تحليل و بهسازي عملكرد آكوستيكي انباره اگزوز موتور لوكوموتيو G12

كارشناسي ارشد

امروزه مسئله نويز و صداهاي مزاحم ايجاد شده، يكي از چالش هاي اساسي در زمينه طراحي وسايل نقليه بخصوص وسايل نقليه سنگين همچون قطار و لوكوموتيو شده است. انباره اگزوز يكي از اجزاي اصلي و پركاربرد سيستم اگزوز مي باشد كه براي كاهش سطح نويز حاصل از جريان خروجي موتور وسيله نقليه استفاده مي‌شود. بنابراين مي‌توان با پيش‌بيني و محاسبه سطح افت انتقال صوت، نويز و صداي خروجي از سيستم اگزوز را به ميزان قابل توجهي كنترل نمود. به طور كلي هدف از اين پژوهش، مدل سازي و شبيه سازي انباره اگزوز يك لوكوموتيو مانوري مدل G12 با ابعاد بهسازي شده و تحليل عملكرد ميرايي آكوستيكي آن با استفاده از روش المان محدود مي‌باشد. مدل انباره مورد بررسي داراي سطح مقطع دايروي، سه صفحه جداكننده متخلخل(بافل)، سه محفظه انبساط رزونانسي و دو ديواره سخت جداكننده كه در داخل آن ها چهار لوله تعبيه شده، مي‌باشد. پس از مدل سازي انباره در نرم افزار كامسول، تحليل آكوستيكي مدل در همان نرم افزار شبيه سازي به روش المان محدود مورد بررسي قرار گرفت. براي قسمت صحت‌سنجي نتايج، از آنجايي كه داده‌هاي آزمايشگاهي انباره لوكوموتيو در مقالات موجود نبود، بنابراين با مدل كردن انباره يك خودرو و مقايسه خروجي داده‌هاي نرم افزار كامسول با داده‌هاي آزمايشگاهي و تشابه داده‌ها با هم، از اين طريق نتيجه بدست آمد كه مدلسازي براي انباره لوكوموتيو صحيح و نتايج درست است. سپس براي بهبود عملكرد آكوستيكي انباره، مطالعه پارامتريك را روي 8 پارامتر هندسي از جمله اندازه قطر لوله ورودي و خروجي انباره، ضخامت صفحات متخلخل و ... كه بيشترين تاثير را روي افت انتقال صوت انباره داشتند، انجام داده و بهترين مقدار مورد نظر را براي هر يك از پارامترها با توجه به تحليل نمودارهاي افت انتقال صوت بدست آمد. لازم به ذكر است كه هدف از بهسازي ابعاد پارامترهاي هندسي، بيشينه نمودن سطح افت انتقال صوت در بازه فركانسي مورد بررسي بود. همچنين به دليل وابستگي سطح افت انتقال صوت در فركانس هاي رزونانسي به هندسه انباره اگزوز و عدم وابستگي اين نقاط فركانسي به تغيير بازه پارامترهاي هندسي مورد ارزيابي، اثر افزودن ماده جاذب صوت به انباره، جهت بررسي عملكرد ميرايي آكوستيكي در نظر گرفته شد. در نهايت اين نتايج بدست آمد كه پارامتر قطر لوله ورودي انباره، بيشترين تاثير را روي افت انتقال صوت انباره داشته و همچنين ميزان ميانگين افت انتقال صوت، بعد از بهسازي پارامترهاي هندسي انباره از 16.8 دسيبل به 19.6 دسيبل افزايش يافته و از اين طريق باعث بهبود عملكرد آكوستيكي انباره شده است.

195392

دانشگاه علم و صنعت ايران

مهندسي ماشين هاي ريلي

دكتر داوود يونسيان