消音器基本原理及結(jié)構(gòu)組成。

消聲器是指具有噪聲傳播的氣流管道，可使用帶吸聲襯里的管道和彎頭，或使用截面積突然變化和其他聲阻不連續(xù)的管道，使管道內(nèi)的噪聲衰減或反射。

大多數(shù)人知道，少數(shù)人知道。

說(shuō)到聲波，就要說(shuō)明它產(chǎn)生的機(jī)制:我們需要簡(jiǎn)單介紹一下聲音。

聲音的三個(gè)要素是：聲源、傳播和接收。傳播依賴于空氣、水、鋼管等媒體；聲源是刺激媒體振動(dòng)的物體，如發(fā)動(dòng)機(jī)排放廢氣，排氣管振動(dòng)；耳朵是接收裝置。

媒體振動(dòng)會(huì)產(chǎn)生分子的稀疏區(qū)域和密集區(qū)域，這通常被稱(chēng)為聲波（類(lèi)似于水波）。相鄰分子密集區(qū)域（或稀疏區(qū)域，可將手放在消音器出口區(qū)域，感覺(jué)壓力間歇性增加和減小，大密集區(qū)域，小稀疏區(qū)域）距離決定聲波頻率，距離越長(zhǎng)，聲音頻率越低（低音），距離越短，聲音頻率越高（高音）。在GT分析中，排氣噪聲頻率一般不超過(guò)1000赫茲（噪聲頻率超過(guò)1000赫茲GT精度下降），低于100赫茲可視為低音，100至300赫茲可視為中音，高于300赫茲屬于高音，不同于正常音樂(lè)低中高音劃分。聲音的大小用分貝表示。人們的正常演講聲音約為60~70分貝，F(xiàn)1賽車(chē)聲音可達(dá)到10~10分貝。

噪聲的原因。

首先，了解發(fā)動(dòng)機(jī)是如何工作的。常見(jiàn)的四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)有四個(gè)工作環(huán)節(jié)：1-進(jìn)氣、2-壓縮、3-點(diǎn)火和4-排氣。在相鄰的兩個(gè)排氣過(guò)程中，還有另外三個(gè)工作環(huán)節(jié)，因此排氣管中的氣體壓力是不連續(xù)的，不連續(xù)的氣體壓力導(dǎo)致氣體分子的稀疏和密集區(qū)域，這與上述聲音產(chǎn)生機(jī)制相同。

排氣聲波的特點(diǎn)。

排氣聲波分為兩部分：一部分與發(fā)動(dòng)機(jī)的周期性旋轉(zhuǎn)有關(guān)，稱(chēng)為階級(jí)聲；另一部分是尾氣流動(dòng)，然后排放到空氣中，稱(chēng)為氣流聲，改裝排氣追求的迷人聲波是階級(jí)聲。為了突出階級(jí)聲音，需要減少氣流聲音，通常的方法是使用吸聲棉吸聲，加厚排氣尾管，降低排氣流速，從而減少氣流聲音。

階級(jí)聲可分為許多部分。根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸的不同，階級(jí)聲的名稱(chēng)也不同。例如，4缸機(jī)對(duì)應(yīng)2階、4階和6階，6缸機(jī)分為3階、6階和9階。專(zhuān)業(yè)排氣聲設(shè)計(jì)通常通過(guò)專(zhuān)業(yè)設(shè)備記錄和分析排氣聲，獲得彩色頻譜圖。以4缸機(jī)排氣聲波彩色頻譜圖為例：

藍(lán)色代表聲音小，紅色代表聲音大，橫軸方向?yàn)槁曇纛l率，縱軸方向?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。圖中的黃色斑點(diǎn)是氣流聲，如1200至1500赫茲的排氣聲波段。圖中50至450赫茲區(qū)間的斜線代表階次聲。個(gè)明顯的斜線是2階；第二個(gè)是4階，等等。一般來(lái)說(shuō)，低聲和強(qiáng)大的排氣聲波集中在前兩個(gè)階（即2階和4階）。高清脆的排氣聲波集中在更高的階段（6、8、10、12甚至更高）。

