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消声器的基本原理

消声器是指可用于同时具有噪声传输的气流管道，如有吸声衬里的管道、弯头或截面积突然变化等声阻抗不连续的管道，以衰减或反射管道内噪声的降噪装置。

大多数人都知道，只有少数人懂

当谈到声波时，我们需要解释它们产生的机制：我们需要对声音做一个简短的介绍。

声音的三大要素是：声源、传播和接收。传播依赖于媒介，如空气、水和钢管等物质；声源是激发介质振动的物体。例如，排气声波是由发动机排出的废气在排气管中振动而产生的。而人耳是一种接收装置。

介质的振动产生稀疏和密集的分子区域，这就是通常所说的声波（类似于水波）。相邻分子密集区（或稀疏区）之间的距离；当您将手放在消声器的出口部分时，您会感觉到压力间歇性地增加和减少；较大的是密集区域，较小的是稀疏区域)决定了声波的频率。这个距离越长，声音频率越低（低频）；这个距离越短，声音的频率（高频）就越高。在GT分析中，排气噪声频率一般不超过1000赫兹（如果噪声频率超过1000赫兹，GT的精度会下降）。其中，100赫兹以下的部分可视为低频，100 ~ 300赫兹为中频，300赫兹以上为高频。这与音乐中通常的低、中、高频的划分不同。声音的音量用分贝表示。一个人说话的正常声音大约是60到70分贝，而F1赛车的声音可以达到100到110分贝。

产生噪音的原因

首先，让我们了解一下发动机是如何工作的。普通的四冲程发动机有四个工作阶段：“1-进气”，“2-压缩”，“3-点火”和“4-排气”，在两个相邻的排气过程之间还有另外三个工作步骤。因此，排气管中的气体压力不连续。不连续气体压力的产生导致气体分子的稀疏密集区域，这与前面提到的声音产生机制相同。因此，排气声是由发动机排气的周期性排放产生的。

排气声的特点

排气声分为两部分：一部分与发动机的周期性旋转有关，称为秩序声；另一部分是废气流动后再排入空气中所产生的嘶嘶声，称为气流声。改良后的排气所追求的迷人声波都是八度音。要突出次序声，就要减少气流声。常用的方法是用吸音棉吸音，加厚排气管，降低废气的流速，从而降低气流声。

顺序音可以进一步分为许多部分。根据发动机汽缸数量的不同，其名称的顺序发音也有所不同。例如，四缸发动机对应二、四、六阶音，而六缸发动机又进一步分为三、六、九阶音等。专业的排气声设计通常是通过专业的设备将排气声记录下来，并对其进行分析，得到一个彩色光谱图。以某四缸发动机排气声音的色谱图为例：

蓝色表示低声音，红色表示高声音，横轴方向表示声音频率，纵轴方向表示发动机转速。图中的黄色点代表气流声。例如，1200 ~ 1500赫兹的排气声波频带都是气流声。图中50到450赫兹范围内的斜线表示八度。第一条明显的对角线代表二次谐波。第二阶段是第四阶段，以此类推。一般来说，深沉而有力的排气声的能量集中在前两个阶段（即第二和第四阶段）。高音、清脆的排气声波集中在更高阶（第6、8、10、12甚至更高阶）。