CN102278173A - 弹性消音器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种弹性消音器，用于各种发动机，包括进气管、排气管、消音腔；所述进气管一端设于所述消音腔外，另一端设于所述消音腔内，且所述进气管在设于所述消音腔内部分呈螺旋弹簧状，并呈悬梁式设置，其表面布满进气孔；所述排气管一端设于所述消音腔外，另一端设于所述消音腔内，且所述排气管设于所述消音腔内的管壁开满排气孔，且所述排气管的平均管径大于所述进气管的平均管径。该弹性消音器可以将噪音气流的声能高效而快速地转化为其它形式能量，从而达到高效消音效果。

Description

弹性消音器
所属技术领域
本发明涉及一种消音装置，特别地，是一种用于各种发动机的弹性消音器。
背景技术
在汽车发动机的排气过程中，气体快速冲出排气口，由于压强和速度与外界空气相差悬殊，将会产生巨大噪音，因此，一般都需要安装消音器以减少噪音。
目前的消音器主要包括有吸收式消音器、膨胀式消音器、反射干涉式消音器，吸收式消音器主要利用消音材料对音波进行吸收，从而达到消音效果；膨胀式消音器利用气体膨胀降压原理使噪音气流降压降速，从而削弱噪音；反射干涉式消音器则利用噪音音波反相干涉的原理削弱噪音。
对于噪音气流，经过上述的各种消音器后，其声能最终转化为内能，如消音材料的摩擦热能。然而当噪音气流在快速冲击消音器内部结构时，前述形式的转化效率较低，消音材料和气体难以发生快速升温，即声能来不及被快速转化吸收。
发明内容
本发明的目的在于解决上述问题，提供一种弹性消音器，它可以将噪音气流的声能高效而快速地转化为其它形式能量，从而达到高效消音效果。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：该弹性消音器包括进气管、排气管、消音腔；所述进气管一端设于所述消音腔外，另一端设于所述消音腔内，且所述进气管在设于所述消音腔内部分呈螺旋弹簧状，并呈悬梁式设置，其表面布满进气孔；所述排气管一端设于所述消音腔外，另一端设于所述消音腔内，且所述排气管设于所述消音腔内的管壁开满排气孔，且所述排气管的平均管径大于所述进气管的平均管径。
作为优选，所述进气管、排气管、消音腔表面均设有消音棉。
作为优选，所述进气孔的总面积大于所述进气管的横截面积，从而使从所述进气管进入所述消音腔的噪音气流进行膨胀降压。
作为优选，所述进气管设于所述消音腔内一端的端部密封，从而使高压气流可以冲击该端部，并将气流动能转化为进气管的动能。
作为优选，所述排气管亦呈悬梁状设于所述消音腔内，且设于所述螺旋弹簧状的进气管的中心线上。
作为优选，所述排气管的出口呈喇叭状。
本发明的有益效果在于：该弹性消音器在使用时，噪音气流进入进气管后，冲击进气管管壁，由于所述进气管呈螺旋弹簧状，因此，在气流冲击下极容易发生颤动，从而将气流振动能量(声能)大量转化为进气管动能，之后，气流又通过所述进气孔向所述消音腔内扩散，经若干反射后进一步削弱振动能量，再由所述排气管排出。该弹性消音器可以将噪音气流的声能高效而快速地转化为其它形式能量，从而达到高效消音效果。
附图说明
图1是本弹性消音器的一个实施例的结构示意图。
图2是本弹性消音器中噪音气流的能量转化流程示意图。
图3是普通发动机排气管排出的噪音气流的压强曲线示意图。
图4是噪音气流通过本弹性消音器的进气管后的压强曲线示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：
在图1所示实施例中，该弹性消音器包括进气管2、排气管3、消音腔1；所述进气管2一端设于所述消音腔1外，另一端设于所述消音腔1内，且所述进气管2在设于所述消音腔1内部分呈螺旋弹簧状，并呈悬梁式设置，其表面布满进气孔21；所述进气管2通过穿在一个焊接于所述消音腔1内表面的管套4内，实现与所述消音腔1的固定，所述进气管2与管套4之间亦焊结；