如何控制排氣聲波？

消聲器主要用于調(diào)節(jié)排氣聲波。根據(jù)工作原理，消聲器可分為阻力、阻力和復(fù)合型。

阻力消聲器：工作原理是使用吸聲棉來(lái)吸收聲音。顧名思義，阻礙聲音是通過(guò)在消聲器中填充多空吸聲材料，將聲能轉(zhuǎn)化為內(nèi)部能量，消耗這部分能量，但對(duì)高頻消聲效果好，對(duì)低頻消聲效果差。為什么是這樣？可以認(rèn)為高頻可以消除大部分，低頻較少，效果不好。我認(rèn)為如果阻礙了低頻部分，可以添加更多的消聲棉，當(dāng)然，消聲棉的添加是有限的。常見(jiàn)于中間消聲器和尾部直接消聲器，阻力消聲器主要在中高頻工作。

抗性消聲器：顧名思義，抗性消聲器主要由隔板和膨脹室組成，以消除不同波動(dòng)和阻力原理的抗性消聲器（也稱(chēng)為反射）。一般消聲器有三個(gè)不同大小的膨脹室。利用廢氣在這些腔室內(nèi)反射，相互干擾（摩擦），達(dá)到消聲效果。對(duì)中低頻噪聲的抑制效果非常明顯。結(jié)構(gòu)不連續(xù)，聲音反射在這些不連續(xù)的結(jié)構(gòu)中，以降低聲音。抗性消聲器主要在中低頻工作。

復(fù)合消聲器：作為阻力和阻力消聲器的組合，可以實(shí)現(xiàn)全頻段降噪。然而，大多數(shù)人經(jīng)常混合氣流和聲音，認(rèn)為改變氣流方向可以改變聲音，這是不完全正確的。例如，簡(jiǎn)單的例子是，由于吸聲棉的阻擋，大多數(shù)氣流沿著內(nèi)管流動(dòng)，而一些聲音可以很容易地通過(guò)內(nèi)管上的孔穿透到吸聲棉被中。如果阻力消聲器的外殼直徑增加到足夠大，氣流方向仍然沿著內(nèi)管流動(dòng)，但基本上所有的聲音都會(huì)被吸聲棉吸收，所以即使直接排放，也可以消除一定的噪音。

排氣共振分為兩種，一種是聲音共振（也稱(chēng)為共振），另一種是振動(dòng)共振。排氣管的振動(dòng)是由發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行產(chǎn)生的振動(dòng)（可稱(chēng)為聲源）引起的。波紋管可以安裝在連接處，以減少傳輸?shù)街泻蟛康恼駝?dòng)，這相當(dāng)于彈簧減震系統(tǒng)。合理設(shè)計(jì)的波紋管可以減少沿排氣管傳播的大部分振動(dòng)。

任何物體都有固定的振動(dòng)頻率，排氣管也不例外。此外，物體各部分的振動(dòng)尺寸也有規(guī)律，有些地方的振動(dòng)總是很小，有些地方的振動(dòng)總是很大。當(dāng)我們?cè)诜匠淌街泄潭ㄏ羝鲿r(shí)，我們也應(yīng)該找到正確的位置，不要放在振動(dòng)較大的地方（如FSCC賽車(chē)的前后倉(cāng)庫(kù)），也可以在排氣管和消音器之間安裝波紋管，以減少振動(dòng)頻率，并改變排氣管的固有振動(dòng)頻率。排氣噪聲的振動(dòng)將被放大，并通過(guò)框架驅(qū)動(dòng)車(chē)輛振動(dòng)。當(dāng)兩個(gè)振動(dòng)函數(shù)的頻率相同時(shí)，振幅將疊加，因此振動(dòng)將被放大。因此，在安裝消音器時(shí)也應(yīng)找到合適的位置。

聲音共振是振動(dòng)傳播所需的媒介。振動(dòng)共振是由發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)與排氣管結(jié)構(gòu)固有特性一致引起的。排氣聲波傳播介質(zhì)為空氣，因此聲音共振是由發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣聲波與排氣管中的空氣固有特性一致引起的。排氣聲波在傳播過(guò)程中會(huì)在排氣管中形成駐波，這與排氣管不同位置振動(dòng)的振動(dòng)量不同。由于駐波的存在，排氣管中聲音的大小也因位置不同而不同。通常，聲音的點(diǎn)和位置因聲音頻率的不同而不同。例如，駐波1的聲音點(diǎn)在兩個(gè)消音器的中間，而駐波2的頻率是駐波1的兩倍。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣聲波頻率與連接管的駐波頻率一致時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生聲音共振。同樣的共振意味著振動(dòng)將被放大。