（光学工程专业论文）汽车排气消声器数据库的建立.pdf

武汉理l ：大学硕士论文 摘要 随着互联网的发展，在各行各业，电子计算机技术已经取得了广泛的应用， 数据库技术作为其核心和基础，已应用于很多科研机构和企业。经过多年的发展， 已经在社会中产生了一定的经济推动作用，a c c e s s 数据库是美国m i c r o s o f t 公司 推出的数据库管理系统，它具有很强的数据组织和用户管理功能，并能完善的处 理不同的数据库对象。其强大的数据处理功能使之具有很强的安全机制，如事务 处理出错回滚能力。不仅如此，它还可以便捷的生成不同的数据对象，在其基 础上建立窗体和报表，具有良好的可视性。作为o 伍c e 产品中的一员，可以与 o 珩c e 其他软件实现无缝连接。通过w e b 检索和发布数据，可以实现与i n t e r n e t 的连接。a c c e s s 数据库主要应用于中小型应用系统。 广泛收集现有各种车型汽车排气消声器信息并进行分析和整理，相关数据存 入到a c c e s s 数据库中，用v b 软件进行编程，实现联机事务处理，通过对消声器 的结构分析、声学分析以及所对应的相应参数进行统计，设计一个实用的汽车排 气消声器数据库，为科研人员进行消声器研发设计提供技术指导和借鉴。 调查和分析某消声器企业的研发情况，了解其相关产品信息，明确用户的使 用要求，从而形成规范。对用户要求描述的消声器，通过对其整理、绘图和建模， 建立抽象的消声器概念模型，避免细节上的划分。创立一个适应于a c c e s s 数据库 管理系统所支持的逻辑数据模式。同时，还需要建立与之相对应的子逻辑模式。 通过a c c e s s 数据库建立了汽车排气消声器数据库，该数据库包括用户管理、 录入、查询、维护四个功能模块，实现了消声器样品资料的录入、储存、查询以 及管理功能。通过对现有样品的建模和分析；导入到数据库中，方便了广大科研 学者的研究工作。通过将消声器样品的图像、性能分析结果、描述说明等储存在 汽车排气消声器数据库中，从而避免了在实际研究过程中的大量重复工作，方便 了研究人员对汽车排气消声器的性能研究、科研总结以及论文的撰写。 建立了汽车排气消声器数据库，输入消声器性能参数，如腔数、容积、是否 主副消等进行查询，可以比较快捷的查询到相关原始资料以及分析结果。通过汽 车排气消声器数据库的建立，实现了电子化管理，相关数据的共享，并达到了预 期效果，通过对汽车排气消声器数据库的资料进行整理，给出能提高消声器性能 的切实可行的依据，为研发人员提供技术指导和借鉴。 关键词：汽车排气消声器，数据库，v b 编程，传递损失 武汉理工大学硕十论文 a bs t r a c t w i t ht h er a p i dd e v e l o p m e n to fc o m p u t e rt e c h n o l o g y ，t h ea p p l i c a t i o n so f c o m p u t e ra l s ow i l lb ee x p a n d e d o b v i o u s l y t h ec o m p u t e rh a sb e c o m eaw i d e l yu s e d t o o la n dp l a ya l li m p o r t a n tr o l ei na l lw a l k so fl i f e t h em o s tc o m m o nw o r ko f t h e c o m p u t e ri sn o t h i n gm o r et h a ns t o r a g e ，l o g g i n g ，s t a t i s t i c s ，m o d i f y ，q u e r ya n d s o o n f o re x a m p l e ，t h ee m p l o y e er e c o r d sm a n a g e m e n t ，t h es c h o o ll i b r a r ym a n a g e m e n t a n dt h ed e v i c e sm a n a g e m e n to ff a c t o r y w h i c ha l lh a v et h en e e df o ral a r g en u m b e r o f d a t ao p e r a t i o n s t h u s ，t h ed a t a b a s eh a sb e c o m et h ec o r ea n df o u n da c t i o no fam o d e m c o m p u t e ra p p l i c a t i o ns y s t e m sa n dc o m p u t e ri n f o r m a t i o ns y s t e m s i t i sa l s oa ni n t e g r a l p a r to f t h em o d e mi n f o r m a t i o nt e c h n o l o g y r e s e a r