طراحي يك انباره به روش عددي، جهت كاهش صداي خروجي از موتور ديزلي OM457LA

Numerical design of a muffler in order to reduce OM457LA diesel engine exhaust noise

موتورهاي ديزلي يكي از مهمترين نيروده ها در كاربري هاي مختلف نظير خودرويي، دريايي، مولد توان و غيره هستند. صداهاي توليدي اين موتورها زمينه ساز مشكلات فراواني هستند. اين صداها به شكل هاي مختلفي توليد، منتقل و منتشر مي گردند و براي هر يك از اين موارد راهي جهت كنترل صداي خروجي پيشنهاد شده است. از آنجا كه يكي از مهمترين منابع انتشار صدا در موتورها سامانه ي تخليه دود آنها است، لذا در كار حاضر به منظور كنترل صداي خروجي از اين سامانه براي موتور OM457LA ، با استفاده از شبيه سازي پديده هاي احتراق، سامانه ي تبادل گاز، انتقال حرارت و صداي خروجي از سامانه ي تخليه ي دود به صورت يكپارچه در نرم افزار GT-SUITE و صحه گذاري نتايج شبيه سازي با نتايج تجربي، يك انباره مناسب اين موتور طراحي گرديد. اين انباره از نوع غير فعال سه محفظه اي با مقطع دايره است، كه با استفاده از روش تحليل حساسيت مقادير بهينه پارامترهاي طراحي آن به دست آمد. نتايج حاكي از اين است كه مي توان صداي كلي خروجي از سامانه ي تخليه دود موتور مورد نظر را با كمتر از 1 درصد افت توان، از حالت پايه 111 دسي بل در سرعت موتور 1011 دور بر دقيقه، با دو انباره پيشنهادي كوچك و بزرگ، به ترتيب تا 8220 و 0.28 دسي بل پايين آورد. همچنين در ديگر سرعت ها نيز كاهش چشمگيري در صداي خروجي از موتور حاصل مي گردد.

Diesel engine is one of the most important propulsion in different applications like automotive, marine, power generation, etc. Noise emission of this engine causes a lot of problems and has different sources, paths and emission manner, which demand different methods to control engine overall emitted noise. Since exhaust system has a major part in engine overall noise, in this work design of a muffler for non-silenced exhaust system of OM457LA diesel engine has been carried out using integrated simulation of combustion, gas exchange, heat transfer and noise emission in GT-SUITE. Results of this simulation have been validated by experimental data and have been employed to execute a sensitivity analysis for optimization of design parameters. Designed muffler is a passive; three chamber one, which has a circular cross section. As an example, results indicate that for rated speed of 1800 rpm, using each suggested little and big mufflers the overall exhaust system emitted noise, could be reduced from its initial value of 114 dB, to 92.8 and 87.5 dB respectively. Also for other speeds, remarkable reduction of noise could be achieved. All of these noise reductions have been achieved with sacrificing just about 1% of power.