浅析摩托车消声器的原理

[日期:2020-06-02]

  之前,我们又说过摩托车消声器的种类是按照摩托车消声器的原理来分类的。后来,很多喜爱摩托车的朋友给我们留言,让我们来说说摩托车消声器的原理是怎样的。

  我们先来说说阻性摩托车消声器吧!阻性摩托车消声器的种类很多,按照气流通道的几何形状可分为通道片式消声器、通道拆板式消声器、双圆筒式消声器、室式(迷宫式)消声器、蜂窝状消声器、菱形消声器、正弦波形消声器及圆筒插管式消声器。阻性消声器的消声原理是利用声阻进行消声的,也就是说,在推导消声量的计算公式时,仅仅考虑声阻碍对消声的贡献,而忽略声抗的影响。在实际工程中,常常利用吸声材料来制作阻性消声器,以达到降低噪声的目的。这是由于当声波通过衬贴有多孔吸声材料的管道时,声波将激发多孔材料中无数小孔内空气分子的振动。其中一部分声能将用于克服摩擦阻力和粘滞力,而变为热能。一般的说,阻性消声器具有良好的中高频消声性能,而低频性能则较差。然而只要适当增加吸声材料的厚度、密度以及选用较低的空隙率,低中频消声性能就能大大改善,从而可以做成宽频带阻性消声器。

  接下来我们要介绍的是减压扩容消声器。减压扩容的原理主要有两方面的原因:一是用降低排气压力来降低阻塞喷注噪声,二是扩大容积,从降低速度来降低阻塞喷注噪声。对于阻塞喷注噪声,可以用压力和速度两种不同的形式表示。对于一定大小的喷口,当改变压力时,A声级似乎只与压力差的对数成正比。压力差P-Po减少一倍,A声级减少69dB,这样就可以根据排气压力的大小,逐步把压力减少到临界压力1.89大气压,从而达到降低噪声的目的。根据排气噪声的声功率与排气速度的8次方成正比的关系,在排气管道直径相同的情况下,若速度降低1倍,阻塞喷注噪声可以降低24dB,所以无论从哪一方面来理解,只要减低排放压力,或降低排气速度,都能使排气噪声降低。

  微孔消声器:微穿孔板消声器,利用微穿孔板吸声结构可以做成微穿孔板消声器,其结构形式类似于阻性消声器。按气流通道的形状,可以做片式、拆板式、菱形式、正弦波式等不同结构形式。

  消声原理:微穿孔板消声器是建立在微穿孔板吸声结构基础上的。在小于1mm的薄金属板、胶木版、塑料板等上向穿上大量的小于1mm的微孔做成微穿孔板,并选取孔心距为孔径的5-8倍。把这种板固定在钢板前,板后留10-24mm的空腔做成微穿孔板吸声结构。对于微穿孔板消声器的消声原理,一是小的空径能提高吸声系统,二是低的孔隙率能增加吸声频带的宽度,三是板后的深度能改善共振吸声峰的位置。

  小的孔径能提高吸声系统,这是由于声波在传播的过程中,它的能量损失依赖于空气在微孔中的摩擦损失。而摩擦损失取决于吸声结构的声阻大小,声阻越大,摩擦损失越大,声阻又于孔径的平方成反比。由于微穿孔板的孔径已减少到1mm以下,所以其声阻与一般穿孔板(几毫米至十几毫米)相比,大大地增加了,从而提高了吸声系统。

  低发孔隙率能增加吸声频带宽度,这是由于吸声频带的宽度依赖于声阻与声质量的比值。比值越大,吸声频带越宽。若能增加声阻又降低声质量,这样比值就更大了,而声质量大致只和孔隙率有关,减少孔隙率可以增加吸声频带宽度。由于微穿孔板吸声结构的孔心距与孔径的比已增大到5-8以上,即相应的孔隙率已减少到4%-15%,与一般的穿孔板(孔隙率20%-30%)相比,大大减少了。所以,吸声频带相应地加宽。

  板后的深度能控制吸声峰的位置。吸声结构有一个或几个共振频率,共振频率的高低,也就是最大吸声峰的位置,可以由相应空腔的深度来控制。深度越大,共振频率越低。在共振频率中,若穿孔板的声阻与空气中的声阻相等,入射来的声能就完全为微穿孔板吸声机构吸收,达到最大吸收,否则只部分地吸收。为了进一步提高宽频带的吸声系统。可以设计两个或多个共振频率,也就是采用双层或多层微穿孔板吸声结构。

  抗性摩托车消声器原理:扩张室消声器一是利用管道的裁面突变,即声阻抗的变化使沿管道传播的声波向声源方向反射回去;二是利用扩张室和内插管的长度,使向前传播的波和管子不同界面反射的声波差一个180度的相位、从而使二者振幅相等、相位相反,互相干涉,达到最理想的消声效果。共鸣型消声器常用于消除管道传播的低频(350Hz以下)噪声。干涉型消声器的消声原理足将声波分成两路,在管道上装设一排通管,使管道长度为通管长度的2倍。管道长度等于要消除的声波的波长,那么通管的长度则为二分之一波长。这样声波当通过两种不同长度的途径时,在管道与通管汇合处将产生振幅相等,位移相反的2种声波,彼此互相干涉,从而降低噪声。

  以上就是我们介绍的摩托车消声器的工作原理,不同种类的摩托车消声器的工作原理都是不同的,它们的作用、效能自然也是不一样的了。

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