c ho nd a t a b a s ec r e a t i o na n dt h e m o d e lo f b u i l d i n gd a t a b a s ea r ei n c r e a s i n g l yb e c o m i n ga ni m p o r t a n ta s p e c to f c o m p u t e ra p p l i c a t i o n s n o wa c c e s sd a t a b a s e h a sb e c o m em o r ec o m m o nf o r mo f m e d i u mo rs m a l ld a t a b a s e t oe s t a b l i s ha c c e s sd a t a b a s eo fa u t o m o b i l ee x h a u s tm r f f l e l s oa st or e a l i z ef i v e o b j e c t i o n s ：e f f e c t i v e l ym a n a g e d a t a ，u t i l i z ed a t a ，s t a t i s t i c sa n di n q u e s td a t a ，d a t a s h a r i n gb yi n t e r n e tt e c h n o l o g y a c c o r d i n gt ot h er e s u l to fi n v e s t i g a t i o na n da n a l y s i s ，l o o ki n t ot h ei n f o r m a t i o n a b o u ta u t o m o b i l ee x h a u s tm u f f l e r , u n d e r s t a n dc u s t o m e r sr e q u i r e m e n ta n dm a k ea s t a n d a r d ，t h r o u g h i t s a r r a n g e m e n t ，d r a w i n ga n dm o d e l i n g , e s t a b l i s ht h e a b s t r a c t c o n c e p to ft h em u f f l e rm o d e l ，a v o i dt h ed e t a i l s a r ec l a s s i f i e d t h r o u g ht h ed e s i g n , c o l l e c tt h em u f f l e rr e l e v a n td a t a , b u i l dac a re x h a u s tm u f f l e rd a t a b a s e , v 耐匆t h e r a t i o n a l i t yo f t h ea u t o m o b i l ee x h a u s tm u f f l e rd a t a b a s et h r o u g hp r o f e s s i o n a li n s p e c t i o n i t ss oi m p o r t a n tf o ru st ob u i l da n dc o n t i n u et ob u i l da u t o m o b i l ee x h a u s tm u f f l e r t h r o u g ht h ea c c e s sd a t a b a s ee s t a b l i s h e dt h ea u t o m o b i l ee x h a u s tm u f f l e r d a t a b a s e t h a ti n c l u d eu s e rm a n a g e m e n t ，t h ee n t r y , i n q u i r y , m a i n t a i nf o u rf u n c t i o nm o d u l e ， i m p l e m e n tt h em u f f l e rs a m p l ed a t a , t h ei n p u t , s t o r a g e , a n dm a n a g e m e n tf u n c t i o n s t h r o u g ht h ea u t o m o b i l ee x h a u s tm u f f l e rt h ed a t a b a s ee s t a b l i s h m e n t ，r e a l i z e t h e e l e c t r o n i cm a n a g e m e n t , t h er e l e v a n td a t ao fs h a r i n g , a n dr e a c ht h ee x p e c t e de f f e c t , t h