CN102889115A - 内燃机消声器以及内燃机 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种内燃机消声器，具有筒体、进气管和出气管，筒体内包括扩张腔，进气管和出气管连通所述扩张腔，筒体内还设有共振腔，以及隔开扩张腔和共振腔的共振腔隔板，共振腔隔板上设有连通扩张腔和共振腔的连接管，进气管和出气管均连通扩张腔。气体通过该消声器时，经进气管进入扩张腔内，可以消除中频噪声；另外，进入扩张腔内的部分气体会通过共振腔隔板的连接管进入共振腔内，在共振腔内形成驻波，从而消掉低频噪声。因此，经扩张腔、以及共振腔后排出的气体的噪声能够得以有效降低。

Description

内燃机消声器以及内燃机

技术领域

本发明涉及工程机械技术领域，特别涉及一种内燃机消声器以及内燃机。

背景技术

消声器是阻止声音传播而允许气流通过的一种器件，设置消声器为消除排气噪声的重要措施。消声器的应用范围较为广泛，比如，内燃机的排气系统、空气动力设备(如鼓风机、空压机)的通道或进气系统、排气系统中均设有消声器。

以内燃机为例，目前内燃机所使用的排气消声器设有扩张腔，排气消声器的进气管和出气管均连通扩张腔，气体从进气管进入消声器，再从出气管排出，一部分噪声会被消掉，使排出的气体噪音得以降低。

然而，这种抗性消声器对中频噪声效果比较好，而无法消除频率比较低的排气噪声，另外，对高频噪声的消声效果也有限。

有鉴于此，如何改进内燃机消声器内部结构，使其能够消除突出的低频噪声，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种内燃机消声器，该内燃机消声器设有共振腔和铝纤维板，消除了低频排气噪声。

本发明提供的内燃机消声器，具有筒体、进气管和出气管，所述筒体内包括扩张腔，所述进气管和所述出气管连通所述扩张腔，所述筒体内还设有共振腔，以及隔开所述扩张腔和所述共振腔的共振腔隔板，所述共振腔隔板上设有连通所述扩张腔和所述共振腔的连接管，所述进气管和所述出气管均连通所述扩张腔。

优选地，所述共振腔位于所述筒体的一端；所述扩张腔的数目为一个以上，各所述扩张腔由设置于筒体内的扩张腔隔板分割形成，且所述进气管连通靠近所述共振腔的扩张腔。

优选地，位于所述筒体另一端的端部空腔与相邻扩张腔之间的隔板为铝纤维板；且所述出气管连通与所述端部扩张腔相邻的扩张腔。

优选地，所述共振腔至所述端部扩张腔之间依序设有第一扩张腔、第二扩张腔、第三扩张腔；所述进气管、所述出气管分别和所述第一扩张腔、所述第三扩张腔连通。

优选地，所述第二扩张腔中设有穿孔管；所述穿孔管的一端相接于所述第二扩张腔和所述第三扩张腔之间的扩张腔隔板，另一端贯穿所述第二扩张腔和所述第一扩张腔之间的扩张腔隔板；所述穿孔管上设有连通所述第一扩张腔和所述第二扩张腔的小孔。

优选地，所述筒体内还设有4个均匀分布的插入管，所述插入管贯通所述第二扩张腔和所述第三扩张腔之间的扩张腔隔板，以便连通所述第二扩张腔和所述第三扩张腔。

优选地，所述筒体包括外筒和内筒，所述外筒和所述内筒之间设有隔热材料。

优选地，所述隔热材料为隔热石棉。

优选地，所述内筒上设有小孔。

内燃机排出的高压高温气体通过该消声器时，经进气管进入消声器内部的扩张腔内，扩张腔利用管道声学中管道截面积的突变造成声学阻抗的变化，从而消除了气体的中频噪声；另外，进入膨胀腔内的与共振腔共振频率对应的噪声会经由连接管被共振腔所拦截，从而消掉对应的低频噪声。

在进一步的具体实施方式中，在出气管对应的扩张腔处，还设置了铝纤维板，铝纤维板能够吸收掉气体的高频噪声。因此经由该消声器的噪声在低、中、高频的范围内都能被消除。

本发明还提供一种内燃机，包括排气管路，所述排气管路中串联有内燃机消声器，所述内燃机消声器为上述任一项所述的内燃机消声器。由于上述内燃机消声器具有上述技术效果，具有该内燃机消声器的内燃机也具有相同的技术效果。

附图说明

图1为本发明所提供内燃机消声器一种具体实施方式的结构示意图。

图1中：

1共振腔、2共振腔隔板、3第一扩张腔、4第一扩张腔隔板、5第二扩张腔、6第二扩张腔隔板、7第三扩张腔、8出气管、9铝纤维板、10空腔、11隔热石棉、12插入管、13内筒、14穿孔管、141小孔、15进气管、16连接管、17外筒、18吸声小孔

具体实施方式

本发明的核心是提供一种内燃机消声器，该内燃机消声器设有共振腔和铝纤维吸声板，消除了低、高频排气噪声。本发明的另一核心是提供一种包括上述内燃机消声器的内燃机。

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

请参考图1，图1为本发明所提供内燃机消声器一种具体实施方式的结构示意图。

该实施例中的内燃机消声器，具有筒体，以及设于筒体上的进气管15和出气管8。筒体内部具有扩张腔，进气管15和出气管8均连通扩张腔，气体经进气管15流入扩张腔后，再经出气管8排出。消声器的筒体内还设有共振腔1，共振腔1和扩张腔由共振腔隔板2隔开，共振腔隔板2上设有连接管16，连接管16连通共振腔1和与之相邻的扩张腔。

