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http://hdl.handle.net/1843/31613| Type: | Dissertação |
| Title: | Metodologia de avaliação da performance acústica experimental e virtual do sistema de exaustão automotivo |
| Authors: | Bruno Garkauskas Neto |
| First Advisor: | Lázaro Valentim Donadon |
| First Referee: | Guilherme de Souza Papini |
| Second Referee: | Wagner Duarte Machado |
| Abstract: | O ruído acústico gerado por veículos é um dos principais fatores de poluição sonora em grandes cidades. Dentre os sistemas aplicados ao automóvel, o sistema de exaustão é o maior fator contribuinte para a geração desse ruído, sendo assim, sua atenuação deve ser de grande eficiência. A atenuação acústica do sistema de exaustão é realizada através de silenciadores passivos dos tipos reativos que geram reflexão da onda devido à impedância causada pela variação geométrica, bem como através da absorção sonora ou dissipativos, transformando a energia sonora em energia térmica. A avaliação da performance de silenciadores é feita em duas etapas. A primeira etapa é realizada através do banco de perda de transmissão sonora, enquanto a segunda etapa é a avaliação do silenciador a partir da aplicação ao sistema de exaustão que é conectado ao motor a fim de avaliar o ruído emitido em toda a sua faixa de operação. Este trabalho tem o objetivo de apresentar uma metodologia de avaliação da performance acústica experimental e virtual do sistema de exaustão automotivo levando em consideração sua análise no banco de perda de transmissão e aplicação ao veículo. A fim de predizer o comportamento acústico em ambos os casos durante a fase de projeto, utilizou-se o programa de simulação virtual unidimensional GT-Suite. Foram realizados experimentos utilizando silenciadores aplicados ao banco de perda de transmissão para validar o modelo virtual, os quais apresentaram boa correlação entre as faixas de 250 Hz e 1000 Hz. A simulação virtual da aplicação da exaustão ao veículo leva em consideração o modelo do motor e do sistema de aspiração. O motor é modelado em regime permanente, o que gera o problema de correlação do modelo acústico de exaustão, já que a validação experimental é feita em regime transiente. De posse destas informações, este trabalho também se propõe a avaliar os efeitos acústicos do sistema de exaustão quando o mesmo é aplicado ao modelo transiente e permanente de forma experimental e, por fim, comparado ao modelo virtual em regime permanente. A utilização do dinamômetro de rolo faz-se necessário para a realização do teste na condição permanente, que é estabilizado em uma rotação fixa a cada experimento. Outra condição avaliada no dinamômetro é a de “run-up”, onde é monitorada a condição acústica a cada rotação em regime transiente. Além da avaliação entre as condições aplicadas ao dinamômetro, é realizado o comparativo entre o teste em pista na condição de “run-up” e o modelo simulado com o objetivo de avaliar os diferentes impactos acústicos nas diferentes formas de medição. Os experimentos realizados no dinamômetro não apresentaram grandes diferenças quanto ao modo permanente e transiente. Desta forma, conclui-se que a avaliação realizada nas condições de “run-up” no rolo e rotação constante apresentaram pequenas variações, tanto no nível geral quanto nas ordens avaliadas. Sendo assim, a validação do modelo a partir do método transiente não apresenta variação satisfatória quando avaliado pelo método permanente. |
| Abstract: | Acoustic noise generated by vehicles is one of the main noise pollution factors in large cities. Among the systems applied to the automobile, the exhaust system is the major contributing factor to the generation of this noise, so its attenuation must be very efficient. The acoustic attenuation of the exhaust system is performed by reactive type passive silencers that generate wave reflection due to the impedance caused by the geometric variation and dissipative ones that generate absorption of the acoustic wave transforming the acoustic energy into heat. Performance evaluation of silencers is performed in two steps. The first through the transmission loss bank. The second step is the evaluation of the silencer from the application to the exhaust system that is connected to the engine in order to evaluate the noise emitted throughout its operating range. This paper aims to present a methodology for evaluating the experimental and virtual acoustic performance of the automotive exhaust system considering its analysis in the transmission loss bank and application to the vehicle. In order to predict the acoustic behavior in both cases during the design phase, the one-dimensional virtual simulation software GT-Suite was used. Experiments were performed using silencers applied to the transmission loss bank to validate the virtual model, which showed good correlation between the 250 Hz and 1000 Hz ranges. The virtual simulation of the application of the exhaust to the vehicle takes into account the engine model and the air intake system. The engine is modeled in steady state, which generates the correlation problem of the acoustic exhaust model, since the experimental validation is done in state transient. With this information, this work also aims to evaluate the acoustic effects of the exhaust system when it is applied to the transient and permanent model experimentally and, finally, compared to the virtual permanent state model. The use of the roller dynamometer is necessary to perform the test in the permanent condition, which is stabilized in a fixed rotation with each experiment. Another condition evaluated on the dynamometer is run-up, where the acoustic condition is monitored at each transient rotation. In addition to evaluating the conditions applied to the dynamometer, the run-up test is compared to the simulated model in order to evaluate the different acoustic impacts on the different measurement forms. The dynamometer experiments did not show great differences in the permanent and transient mode. Thus, it can be concluded that the evaluation performed under run-up conditions in the roll and constant rotation presented small variations, both in the general level and in the evaluated orders. Thus, the validation of the model from the transient method does not present satisfactory variation when evaluated by the permanent method. |
| Subject: | Engenharia mecânica Automóveis - Motores - Sistemas de escapamento Controle de ruído |
| language: | por |
| metadata.dc.publisher.country: | Brasil |
| Publisher: | Universidade Federal de Minas Gerais |
| Publisher Initials: | UFMG |
| metadata.dc.publisher.department: | ENG - DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA MECÂNICA |
| metadata.dc.publisher.program: | Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecanica |
| Rights: | Acesso Aberto |
| URI: | http://hdl.handle.net/1843/31613 |
| Issue Date: | 27-Aug-2019 |
| Appears in Collections: | Dissertações de Mestrado |
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