r o u g ht ot h ec a re x h a u s tm u f f l e rd a t a b a s ed a t as o r t i n g , g i v ec a ni m p r o v et h em u f f l e r p e r f o r m a n c ef e a s i b l eb a s i s ，f o rr e s e a r c h a n dd e v e l o p m e n tp e r s o n n e lt op r o v i d e t e c h n i c a lg u i d a n c ea n dr e f e r e n c e k e y w o r d s ：a u t o m o b i l ee x h a u s tm u f f l e r , d a t a b a s e , v bp r o g r a m m i n g , t r a n s m i s s i o nl o s s i i 武汉理工人学硕士学位论文 1 1 前言 1 1 1 数据库发展历程 第1 章绪论 随着计算机技术的发展，计算机管理规模开始慢慢扩大，应用范围也开始覆 盖各个领域，在近5 0 年的发展中，数据库技术经历了以下三个阶段，初期的网 状、层次数据库，随后的关系数据库系统，以及现在主要使用的面向对象模型数 据库系统【1 1 。 面向对象技术在与现今的数据库结合过程中，通过两种途径来实现：一种途 径就是在某种语言基础上增加数据库功能，但其不支持s q l 语言，另一种就是 将传统的数据库加以扩展，拥有较好的通用性，并支持复杂对象的复杂行为，是 传统关系数据库技术和对象技术的最佳融合方式【2 】。 随着市场的需求和科技的发展，数据库技术也在不停的前进，当前数据库技 术是在已有的成果和技术上不断更新，对传统的d b m s 主要在于不同层次的扩 充，新的科学技术的发展也对数据库技术产生了重大影响【3 】。 数据库系统的核心任务是数据管理，但并不是一开始就有数据库技术的，它 的产生与发展是随着数据库管理技术的不断发展而逐步形成的。数据处理和数据 管理的发展经历了4 个阶段。 1 1 2 数据库系统的组成 数据库系统主要由以下几部分组成：计算机硬件、数据库、应用程序、管理 系统以及相关用户。如下图 图1 - 1 数据库系统组成 武汉理工人学硕士学位论文 计算机硬件系统是数据库的运行基础，是进行数据存储和系统管理的平台， 其组成成分包括主机、网络、存储设备及计算机网络环境等【5 】。 数据库管理系统主要作用是进行存取、管理和维护，对计算机硬件提供的资 源进行统一调度和维护。将这些数据库资源与相关用户相互隔离，是整个数据库 系统的核心组成部分。 应用程序是相关用户在计算机硬件设备上通过相关软件和程序开发的另一 个新的应用软件。 用户是指进行系统维护、管理以及相关使用人员的统称，通常包括管理人员、 应用程序员和终端用户。 综上所述，数据库中包含的数据是存储在计算机硬件上的资源的集合，通过 相关人员的维护和管理，提供给终端用户的一个使用平台。 1 1 3 a c c e s s 数据库 a c c e s s 是微软与1 9 9 4 年推出了基于w i n d o w s 桌面操作系统的数据库，它具 有操作简单、界面有好、易学易用等特点。提供各种单元模块方便建库，从而使 数据库的建立更加方便快捷，并能很好的完成数据库建立和管理任务【6 】。 a c c e s s 数据库的主要特点有：1 ，单一的存储方式，其文件后缀为( m d b ) - 格式，方便文件之间的相互转化；2 ，很强的扩展功能，极大的方便和简化了开 发工作；3 ，a c c e s s 风格和w i n d o w s 一样，直观方便；4 ，a c c e s s 在w i n d o w s 系统 上开发的，系统环境帮助开发人员提高了工作效率；5 ，a c c e s s 支持o p e nd a t a b a s e c o n n e c t i v i t y ，利用a c c e s s 所拥有的强大的动态数据交换和对象的联接、嵌入特 性，可以将声音、图片、w o r d 文档和e x c e l 表格嵌入到数据库中，同时还能够建 立动态的窗体和报表等，使用户界面更加直观。 由于& c c e s s 是桌面数据库，只适合于处理少量的数据，在单机访问时效果好、 效率高，但处理大量数据时会影响其性能，因此适合于中小型应用系统。因此在 数据库的搭建过程中选用a c c e s s 数据库能满足汽车排气消声器数据库的使用要 求。 1 1 4 汽车排气消声器数据库建立的必要性 从中国第一辆汽车下线以来，中国汽车业已经走过了5 6 年的风风雨雨，历 尽艰苦，站在快速发展的跑道上，改革开放以来，国内汽车品牌如雨后春笋般的 遍地发展起来，形成了一些具有自主创新，国际水平的自主品牌，只有不断提高 自主创新能力，中国的汽车企业才有未来。 汽车排气消声器的主要作用是降低发动机的排气噪声，同时能够使废气完全 2 武汉理工大学硕士学位论文 有效的排出去。