S195柴油机改进设计
摘要
本文由两部分组成，第一部分内容介绍了S195柴油机的外观造型；第二部介绍了S195柴油机的排气噪声，并对其采用不同消声器后的噪声频谱和声场分布做了理论和试验分析。
在第一部分中根据S195柴油机造型比较陈旧，不符合消费者审美要求的状况，运用现代设计方法和手段——绿色设计、计算机辅助设计和工业设计——对其进行改进设计，并根据S195柴油机工作环境的独特性对其重新搭配色彩，使之外观造型更具特色。同时，努力减小对环境的污染。
第二部分对S195柴油机的排气噪声进行了详细试验和理论研究。通过试验测量了S195柴油机的排气噪声频谱，并且对采用不同膨胀比消声器的消声效果进行了试验研究。此外，研究了不同穿孔板位置对简单膨胀腔消声器排气噪声的影响。运用有限元方法对消声器的声场进行分析，并同试验结果对比。由于对计算模型进行了简化，所以计算结果同试验结果有差异，但是两者的趋势是一致的。
The paper is composed with two parts. In the first, the exterior of the SI95 diesel engine has been introduced. In the second, the exhausted noise of SI95 diesel engine with or without muffler was analyzed according to theoretics and experiment datum.
Because the exterior of the S195 diesel engine is too behind the times, and cannot meet customer, the exterior of the S195 diesel engine has been improved, with the modern design methods, including Green Design, CAD, and Industry Design. According to the unique work condition of the S195 diesel engine, the colors were arranged again. All this made the exterior of the SI 95 diesel engine look better and in a class by itself, and made the pollution of the SI 95 be minimal.
The exhausted noise of SI95 diesel engine was analyzed in details according to theoretics and experiment datum. In the experiment, we measured the frequency of the exhausted noise, and studied the muffler influence with the different rate of expansion. In addition, the paper presented the influence of different shutter positions to the simple expansion cavity muffler. Using the Finite Element Method, the paper analyzed the sound field of the muffler, and contrasted the analysis result to the experiment datum. The predigestion of the computation model made the difference between the analysis result and experiment datum. But the trends of the two are coincident.
在第一部分中根据S195柴油机造型比较陈旧，不符合消费者审美要求的状况，运用现代设计方法和手段——绿色设计、计算机辅助设计和工业设计——对其进行改进设计，并根据S195柴油机工作环境的独特性对其重新搭配色彩，使之外观造型更具特色。同时，努力减小对环境的污染。
第二部分对S195柴油机的排气噪声进行了详细试验和理论研究。通过试验测量了S195柴油机的排气噪声频谱，并且对采用不同膨胀比消声器的消声效果进行了试验研究。此外，研究了不同穿孔板位置对简单膨胀腔消声器排气噪声的影响。运用有限元方法对消声器的声场进行分析，并同试验结果对比。由于对计算模型进行了简化，所以计算结果同试验结果有差异，但是两者的趋势是一致的。
The paper is composed with two parts. In the first, the exterior of the SI95 diesel engine has been introduced. In the second, the exhausted noise of SI95 diesel engine with or without muffler was analyzed according to theoretics and experiment datum.
Because the exterior of the S195 diesel engine is too behind the times, and cannot meet customer, the exterior of the S195 diesel engine has been improved, with the modern design methods, including Green Design, CAD, and Industry Design. According to the unique work condition of the S195 diesel engine, the colors were arranged again. All this made the exterior of the SI 95 diesel engine look better and in a class by itself, and made the pollution of the SI 95 be minimal.
The exhausted noise of SI95 diesel engine was analyzed in details according to theoretics and experiment datum. In the experiment, we measured the frequency of the exhausted noise, and studied the muffler influence with the different rate of expansion. In addition, the paper presented the influence of different shutter positions to the simple expansion cavity muffler. Using the Finite Element Method, the paper analyzed the sound field of the muffler, and contrasted the analysis result to the experiment datum. The predigestion of the computation model made the difference between the analysis result and experiment datum. But the trends of the two are coincident.
