quality of motor vehicles. As a kind of the motor vehicles, the noise of motorc
4、ycle plays an important role in the noise pollution. With more stringent statutory establishments to the pass-by noise in home and abroad, the noise control of motorcycle has became more urgent, but, in China, its still at a primary stage. In this paper, the generating principle of noise and the ide
5、ntification of noise source of motorcycle are introduced, respectively. Based on these principles, the test of the noise source identification of a typical 125cc motorcycle is carried out using Beamforming and SONAH technologies, simultaneously, the frequency spectrum of the exhaust noise is analyze
6、d. According to the above test results, the exhaust noise of the engine is considered as the main noise source of the motorcycle. Based on the test and the muffling principle, the optimizing program to the exhaust noise is determined. Firstly, the CAD modeling and the acoustic numerical modeling of
7、the muffler of the motorcycle are established; secondly, the transmission loss of the muffler is calculated by SYSNOISE. In terms of the test and simulation results, the muffler acoustic units of the labyrinthic chamber and perforated pipe are employed to improve the muffling performance of the muff
8、ler. The new exhaust muffler shows good acoustic performance in the pass-by noise test, and does not reduce the engine power, which validate the rationality of the optimization methods to the muffler and make the exhaust noise of the motorcycle satisfy the latest national standards, Keywords: motorc
9、ycle muffler, noise source identification, noise control, numerical simulation, design optimization 附件四附件四 上海交通大学上海交通大学 学位论文原创性声明学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 学位论文作者签名：姜勇 附件五附件五 上海交
10、通大学上海交通大学 学位论文版权使用授权书学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权上海交通大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 保密保密，在 年解密后适用本授权书。 本学位论文属于 不保密 不保密 。 （请在以上方框内打“” ） 学位论文作者签名：姜勇 指导教师签名：张建武 日期：2008 年 4 月 23 日 日期：2008 年 4 月 23 日 上海交通大学工程硕士学位论文 第一章
11、绪 论 1 第一章 绪 论 1.1 引言 发展中国家交通工具变迁资料表明，在本世纪前期，摩托车仍将是我国城乡主要交通工具之一。摩托车是汽车工业的一个组成部分，它随着交通事业的发展而迅速成长，同时随着我国经济的不断发展以及人们生活水平的日益提高，对交通工具的机动性、快速性的要求越来越高，从而对摩托车的需求不断提高，促进了我国摩托车行业的飞速发展。 5060 年代，我国的摩托车工业仅处于起步阶段，到了 80 年代得到快速发展，而到了 90 年代中期，我国摩托车的产量已超过日本达到 300 多万辆，跃居世界第一位。随后的十多年来，我国一直保持世界摩托车生产大国的地位，2006 年全国摩托车产量已突破
12、 2000 万辆，占全世界总产量的 50%以上，并仍以约 9%的速率逐年递增，出口也稳步增长，预计“十一五”后期产量将达到 2200 万辆。 摩托车以其轻便、快捷、经济、适合国情等优点，预先替代汽车进入家庭已是不争的事实。因此，围绕摩托车工业开展一系列研究工作具有重大的社会意义和经济效益。开展针对摩托车的各项研究工作还体现了摩托车行业参与国际竞争的迫切要求。我国摩托车工业正处在空前繁荣时期，产量飞速增长，尽管产品制造技术水平已有很大的提高，但是和国外发达国家相比，我国摩托车在产品结构水平、产品开发能力、质量管理等方面仍有很大的差距，基本上处于国外上世纪 90 年代初期的水平。虽然国内多年来持续
13、研究摩托车噪声控制方法，但仍只有少数的车型能达到目前的 ECE 法规标准要求。我国的摩托车噪声标准一致性要求在今后一、二年内要强制执行，不达标就无法继续生产和销售，同时企业如果是要出口欧美市场，目前就必须达到 EC 指令要求。 因此企业采取何种措施来控制摩托车噪声，怎样保持生产一致性使摩托车噪声指标达标，以满足日益严格的噪声环保要求，是目前亟需重视的一项课题。 上海交通大学工程硕士学位论文 第一章 绪 论 2 1.2 摩托车噪声污染的危害 1.2.1 噪声的危害 不同频率和不同强度的声音，无规律的组合在一起即是噪声，噪声的波形是无规则的连续非周期性的曲线。从广义上说，不论什么声音，只要它对人的
14、生活、工作、学习和休息带来妨碍和干扰，就可以称之为噪声1。 人可听见的声音频率范围在 20 Hz20kHz，低于 20 Hz 的声音称为次声，超过20 kHz 的声音称为超声。噪声对人体健康的危害是不可忽视的，首当其冲的是对听力的伤害，轻则高频听阈损伤，中则耳聋，重则耳鼓膜破裂。具体地说，噪声对人听力危害的程度，是与噪声的强度、频率及暴露时间密切相关的。 在人们的生活中，各种声音的强度低于 75dB（A）时对人耳听觉是毫无损伤的。若在强噪声环境中停留较长时间，当离开噪声环境后，耳朵会嗡嗡作响，本来应听见的轻微响声也听不到了，这就是听阈发生了改变，即所谓的“暂时性听阈偏移” ，这也是暂时性的生理
15、现象，经过几个小时或一两天的安静休息，听力会逐渐恢复正常，此时人耳听觉尚未受到永久性损伤，只是发生了功能性病变，既听觉疲劳。 如果达到听觉疲劳后还继续停留在强噪声环境中，或长年累月在强噪声条件下工作，则到一定时间后听觉疲劳不能消失，于是出现了“永久性阈移” ，此时就是听力损伤，叫做噪声性耳聋。 一般说来，长期工作在 80 dB（A）以下，才能保证不致耳聋。85 dB（A）以下有 10%的人可能因噪声产生耳聋， 在 90 dB （A） 条件下只能保证 80%的人不会耳聋。 还有一种急性噪声性耳聋，是由突发的特强噪声引起的，又叫爆震性耳聋。例如在没有思想准备的情况下突然听到声压级高达 150 dB（A）以上的爆炸声，可使人耳发生急性外伤，引起鼓膜爆破、内耳出血、基底膜表组织剥离等，能立即导致耳聋。 噪声对人体健康的影响是多方面的，噪声作用于人的神经中枢，使人的大脑皮层的兴奋与抑制平衡失调，导致条件反射异常，使人疲劳烦躁、头昏脑胀等。如果上海交通大学工程硕士学位论文 第一章 绪 论 3 这种平衡失调长久得不到及时恢复的话，就会头痛、头晕、神经衰弱。噪音还能增加血液中的肾上腺素，引起内科疾病，使人产生心跳加快，心率不齐、血管痉挛、