汽车排气消声器作为排气管的一部分，还必须保证排气通畅，不 影响发动机工作效率，由于其工作环境的温度较高，其材质也需要耐高温，并保 证汽车排气消声器在有效期内稳定的发挥其作用。对于一辆高性能的汽车来说， 一个好的消声器能保证其乘驾人员的舒适性，同时也可以减少更多的噪声污染。 因此，汽车排气消声器对汽车来说也发挥着重要的作用，而如何设计一个合理的 消声器也是现在许多相关人员所面临的难题。 目前国内拥有消声器生产厂家1 0 0 多家，内资企业占绝大多数，年生产量在 1 6 0 0 万件以上。汽车排气消声器生产和研发水平参差不齐，传统的仓库仍占主 流地位，还处于少量样本的开发和研究阶段，因此构建一个合理的汽车排气消声 器数据库将有利于学者分析和处理一些汽车排气消声器的研究难题，将汽车排气 消声器性能以更加直观的文字或者图片形式表示出来，方便讨论。通过对已有的 消声器进行分类总结，了解其性能参数，进行g t - 建模，声学分析，传递损失， 对所做的处理给予归纳总结。 构建一个合理的汽车排气消声器数据库有利于产业的健康快速发展，进入 2 l 世纪以来，计算机技术飞速发展，日新月异，而快速前沿的资料将引导汽车 排气消声器的正确发展，如果能将消声器产品与网络技术融合，将会加速提高汽 车排气消声器的研发进度和研发能力。建立一个汽车排气消声器数据库就显得迫 在眉睫了。 1 2 研究现状 1 2 1 国外现状 自1 9 6 9 年第一个d b m s 系统i m s 成功开发出来以后，数据库的研究已经 经历了4 0 多年的发展，经历了三代的变革，还在不停的以新的形式应用于各行 各业，作为计算机信息技术的核心和基础，对世界经济产业的贡献也是有目共睹 的，拥有上千亿美元的产业链 7 1 。 武汉理j ：大学硕士学位论文 图1 2 世界各国数据库分布图 欧共体于2 0 0 1 年以来对当前数据库的调查统计显示欧洲国家拥有1 万多个 数据库，而作为最大经济体的美国所拥有数据库的数量占世界上一半左右。算上 其他类别的信息服务行业产出，其对欧洲的贡献远低于美国，在汽车排气消声器 方面的运用也少之又少。在欧洲，数据库对金融和商业信息的贡献超过9 0 ，对 其他行业所产生的经济效益也在逐年提高，数据库也开始慢慢运用于生产业。据 现有资料显示，欧共体在数据库、网络服务、信息服务方面至少比美国落后3 到5 年，商业规模也不到美国的一半，在今后的应用中也将加快信息服务行业的 发展，将其与实体产业联系起来【8 】。 美国是现今世界各国中数据库产业链起步较早的国家之一，但其发展速度相 当快，不论其数据库的数量、水平、种类，还是其对经济的贡献都处于世界领先 水平。从最开使应用于服务行业，到现在对于科学研究、工业、农业的广泛使用， 正扮演着越来越重要的角色，同样也是美国经济保持强盛的动力之一。 2 0 世纪后期，欧洲主要国家德、英、法以及处于经济腾飞期的日本也开始 意识到数据库对于经济的推动作用，开始进行数据库的研究和应用，经过一段时 间的发展，其对于经济的贡献也显现出来，随后的资料显示，9 0 年代术期，计 算机服务行业对经济的推动超过一个百分点，体现出快速发展的趋势。欧洲数据 库产业链能取得快速发展也归功于当时正确的信息站略，经济策略以及当时的国 际环境，特别是欧共体一体化的向前推进【9 】。 1 2 2 国内现状 改革开放以后，我国开始着重科学技术的发展和推广，信息技术产业也开始 呈现出高增长率，达到2 8 左右。由于我国数据库领域起步较晚，现有资源比 较落后，因此主要是引用国外成熟的技术和产品【l o 】。“七五 期间，随着国家对 4 武汉理1 二大学硕士学位论文 数据库产业的大力支持，到1 9 9 5 年底时我国拥有自主知识产权的数据库达到 1 0 8 3 个。为我国的经济发展和社会文明起到了积极的作用。 目前，我国数据库产业也取得对了长足的进步，其容量和个数得到了显著的 发展，由1 9 9 0 年的3 0 0 多个发展到2 0 0 0 年的1 0 0 0 多个，不仅在规模上实现了 飞跃，其技术水平也慢慢与国际接轨，越来越多的数据库应用于中小企业，对地 方经济起到了推动作用，同时，高校和科研机构也开始构建自己的数据库系统， 方便更多的学者进行查阅。 据权威机构统计，进入2 1 世纪以后，我国软件市场取得了飞速的发展，年 销售额达到15 0 亿美元左右，数据库和其他服务类软件所占的比重几乎超过一 半。但大部分市场都被国外的数据库占有，中国高校和科研机构每年要花大约 5 0 亿对国外的数据库进行购买，这个规模逐年呈扩大趋势【l 。国外大型数据库 约有4 0 将他们的数据进行联网处理，而且随着计算机网络服务行业的发展，这 个数据在今后几年将直线上升，对我国数据库行业也进行着冲击。 目前国内的数据库品种少，资料不全，但相对于国外数据库涵盖的数据不适 用性，超高的费用，售后问题的存在以及安全问题，国内的数据库也留有较大的 发展空间，在很多领域，中国的数据库研究和所涵盖的资料都拥有自己的独特性， 对于我国的产业发展也开始提供充足的动力。 随着国家开始重视拥有自主版权的国产数据库软件的开发并将其列入8 6 3 计划，对当前数据库的研究和发展起着积极的推动作用，但我国数据库技术的发 展仍然比较缓慢，特别是国有数据库对市场的贡献少之又少，而好的数据库产品 几乎没有【1 2 】。