1.设计目的及意义

1.1当下背景

进入21世纪以来，我国的汽车行业得到了非常快速的发展，根据2017年年底的统计数据，我国的机动车总量已经超过了3.10亿辆大关^[1]。国内汽车保有量突破100万的城市共有53个，保有量突破200辆的城市有24个，突破300万辆的城市有7个，分别是北京、上海、苏州、深圳、郑州、重庆和成都，其中北京的汽车保有量已经突破了500万辆，汽车总量在整个机动车总量中占有的比例明显增多，已经上升到 70.17%，总量超过了2.17亿辆，在机动车的组成中，与十年前相比各类车辆的比重已经产生了较大的变化，汽车已经占据了主体地位，我国已成为名副其实的汽车大国^[2]。与汽车行业相关的法律法规不断完善，汽车行业的国家标准和行业标准也不断更新，同时由于人们生活品质的提高，对汽车的各项指标提出了越来越严格的要求，汽车的交通噪声作为人们城市生活的一大公害也越来越受到人们的广泛关注，因此对汽车排气消声器性能的要求也随之越来越高。

1.2设计目的及意义

汽车排气噪声是整车最主要的噪声源之一，其最有效的控制途径是安装排气消声器。排气消声器是一种阻碍声传播而允许气流通过的降噪装置，在降低噪声的同时也增加了排气阻力，从而影响了汽车的经济性和动力性^[3]。探索高消声性能、低排气阻力的消声器设计方法一直是排气噪声控制工程的重要课题。消声器的使用极大地改善了相关机械的使用性能，特别是汽车工业中排气消声装置对发动机排气噪声的处理，使汽车的驾驶性能更为安静和舒适^[4]。因此，对于从事汽车行业的工作人员来说，研究并提高汽车排气消声器的性能是十分有意义的。而不同的类型消声器的壳体造型各有差异，本次设计目的在于研究不同的排气消声器壳体对于消声器的消声性能会造成的影响，以便在于设计排气消声器时使内部结构与外部壳体能更好的匹配^[5-6]。

1.3国内外研究现状

关于这个方面本文将从国内外的消声器设计方法，消声器的性能改进以及消声器的使用材料三方面来阐述。

针对消声器的设计方法，国内外学者都做了大量的工作，得到了不少的研究成果。目前消声器的开发主要是基于现有性能良好的消声器，对其内部结构进行反复的修改和验证，这种方法受原有模型的限制比较大，且消声频率方面容易顾已失彼，需要进行大量反复的工作，得出的结论往往也是针对某一款发动机而不具备普遍性^[7-9]。国内针对这个现状，不少学者开始针对性的提出来排气消声器的正向设计种种方案，对比企业提供的消声器，尝试寻找更加效率的消声器设计方法^[10-11]。而国外知名品牌汽车企业已针对噪声振动性能模拟系统（即NoViSIm）做出了突破性的进展，NoViSIm可以完成对CAE模型预算和性能试验所获取的汽车噪声参数的精确回收。相关评估人可确定新车参数和相关的载荷信息，于虚拟场景中完成油门、制动和档位的交互式操作如此获得的感受与亲身驾驶的体验基本相似。当然，在体验过程中也可以随时调换车型参数，以便于对不同车型的噪声控制性能做出比较。当前NoViSIm已经被诸多车企接受并融入到具体的新车车型设计流程当中，可以完成动力传动系统声学性能目标设立和概念化虚拟样机噪声振动性能的主观评估。然而，从实践角度讲，噪声振动性能虚拟环境技术的应用至今尚未完全实现商品化进程，有如上面提到的NoViSIm系统在噪声振动性能虚拟环境技术系统开发方面也仅是由部分车企接受并纳入相关的设计开发流程当中^[12]。