引文
1 翁祖亮，我国内燃机产品与技术发展预测，内燃机工程，1999．3
2 邵仁恩，95系列单缸柴油机的发展探讨，内燃机工程，1999．3
3 高敏等，产品造型设计，机械工业出版社，1992
4 郑应杰，张晓明，工业品设计美学，黑龙江科学技术出版社，1998．5
5 马大猷 主编，噪声控制学，科学出版社，1987年
6 黎志勤、黎苏 编著，汽车排气系统噪声与消声器设计，中国环境科学出版社，1991
7 Miguel Arana and Amando Garcia, A Social Survey on the Effects of Environmental Noise on the Residents of Pamplona, Spain, Applied Acoustics,Vol.53,No.4,pp.245-253,1998
8 朱孟华 编著，内燃机振动与噪声控制，国防工业出版社，1995年
9 刘廷振、杜阳、赵宝道、任越光，东方红LR6105柴油机新型排气消声器的研制，小型内燃机，1999年第6期
10 吴永明，沈建华，赵慧，邓秋军，计算机辅助设计基础，高等教育出版社，2000．7
11 殷国富，陈永华编著，计算机辅助设计技术与应用，科学出版社，2000
12 孙苏榕著，计算机辅助产品造型设计，中国纺织大学出版社，2000．4
13 蔡军，梁梅编著，工业设计史，黑龙江科学技术出版社，1996．10
14 周敬煌，工业设计(工业产品发展之依据)(第二版)，大陆书店(台北)，1980
15 何人可，工业设计史，北京理工大学出版社，1991
16 方丹群 董金英 主编，噪声控制114例，劳动人事出版社，1985年
17 蒋德明 编著，内燃机中的气体流动，机械工业出版社，1986年
18 苏清祖 田冬莲，净化进化消声器压力损失计算方法，汽车工程，1999年No．1
19 石晓晖、余成波、龚培康，姚常吉，消声器的研究与实验方法，汽车研究与开发，1997年第3期
20 张猛 宋德耀 钟芳源，脉动气流条件下消声器特性研究的试验装置及初步结果，噪声与振动控制，1998年第六期
21 中田辉男，降低柴油机振动噪声技术的最近动向，国外内燃机，2000年第4期
22 Ghosh B B、chaudhury J T、Baneriee T K，控制柴油机噪声的消声器的研制，国外内燃机，2000年第4期
23 蓝军、陈锦祥、张殿昌、王伟生、王海铭，125mL摩托车发动机噪声分析，小型内燃机，2000年第4期
24 任彦领，降低柴油机噪声的试验研究，内燃机，1999年第3期
25 何渝生 主编，汽车噪声控制，机械工业出版社，1995
26 M．J．左克罗、J．D.霍夫曼 著，气体动力学，国防工业出版社，1984
27 Masahiko Kondo, Shuji Kimura, Izuho Hirano, Youichi Uraki, Ryoichi Maeda, Denelopment of noise reduction technologies for a small direct-injection diesel engine, JSAE Review 21 (2000)
28 P.O.A.L.Davies and K.R.Holland, I.C. ENGINE INTAKE AND EXHAUST NOISE ASSESSMENT,,Journal of Sound and Vibration(1999)223(3),425-444
29 M.L.Munjal, ANALYSIS AND DESIGN OF MUFFLERS--AN OVERVIEW OF RESEARCH AT THE INDIAN INSTITUTE OF SCIENCE, Journal of Sound and Vibration(1998)211(3),425-433
30 任越光、刘延振、姜哲、郭骅，S195柴油机用新型排气消声器，小型内燃机，1998年(第27卷)第2期
31 马强、季振林、张志华，边界元法与特征线法联合用于内燃机排气噪声预报及消声器声学性能分析，内燃机学报，第15卷(1997)第1期
32 邵延昕、袁照月、杜欣，汽车消声器静态声学特征研究，汽车工艺与材料，1998年第6期
33 曾文贤，手扶拖拉机排气消声器设计与试验研究，福州大学学报(自然科学版)，第25期第6期1997年12月
34 Hisashi Ozawa, Teruo Nakada, cylinder pressure excitation for analyzing the noise characteristics of the engine structure, JSAE Review 20(1999)
35 Izuho Hirano, Masahiko Kondo, Youichi Uraki, Yasuyuki Asahara, Using multiple regression analysis to estimate the contributions of engine-radiated noise components, JASE Review 20(1999)
36 方卓毅，自适应有源降噪技术在汽车上应用的研究，硕士学位论文，1998．1
37 余自涛，单缸柴油机排气噪声的理论与实验研究，硕士学位论文，2000．2
38 刘志峰，刘光复，绿色设计，机械工业出版社，1999．11
39 刘光复，刘志峰，李钢，绿色设计与绿色制造，机械工业出版社，1999．9
40 王玉林，苏全忠，曲远方，产品造型设计材料与工艺，天津大学出版社，1994
41 蓝军，摩托车及其发动机振动噪声研究，博士学位论文，2001．4
42 方丹群，王文奇，孙家麒编著，噪声控制，北京出版社，1986．2
43 顾柏良，唐振声 等译，BOSCH汽车工程手册，北京理工大学出版社，1999．1
44 张重超，轴对称声学问题的有限元素法，噪声与振动控制，1985年第二期