在面对现今数据库“网络化的过程中，国内大多数的数据库都 没有进行联网处理，大量的有效资源被束之高阁，无形之中是对国家资源的浪费。 电子信息产业已经成为全世界科技竞争实力的标志之一，我国政府早在 1 9 9 2 年就明确表示要把我国电子信息产业发展成为支柱产业，应用于服务、生 产和管理，在1 9 9 7 年4 月1 8 日至2 1 日信息化工作会议上，信息产业部已经提 出了今后发展我国信息产业未来发展方向和基本原则【l 引。现阶段仍然是我国数 据库产业的初步形成阶段，国家机关、各类图书馆、信息部门在当今信息化的更 新换代的过程中都迫切地需要更全面的数据库软件。虽然现在我国数据库产业处 于高速发展的过程，但就其质量与技术水平与国外先进的数据库还有很大的差 距，只有不断提高自主能力，学习并运用国内外先进的数据库技术，才能后来居 上，并为我国电子信息产业的发展贡献自己的力量。 1 2 3 数据库技术在汽车零部件行业的应用现状 目前国外就汽车零部件数据库的应用已进入成熟阶段，大多数的汽车零部件 武汉理j r 大学硕士学位论文 企业和研发机构都建立了自己的数据库。而国内对于这方面的研究尚处于空白， 建立汽车零部件数据库将为汽车相关产业的健康稳定发展提供长久的动力。在此 基础上，本文建立汽车排气消声器数据库，将消声器硬件产品数字化、网络化， 实现在行业内仓储模式技术上的更新换代。 1 3 研究方法及技术路线 根据( ( 2 0 0 8 年汽车排气消声器行业市场报告显示，中国汽车排气消声器 行业处于快速平稳增长期，拥有汽车排气消声器生产厂家1 0 0 多家，几个大型国 有企业占有大部分的市场占有率，相关报道显示，柳州五菱、湖北通达等几个大 型生产企业在2 0 0 7 年左右保持着2 0 左右的增长率【i4 1 。 当今国际环境不断变化，石油、钢铁等原材料的价格都在上涨，外资企业也 开始进入中国市场，将不断冲击原本就薄弱的中国消声器行业，自主创新研发能 力上与国外知名企业还有不小的差距。在国内外不断变化的环境下，中国汽车排 气消声器行业面临着机遇和挑战。国内的许多汽车排气消声器厂家都拥有丰富的 消声器资源，这些消声器资源如果进行整理和分析，不仅在理论上指导我们完成 汽车排气消声器数据库，而且有助于我们对消声器的性能进行分析，给予今后的 研究提供一定的参考性。 本文通过对国内某汽车排气消声器专业生产公司所拥有的消声器样品进行 整理，共对其所提供1 2 个汽车厂家的7 0 多种车型消声器进行分类，整理出大 约1 0 1 0 个消声器样品，绘制了3 3 5 张g t 图，3 2 0 0 多张消声器图片，8 8 0 多 张c a d 图片，对其中的1 0 0 多个产品进行声学处理，进行性能分析和归纳整理。 通过汽车排气消声器理论知识与实践的相结合，对样品进行分类，评估建立消声 器数据库的可能性。 样品个数捎声器图片g t 建模建模 缺失图片一 1 0 1 01 6 33 3 26 7 62 图1 - 3 样品整理 研究方法： 1 ) 调查和分析国内某汽车排气消声器专业生产公司的研发情况，弄清所用消 声器相关数据的基本信息，确定消声器用户对汽车排气消声器数据库系统的使用 要求和各种约束条件等，形成用户需求规约。 6 武汉理： 大学硕士学位论文 2 ) 对相关用户要求描述的消声器，通过对其整理、绘图和建模，建立抽象的 概念数据模型。所建立的模型应避开数据库在计算机上的具体体现，改用某种抽 象的形式表示出来。 3 ) 建立一个适应于a c c e s s 数据库管理系统所支持的语言逻辑数据模式，建 立最初的汽车排气消声器数据库平台。与此同时，为各种数据处理应用领域产生 相应的逻辑子模式编写相关语言。 4 ) 通过v b 编程软件编写服务程序实现其与a c c e s s 数据库之间的连接，对具 体的应用任务选定最合适的读取方法。 5 ) 在上述设计的基础上，广泛收集汽车排气消声器的相关数据并建立一个汽 车排气消声器数据库，通过测试人员的测试来验证数据库设计的正确性、合理性。 6 ) 在汽车排气消声器数据库系统正式投入运行的过程中，通过相关测试人员 不断地对其进行评价与修改。 本文技术路线图如下所示： 图1 4 技术路线图 7 武汉理t 大学硕士学位论文 第2 章汽车排气消声器结构参数 汽车排气消声器是汽车降噪的关键部位，其性能的好坏将直接影响整车的 n v h ( n o i s ea n dv i b r a t i o na n dh a r s h n e s s ) ，在进行汽车排气消声器数据库建立之前， 要充分了解消声器的相关性能参数。并在建立汽车排气消声器数据库前确定各个 参数，如下图： 网 窒 ；l 喇i ；几i 何i , - f y嘉 陵 主塞。兰篓塞塑重量兰茎竺尊垦叁鍪。习 圈冒r 蒙翠 零 垂l蠢j；萎l 薹j羹 巳_己么已。l酝_函 图2 - 1 性能参数图 通过上图可以看到哪些参数是影响消声器性能的主要参照条件，通过这些条 件去评判消声器质量的好坏，为相关研发人员提供切实可行的方案，同时也为建 库提供理论依据。 2 1 消声器结构 消声器结构有以下几种：阻性消声结构、抗性消声结构、阻抗复合消声结构 和扩散消声结构【1 5 1 。 阻性消声器的原理是利用声阻进行消声。