声源可靠密封，是试验成功的保证。试验开始前，首先应对试验可靠性进行验证：1）本底噪声测试。测试声源出口开放和封闭两种工况下环境本底噪声。 结果显示声源出口封闭时本底噪声为24dB，与目标噪声（声源出口开放）差值在20db 以上，说明声源密封能满足试验要求。2）一致性测试。由减声量定义可知，减声量大小与声源大小、类型无关，运用这一特性可确定台架可靠性。将空滤与声源按 试验要求安装，分别给予声源不同类型（白噪声、粉红噪声）和不同幅值激励，测量得到系统减声量一致。
图 3 减声量试验台架
优化研究主要关心频率在1000Hz 以下。测试过程中，声源采用白噪声激励，声压信号采样频率4096Hz，信号长度25S。为考察各消声措施对系统减声量影响，试验方案如下：1）空滤进气 口末端加入导流管；2）在前者基础上增加长度260mm 和300mm 波长管；3）在前者基础上，在导流管开孔。
4.2 数据分析
图 4 为原型和增加导流管后空滤减声量试验结果。增加导流管后在620Hz 频段减声量平缓上升约8Hz，原型在620Hz 的波谷被抑制，与预期效果较吻合；但导流管使得减声量800Hz 以后下降了8~10Hz。
图 4 导流管对减声量影响
加装两个1/4 波长管后如图5，减声量在280 和300Hz 出现峰值，分别比原型增加8dB 和15dB； 840Hz和900Hz 的峰值是由波长管2 阶共振频率引起的。波长管能针对特定频率大幅减声量（幅度与波长管截面与主管截面比值有关[4]），同时也会引起共振频率附近频率减声量骤减，如在 300Hz 附近频段减声量的提高直接导致250Hz 减声量骤降25Hz。在设计波长管截面时，应考虑这种负面效应。
图5 波长管对减声量影响
导流管上小孔结构使得曲线在690Hz 产生峰值，且在680~850Hz 较宽范围内提高减声量，如图6。实际共振频率与理论计算的偏差与小孔位置空腔不规则和打孔时误差有关。穿孔板结构的消声能力与小孔数量成正比关系，当将导 流管侧面穿孔结构封闭，小孔数减少一半即8 孔，对应680~850Hz 减声量下降了2~3dB。受到导流管上开小孔影响，650Hz 前频率段减声量略有下降。
图 6 穿孔板结构对减声量影响
以上分析可知3 种消声措施在各自理论预估的共振频率效果都比较理想，但在共振频率外一定频率段会使减声量有所下降，下降幅值和增加幅值有关。将以上消声措施逐级增加到空 滤原型上，综合效果如图7。特定频率减声量的增减，往往由几个消声措施相互叠加或抵消的综合效应决定。以600Hz 为例，该频率处在导流管有效作用频率范围和穿孔结构负效应范围，只有导流管时，减声量达到50db 比原型提高6dB，而保持导流管并加入穿孔结构后抵消了部分消声效果，减声量仅有46dB，比原型仅高出2dB。所以，在设计消声结构时，应考虑到结构产 生的负效应，适当设计消声效果（幅值），避免非共振频率减声量骤减及消声措施间效果互相抵消，降低系统整体消声能力。
在原型上增加全部三种消声措施，有效提高空滤消声效果在保持原空滤宽频带较高的消声效果的同时，有效提高在295Hz、620Hz 和750Hz 下减声量，达到了较为满意的效果，对原空滤结构改动是比较成功的。
图 7 采取消声措施后减声量试验结果
5 小结
运用减声量试验对空滤减声量进行优化，分别讨论了插入管（导流管）、1/4 波长管和穿孔板结构三种消声措施，并同时应用多种消声措施优化空滤消声性能。试验结果表明应用以上结构改造空滤原型后得到较满意的消声效果。
文中讨论了波长管安装位置、穿孔结构孔数等对减声量影响，并比较了几种消声措施综合效果。一般消声措施在其共振频率范围能提高减声量，但同时会引 起附近频率减声量下降，在设计消声结构时应考虑到结构之间相互作用，提高整体消声效果。减声量试验方法和结果分析对空滤消声的工程应用起到良好的指导作 用。
参考文献
【1】贾维新，郝志勇. 空滤器声学性能预测及低频噪声研究. 内燃机工程2006.10.
【2】庞剑. 汽车噪声与振动. 北京理工大学出版社.
【3】Ronaldo F. Nunes, Celso F. Noguelra and Marcos A. Argentino, Dieter Hackenbroich. Development of an air intake system using vibro-acoustics numerical modeling. SAE2001
【4】何琳，朱海潮. 声学理论与工程应用. 科学出版社