45 潘敦银，抗性消声器设计的几个问题，噪声与振动控制，1985．5
2 邵仁恩，95系列单缸柴油机的发展探讨，内燃机工程，1999．3
3 高敏等，产品造型设计，机械工业出版社，1992
4 郑应杰，张晓明，工业品设计美学，黑龙江科学技术出版社，1998．5
5 马大猷 主编，噪声控制学，科学出版社，1987年
6 黎志勤、黎苏 编著，汽车排气系统噪声与消声器设计，中国环境科学出版社，1991
7 Miguel Arana and Amando Garcia, A Social Survey on the Effects of Environmental Noise on the Residents of Pamplona, Spain, Applied Acoustics,Vol.53,No.4,pp.245-253,1998
8 朱孟华 编著，内燃机振动与噪声控制，国防工业出版社，1995年
9 刘廷振、杜阳、赵宝道、任越光，东方红LR6105柴油机新型排气消声器的研制，小型内燃机，1999年第6期
10 吴永明，沈建华，赵慧，邓秋军，计算机辅助设计基础，高等教育出版社，2000．7
11 殷国富，陈永华编著，计算机辅助设计技术与应用，科学出版社，2000
12 孙苏榕著，计算机辅助产品造型设计，中国纺织大学出版社，2000．4
13 蔡军，梁梅编著，工业设计史，黑龙江科学技术出版社，1996．10
14 周敬煌，工业设计(工业产品发展之依据)(第二版)，大陆书店(台北)，1980
15 何人可，工业设计史，北京理工大学出版社，1991
16 方丹群 董金英 主编，噪声控制114例，劳动人事出版社，1985年
17 蒋德明 编著，内燃机中的气体流动，机械工业出版社，1986年
18 苏清祖 田冬莲，净化进化消声器压力损失计算方法，汽车工程，1999年No．1
19 石晓晖、余成波、龚培康，姚常吉，消声器的研究与实验方法，汽车研究与开发，1997年第3期
20 张猛 宋德耀 钟芳源，脉动气流条件下消声器特性研究的试验装置及初步结果，噪声与振动控制，1998年第六期
21 中田辉男，降低柴油机振动噪声技术的最近动向，国外内燃机，2000年第4期
22 Ghosh B B、chaudhury J T、Baneriee T K，控制柴油机噪声的消声器的研制，国外内燃机，2000年第4期
23 蓝军、陈锦祥、张殿昌、王伟生、王海铭，125mL摩托车发动机噪声分析，小型内燃机，2000年第4期
24 任彦领，降低柴油机噪声的试验研究，内燃机，1999年第3期
25 何渝生 主编，汽车噪声控制，机械工业出版社，1995
26 M．J．左克罗、J．D.霍夫曼 著，气体动力学，国防工业出版社，1984
27 Masahiko Kondo, Shuji Kimura, Izuho Hirano, Youichi Uraki, Ryoichi Maeda, Denelopment of noise reduction technologies for a small direct-injection diesel engine, JSAE Review 21 (2000)
28 P.O.A.L.Davies and K.R.Holland, I.C. ENGINE INTAKE AND EXHAUST NOISE ASSESSMENT,,Journal of Sound and Vibration(1999)223(3),425-444
29 M.L.Munjal, ANALYSIS AND DESIGN OF MUFFLERS--AN OVERVIEW OF RESEARCH AT THE INDIAN INSTITUTE OF SCIENCE, Journal of Sound and Vibration(1998)211(3),425-433
30 任越光、刘延振、姜哲、郭骅，S195柴油机用新型排气消声器，小型内燃机，1998年(第27卷)第2期
31 马强、季振林、张志华，边界元法与特征线法联合用于内燃机排气噪声预报及消声器声学性能分析，内燃机学报，第15卷(1997)第1期
32 邵延昕、袁照月、杜欣，汽车消声器静态声学特征研究，汽车工艺与材料，1998年第6期
33 曾文贤，手扶拖拉机排气消声器设计与试验研究，福州大学学报(自然科学版)，第25期第6期1997年12月
34 Hisashi Ozawa, Teruo Nakada, cylinder pressure excitation for analyzing the noise characteristics of the engine structure, JSAE Review 20(1999)
35 Izuho Hirano, Masahiko Kondo, Youichi Uraki, Yasuyuki Asahara, Using multiple regression analysis to estimate the contributions of engine-radiated noise components, JASE Review 20(1999)
36 方卓毅，自适应有源降噪技术在汽车上应用的研究，硕士学位论文，1998．1
37 余自涛，单缸柴油机排气噪声的理论与实验研究，硕士学位论文，2000．2
38 刘志峰，刘光复，绿色设计，机械工业出版社，1999．11
39 刘光复，刘志峰，李钢，绿色设计与绿色制造，机械工业出版社，1999．9
40 王玉林，苏全忠，曲远方，产品造型设计材料与工艺，天津大学出版社，1994
41 蓝军，摩托车及其发动机振动噪声研究，博士学位论文，2001．4
42 方丹群，王文奇，孙家麒编著，噪声控制，北京出版社，1986．2
43 顾柏良，唐振声 等译，BOSCH汽车工程手册，北京理工大学出版社，1999．1
44 张重超，轴对称声学问题的有限元素法，噪声与振动控制，1985年第二期
45 潘敦银，抗性消声器设计的几个问题，噪声与振动控制，1985．5