所述排气管3一端设于所述消音腔1外，另一端设于所述消音腔1内，且所述排气管3设于所述消音腔1内的管壁开满排气孔31，且所述排气管3的平均管径大于所述进气管2的平均管径，所述排气管3亦通过管套4呈悬梁状设于所述消音腔1内，且设于所述螺旋弹簧状的进气管2的中心线上。
所述进气管2、排气管3、消音腔1表面均设有消音棉，应该注意的是，消音棉不将所述进气孔21和排气孔31堵住。
所述进气孔21的总面积大于所述进气管2的横截面积，从而使从所述进气管2进入所述消音腔1的噪音气流进行膨胀降压。
所述进气管2设于所述消音腔1内一端的端部密封，从而使高压气流可以冲击该端部，并将气流动能转化为进气管2的动能。
所述排气管3的出口呈喇叭状，以在排气过程中进一步使气流扩张降压。
下面结合附图阐述本发明的工作原理与效果：
上述的弹性消音器在使用时，噪音气流进入进气管2后，冲击进气管2管壁，由于所述进气管2呈螺旋弹簧状，因此，在气流冲击下极容易发生颤动，从而将气流振动能量大量转化为进气管2动能。
这里需要注意的是，所述的气流振动能量为一种脉冲能量，其脉冲周期依据发动机的转速而定，该种脉冲能量包含于气流的压强中，亦即气流的压强亦大体呈脉冲形式，其压强曲线大致如图3所示，其中横坐标为时间t，纵坐标为压强P，虚线表示标准大气压，噪音的产生则由该脉冲形式的气流压强的波峰产生。
在气流振动能转化为进气管2动能时，气流的脉冲压强的波峰被大大削弱，从而使气流压强趋于平缓，如图4所示，其中横坐标为时间t，纵坐标为压强P，虚线表示标准大气压。
在上述的过程中，噪音气流动能被分为两部分，一部分为进气管动能，另一部分为气流次动能，对于气流次动能，则由进气管2的进气孔21扩散入消音腔1，再扩散过程中，气流对外做功，使整体压强下降(做功后温度降低)，此时，所述气流次动能分为膨胀能和气流二次动能，所述膨胀能最终变为消音腔1的表面热能，所述气流二次动能则经过消音腔1的消音棉的吸收后，分散成消音腔吸收能和气流三次动能，该气流三次动能流入排气管3，并被所述排气管3排出，在排出过程中，由于气流膨胀，所述气流三次动能再分为膨胀能和气流四次动能，所述膨胀能最终转化为外界热能，所述气流四次动能则直接与外界空气作用，由于所述气流四次动能较小，即最后排出的气流压强和速度均较小，因此其在与外界空气发生作用时噪音极小。
前述的过程，大体由说明书附图2所示。
在上述过程中，需要注意的是，所述进气管2的进气量与所述排气管3的排气量基本保持时时相等，然而进气与排气的气流动能是不等的，这是因为，在气流流通截面确定的情况下，气流流量与气流速度呈正比，而气流动能则与气流速度的三次方呈正比，而进气气流为脉冲气流，排气气流速度较为平缓，显然，两者的动能时不等的。
以上实施例仅表达了本发明的一种实施方式，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种弹性消音器，包括进气管、排气管、消音腔，其特征在于：所述进气管一端设于所述消音腔外，另一端设于所述消音腔内，且所述进气管在设于所述消音腔内部分呈螺旋弹簧状，并呈悬梁式设置，其表面布满进气孔；所述排气管一端设于所述消音腔外，另一端设于所述消音腔内，且所述排气管设于所述消音腔内的管壁开满排气孔，且所述排气管的平均管径大于所述进气管的平均管径。
2.根据权利要求1所述的弹性消音器，其特征在于：所述进气管、排气管、消音腔表面均设有消音棉。
3.根据权利要求1所述的弹性消音器，其特征在于：所述进气孔的总面积大于所述进气管的横截面积。
4.根据权利要求1所述的弹性消音器，其特征在于：所述进气管设于所述消音腔内一端的端部密封。
5.根据权利要求1所述的弹性消音器，其特征在于：所述排气管呈悬梁状设于所述消音腔内，且设于所述螺旋弹簧状的进气管的中心线上。
6.根据权利要求1所述的弹性消音器，其特征在于：所述排气管的出口呈喇叭状。
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