一般是利用多孔吸声材料来制作阻 性消声器，当声波通过敷设有吸声材料的管道时，声波将激发多孔吸声材料中众 多小孔内空气分子的振动，由于摩擦阻力和粘滞力的作用，使得一部分声能转化 为热能耗散掉，从而达到消声目的f l6 】。 一瑷弼0i，id荔 一： 翟消声器各腔长度谶|：露晦洛隘怅渡k1一割剐刭 荆彰爹二=驴o争； ；，貉。轧鬻 武汉理工大学硕士学位论文 抗性消声器主要是利用声抗的大小来消声的，利用各种不同形状的管道和腔 室进行适当的组合，提供管道系统的阻抗失配，使声波产生反射或干涉现象，从 而降低由消声器向外辐射的声能【1 7 】。 扩张室消声器利用管道的截面突变引起声阻抗变化，使得部分沿着管道传 播的声波反射回声源；同时，通过腔室和内接管长度的变化，使得向前传播的声 波与在不同管道截面上的反射波之间产生1 8 0 0 的相位差，从而相互干涉，以达 到消声的目的【1 8 】。 混合型消声器即拥有上面两种或两种以上的结构，在性能方面要好于单一结 构的消声器。 2 2 消声器基本参数的设定 排气消声器的主要参数有以下几点j 消声器腔数、消声器容积、消声器进气 管和出气管的直径、内插管的布置、以及吸声材料等。 2 2 1 消声器腔数 对于现在汽车的消声效果来讲，单腔的消声器依然很难满足消音量的要求 了，而大部分的发动机排气消声器则是由多个腔数构成的。随着腔数的不断增加， 发动机的排气被压也在增加，损失的功率也在变大，一旦达到某个值以后就会影 响到发动机的功率，从而降低发动机效率，得不偿失【1 9 1 。 传统的消声器大部分使用2 到4 个腔，腔数越多，生产工艺越复杂，其结构、 性能、工艺都在变差。因此，选用腔数过多的消声器不仅不会带来益处，还会适 得其反。在消声量满足使用要求的情况下，尽可能的选择腔数较小的排气消声器 2 0 1 0 2 2 2 消声器容积 消声器的外形尺寸包括长度和直径，也就是说消声器的体积愈大，消声效果 愈好。但是，由于汽车车身结构的制约，其体积不可能做的很大。因此消声器的 长度主要取决于其内部构造，通常情况下l d = 3 - 5 1 2 。 消声器的横截断面形状一般情况下为圆形，但是由于受车身空间导致布置的 需要也可做成别的形状，比如椭圆形、长方体等。其他形状由于断面工艺性比圆 形差，容易受内部气流影响，故大部分的消声器形状做成圆形。 在消声器总容积一定的条件下，可以适当增加第一腔的容积分配，通过第一 腔容积的分配可以改善消声器的消声性能。此外还可以通过降低气流的脉冲性， 9 武汉理工人学硕士学位论文 使气流参数拥有较充分的平衡空间，以达到减少气流流动阻力损失的目的f 2 2 】。 2 2 3 消声器进出管直径 排气消声器的进气管直径和出气管直径要大于内燃机排气管直径，避免因排 气背压的增高而影响到发动机功率。如果管径设计过大，不仅会消耗掉发动机功 率，还有可能产生再生噪声，导致排气消声器的消声性能进一步下降。 相关资料显示，在实际生活中使用的车辆的排气管直径在5 0 r a m 9 0 r a m 之间， 在使用和研究消声器的过程中要根据所匹配的发动机来衡量其好坏2 3 1 。 2 2 4 消声器的扩张比 消声器的扩张比与消声器进气管直径、出气管直径和消声器外壳有关，扩张 比越大，其所消声效果越好。消声器的设计不仅仅是消声效果好坏的设计，还要 考虑消声器所安装的位置，不能盲目的追求高的扩张比。 在确定消声器的扩张比后，通过内燃机的容积确定所选消声器的容积，从而 确定消声器的长度【2 4 】 2 2 5 消声器各腔长度 如何确定汽车排气消声器第一个腔的长度是很重要的，第一腔除了缓冲内燃 机气流外，还起着消声的主要任务，通常情况下，第一个腔的容积为气缸容积的 1 到3 倍。 当内燃机标定转速小于3 0 0 0 r m i n 时，第一腔的长度则主要考虑高速气流与 进、排气管之间的冲击噪声，其基频率及谐波： f = 七( 式中k 为谐波次数，k = l ，2 ，3 ，n 为内燃机标定转速，i 为汽缸 o u r 数，f 为冲程数) 当内燃机的转速大于3 0 0 0 r m i n 时，第一个腔的主要作用就是消除低频中最 突出的噪声频率【2 5 1 。 消声器容积、扩张比、各腔长度是相互关联的，如果其中一个发生变化，都 会影响到整个消声器的性能。消声器容积的确定和内燃机相关参数有关，消声器 的安装位置则影响其扩容比，如何确定消声器的各腔长度则与发动机频率相关 联。 2 2 6 消声器传递损失和插入损失 消声量的多少是评价汽车排气消声器性能的指标之一，通常使用插入损失和 l o 武汉理工大学硕十学位论文 传递损失来衡量消声效果，插入损失为安装消声器后的计数声级与安装前两者之 差，而传递损失则描述消声器入口与出口之间的声级差【2 6 1 。 传递损失是反映消声器的传递性能，声源和尾管后的阻抗与其并没有任何关 系，并不受其管道和尾管影响，其测量比较复杂。插入损失往往受其出口端阻抗 和声源影响，其测量相对简单。 2 3 本章小结 通过对消声器的结构和主要性能参数介绍，如腔数、容积、进出管直径、扩 张比、各腔长度、消声器结构等。了解消声器的工作原理和设计原理，便于在进 行汽车排气消声器数据库的设计时确定其具体操作方案。同时详细介绍了消声器 结构，这些结构的变化可能导致的性能变化，考虑如何在设计过程中对消声性能 进行优化。为消声器数据库的设计提供理论依据，以及为相关设计人员提供模型 参考。 武汉理t 大学硕士学位论文 第3 章汽车排气消声器数据信息整理 汽车排气消声器是数据库系统操作处理的对象，如何用数据来描述、解释汽 车排气消声器，运用数据库技术表示、处理相关信息，则需要采取相应的方法和 手段进行描述，进而实现最终的操作处理【2 7 1 。 计算机信息处理的对象是消声器，在对其实施处理的过程中，首先应经历了 解、熟悉的过程，从观测和相关理论知识中描述消声器的相关信息，如容积、类 型、是否主副消等，然后再对这些信息进行整理、分类和规范，进而将规范化的 信息数据化，最终事项由数据库系统存储、处型2 引。在此过程中，涉及三个层 次，经历了两次抽象和一次转换，如图： 移7 嚣移一弼酽一一，震历可唧尹了缪 汽车排气消声器知抽象一信息世界，一转换_ 一哆数据世界：i 琵。幺。一 k ；：。施乜施么眩。二。j 。，。鬟 图3 1 信息处理过程图 1 ) 汽车排气消声器：汽车排气消声器是存在于人脑之外的客观世界，即现 实存在的客观事物。客观事物可以用对象和性质来描述。 2 ) 信息世界：信息世界是现实世界在人们头脑中的反应，即人脑对于客观 存在的消声器的描述。客观事物在信息世界中称为实体，反应事物间关系的是实 体模型和概念模型。 3 ) 数据世界：数据世界是信息世界中的信息数据库后对应的产物，将人脑 中的消声器在数据世界中以数据模型描述。客观存在的消声器是信息之源，是设 计、建立数据库的出发点，也是使用数据库的最后归宿。概念模型和数据模型是 对客观存在的消声器的描述，实现这三个层次的转变，而数据模型是数据库系统 的核心和基础【2 9 】。 如何将消声器实体转化为数据信息即为此次数据采集所要做的内容，运用所 学知识理论将现实中的消声器转化通过相概念转化为有效信息，然后将这些概念 信息转化为机器语言，通过计算机表达出来【3 0 】。 30 l 消声器样品采集 在进行汽车排气消声器数据库建立之前，对建库所需资料进行整理。所采集 的样品来自国内某汽车排气消声器专业生产公司，其是一个长期从事消声器生产 的企业，其仓库内除了拥有许多汽车排气消声器外，还包括排气管、催化剂、连 1 2 武汉理1 = 大学硕士学位论文 接管等附件。在进行g t 建模之前，去除无用管件，将所需样品进行建模分类， 完成最初的准备工作。 通过g t 软件对已分类的消声器建模，进行编号保存。通过对其供应的汽车 厂家、消声器供应的国家、产品出厂日期的区别进行分类，为随后的结构划分提 供方便。在采集完原始数据后，对残缺的信息进行补全。 、 o 一! = 一 、 去掉无用信息 、 丰富缺失信息 l7 7 图3 - 2 数据采集流程 数据信息是整个汽车排气消声器数据库中最原始，也是最基础的，数据采集 的好坏直接影响到建库的质量，采集过程也是一个花费大量人力物力的劳动，为 了确保汽车排气消声器数据库的质量，于2 0 1 1 年8 月份远赴美丽的港口城市一 湛江，在湛江市华夏消声器有限公司进行为期两个月的消声器样品采集工作。湛 江市华夏消声器有限公司是一个初具规模的汽车排气消声器生产企业，其产品种 类繁多，具备进行汽车排气消声器数据信息采集的必要因数，因此可以保证采集 样品的完整性。从而对以后的采集提供指导，确保数据库所涵盖数据的全面、准 确，在此基础上还要不断对数据库现有资料进行丰富。 由于在数据采集过程中不可避免的会出现错误和丢失，因此在采集完后还要 进行编辑处理，为了满足建库需要，对相关的消声器图片、编号、结构进行校正， 弄清楚汽车排气消声器的基本性能参数，方便以后计算分析。 3 2 消声器数据分析处理 通过对原始数据的采集，了解到相关样品的组成。为以后的分析、建模、处 弩、，j 7分里 少 一片l 纛理一 、岛 武汉理工大学硕士学位论文 理提供一定的参考。在进行分析之前，要对采集到的数据信息进行具体的了解， 即对汽车排气消声器的相关性能参数进行识别。 汽车排气消声器的主要功能就是降噪，并在保证消声的同时可以有效的排除 废弃而不影响发动机性能，保证其有良好的通气性能。本章重点描述如何编辑处 理其相关性能参数。 按消声器主要结构形式分类可以分为以下三类：阻性消声器、抗性消声器以 及复合型消声器，复合性消声器拥有阻性消声器消中、高频的特点，也具有抗性 消声器消低频的特点，其在排气的各个频率都能拥有不错的消声效果1 3 引。 在进行声学计算的时候多使用g t - p o w e r 软件，g t 软件可以进行专门的声 学分析，其专门设计的声学计算模块可以更加直观、方便的对消声器进行处理， 计算结果也比较精确，能够替代声学实验台架对消声器进行性能预测，因此g t 软件计算的数据可以作为参考内容提供给使用者。将计算结果进行归纳整理，为 今后的建库提供理论和参考依据。 由于发动机噪声频率范围为0 - 3 0 0 0 h z ，只用计算3 0 0 0 h z 以内的传递损失 即可。为了更加方便的了解频率波动对传递损失的影响，在设计过程中给出了 1 0 0 0 h z 和3 0 0 0 h z 两张传递损失图。运用g t 软件计算汽车排气消声器在1 0 0 0 h z 和3 0 0 0 h z 的传递损失，将计算结果通过图片形式表现出来，并对计算结果进行 分析处理。下图是某消声器在1 0 0 0 h z 和3 0 0 0 h z 的传递损失图。 # 霸嚣疆耀躺戢 声蟛执p 疆0 野i 锈 期、赫l 蓐i 嚣t 一蝴拶 拜节斧o 辅虢t ? 鑫8 聱；i t 麓： 嚣5 移 t r a t 囊搿描挑l o l sn o nl m 图3 - 31 0 0 0 h z 传递损失图 1 4 武汉理：【大学硕士学位论文 弧越巍雠踟甜辩勰l 嚣 笋则嫩嫩擞蝴趣鼬l 一 图3 43 0 0 0 h z 传递损失图 从图中可以清晰的看到该消声器在1 0 0 0 h z 和3 0 0 0 h z 内随着发动机转速提 高，消声器的消声效果，从而分析出该汽车排气消声器在处于何种工作段时的性 能，通过了解该消声器的结构，为以后研发人员的开发提供借鉴，故在汽车排气 消声器数据库中加入传递损失图很有必要。 将所收集到的样品进行整理，对其编号、腔数、容积、是否主副消进行分类。 将上述所采集到的汽车排气消声器的有效信息整理到下表中： 图3 5 汽车排气消声器e x c e l 图表 弱瓣溺戮 戮缀鬻 麟缀缀黼 徽滋黼 黧熬渤黝燃 武汉理丁大学硕+ 学位论文 从上面的e x c e l 图中可以清晰的看到任意编号消声器的各项数据，并将这些 信息直观的反应给数据库管理人员，为消声器数据库管理人员进行表设计提供信 息。 3 3 本章小结 本章详细介绍了汽车排气消声器的性能参数和数据采集原理，通过不断的努 力，将所采集到的消声器样品进行建模、分析，并将所采集到的有效信息保存在 e x c e l 文件中，为接下来的汽车排气消声器数据库设计提供原始信息。 1 6 武汉理：r 大学硕士学位论文 第4 章汽车排气消声器数据库设计 汽车排气消声器数据库设计是根据逻辑模块来实习系统工作的一个物理模 型，实现目标“怎么做 这个问题。工作的主要内容有以下几点：首先根据最初 的分析和数据采集过程来完成汽车排气消声器数据库各个功能模块的设计，如何 实现数据的查询和管理【3 3 1 。其次，要遵循现有技术，对数据库的结构和内容进 行描述，设计出最优方案。最后对所需的代码、字段、输出以及输入等进行设计， 完成界面设计、操作设计。设计过程中保证用户界面的大方美观，并能体现操作 过程中的方便快捷。输出设计主要包括输出的格式、内容以及以何种方式进行输 出，确保在输入输出界面进行优化设计。进行代码设计时遵循设计原则，适用 于数据库系统的合理结构【州。设计汽车排气消声器数据库要经过以下几个步骤： i 报表设计( 输一j | 1 二i j 飞飘嘲 o l 功能模块设计 l = o，1 黑 皇刍巨刍 图4 1 数据库设计流程图 汽车排气消声器系统是一个适用于科研机构、生产企业的数据库系统，该系 统集数据收集、分析、管理于一体，是一个比较实用的数据库系统。 汽车排气消声器数据库包括四个主要功能模块，分别为用户登录模块、消声 器样品录入模块、查询模块以及管理模块，其结构管理图如下所示： 1 7 武汉理：【大学硕士学位论文 图4 2 汽车排气消声器主要功能模块图 4 1 1 用户登录模块 、 用户登录模块包括用户登录和密码维护两个基本模块，在登录模块中，分为 普通用户和系统管理者，通过不同的登录方式赋予不同的使用权限。作为普通用 户仅仅拥有使用查询功能的权限，系统管理者则拥有对汽车排气消声器数据库所 有功能进行后台操作的权限，如添加、删除字段，消声器样品录入，约束普通用 户以及对数据库管理的权限。 密码维护模块的主要功能是保护数据库的安全，维护使用者的权益，防止他 人进行非法操作，损坏数据库。系统管理者可以根据实际要求，对普通用户进行 使用权限的管理，比如在非法操作过程中禁止其再次登录。 4 1 2 汽车排气消声器录入模块 录入模块涵盖消声器除了能实现添加的所有功能外，还能以进行样品的删 除、修改等。该模块包括样品图片、产品编号、消声器各种性能参数、分析结果 的图片等信息的添加，其主要作用是方便以后对现有数据库资料进行修改和增 添，增大消声器数据库的扩展性，从而丰富现有消声器数据库的资源。 录入过程中将采取统一规格要求，严格进行删选，防止采集样品的重复、错 误，确保录入样品的唯一性，方便以后查询。只有拥有一个不断更新的汽车排气 消声器数据库才能发挥其最大作用。 4 1 3 数据查询模块 汽车排气消声器数据库中保存了大量的原始数据，但这些数据是静止记录的 集合，无法有效的使用和组合。实际应用中常常需要从这些数据中获取符合某些 特定条件的信息，这种获取信息的过程就是查询，查询是数据库的最重要功能， 1 8 武汉理j ：人学硕士学位论文 它是数据库的一个组成对象，能够根据用户设定的条件从一个或多个数据表中提 取数据。方便用户能够更直观的分析和查看信息【35 l 。 查询模块具有以下几个功能： 1 ) 筛选记录。查询最基本的功能就是从一个或者多个表中获取满足指定条 件的记录集合。这里包括消声器的种类，是否主副消，容积大小，消声效果等等 条件来查找。 2 ) 数据整理。在一般情况下，消声器的原始数据都是按照时间先后顺序进 行排列的，而实际在某次查询的过程中需要按照某个特定字段进行查询。通过查 询可以筛选记录的