具体地，图中所示的筒体内部的两端分别为共振腔1和端部空腔10，共振腔1和端部空腔10之间由两扩张腔隔板(如图中所示的第一扩张腔隔板4和第二扩张腔隔板6)隔开形成的第一扩张腔3、第二扩张腔5、第三扩张腔7，即各扩张腔和共振腔1沿筒体长度方向依序设置，与共振腔1相邻的扩张腔为第一扩张腔3，连接管16连通第一扩张腔3和共振腔1。其中，进气管15连通第一扩张腔3，出气管8连通第三扩张腔7。

内燃机排出的噪声通过消声器的进气管15进入消声器内部的第一扩张腔3时，第一扩张腔3利用管道声学中管道截面积的突变造成声学阻抗的变化，消除气体的中频噪声，其余扩张腔进一步达到消除中频噪声的效果；而进入第一扩张腔3时，共振腔1的共振频率相同的排气噪声会被共振腔1所拦截，在共振腔1内形成驻波而产生共振，从而消掉此频率的排气噪声，传统的阻性消声器难以消除低频噪声，而本发明的消声器设有共振腔1，通过设置共振腔1的共振频率，可以达到消除低频噪声的效果。

针对上述各实施例，端部空腔10和第三扩张腔7之间的隔板可以是铝纤维板9，其中，出气管8连通与端部空腔10相邻的第三扩张腔7。由于铝纤维板9为纤维结构，则其上具有微缩孔，微缩孔可以作为一种阻尼，当气体流经该微缩孔时，部分能量会被微缩孔阻尼吸收，即具有吸收高频振动噪声的能力。当噪声经第三扩张腔7流向出气管8时，气体的噪声会被第三扩张腔7的铝纤维板9吸收高频噪声，从而进一步降低排气噪声。该实施例中设置了端部空腔10，显然，不设置也是可以，但是设置的端部空腔10能够提高铝纤维板9的吸声效果，随着端部空腔10的长度增加，铝纤维板9的吸声效果会随之增加。由此可见，设置扩张腔、共振腔、铝纤维板9后，中、低、高频的排气噪声均可以被该消声器消除。

上述实施例中，为了最大程度地起到滤波作用，达到较好的消声效果，共设置了三个扩张腔，各扩张腔可以通过穿孔管14、插入管12相连通。如图所示，其中第二扩张腔5中可以设置穿孔管14，且穿孔管14的一端相接于第二扩张腔5和第三扩张腔7之间的第二扩张腔隔板6，穿孔管14的另一端贯穿第二扩张腔5和第一扩张腔3之间的第一扩张腔隔板4，以便连通第一扩张腔3；且穿孔管14上设有连通穿孔管14内腔和第二扩张腔5的小孔141。从图中可以看出，穿孔管14上设有若干沿其周向、轴向均布的小孔141，噪声从第一扩张腔3进入穿孔管14内，并经小孔141进入到第二扩张腔5内，均布小孔141有利于气体均匀且快速地流至第二扩张腔5。

进一步地，筒体内还设有4个插入管12，插入管12贯通第二扩张腔5和第三扩张腔7之间的第二扩张腔隔板6，以便连通第二扩张腔5和第三扩张腔7。这里设置四个插入管12(图中仅示出两个)，沿周向均布在第二扩张腔隔板6处。由穿孔管14的描述可知，气体在通过穿孔管14上的小孔141时可以损失一定能量，因此，可以想到，各扩张腔之间的连通部件均可以采用穿孔管14的结构，从而最大程度地消除噪声。由于一般情况下出气管8和进气管15之间的距离固定，相应地，扩张腔的长度有限，且需要留出连接出气管8的空间，相邻扩张腔之间均采用穿孔管14的结构连通在空间上不易于实施，故该实施例中第二扩张腔5和第三扩张腔7采用插入管12连通，满足空间需求，为较为优化的方案。

此外，针对上述各实施例，可以进一步优化。消声器的筒体可以包括外筒17和内筒13，并在外筒17和内筒13之间填充隔热材料，如图所示，各扩张腔、共振腔1、扩张腔隔板、共振腔隔板2均位于内筒13内部。如此设计的消声器形成双层结构，可以降低消声器外表面振动而产生的二次辐射噪声；此外，高温气体通过消声器时，筒体内部温度会升高，并将热量传递至筒体的外壁，显然，设计为双层绝热结构后，可以降低消声器外壁的温度，避免人体烫伤，提高安全系数。内筒13和外筒17之间填充的隔热材料可以是隔热石棉11，也可以是隔热泡沫，或是其他具有隔热功能的材料。

另外，上述各实施例中，内筒13上可以设置吸声小孔18，吸声小孔18的孔壁采用阻尼吸声材料制成，则气体进入筒体内腔后，吸声小孔18也可以在一定程度上降低气体噪声。

除了上述内燃机消声器，本发明还提供一种内燃机，包括排气管路，排气管路中串联有内燃机消声器，所述内燃机消声器为上述任一实施例所述的内燃机消声器。由于上述内燃机消声器具有上述技术效果，具有该消声器的内燃机也具有相同的技术效果，此处不再赘述。

以上对本发明所提供的一种消声器及具有该消声器的内燃机均进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种内燃机消声器，具有筒体、进气管(15)和出气管(8)，所述筒体内包括扩张腔，其特征在于，所述筒体内还设有共振腔(1)，以及隔开所述扩张腔和所述共振腔的共振腔隔板(2)，所述共振腔隔板(2)上设有连通所述扩张腔和所述共振腔(1)的共振管(16)，所述进气管(15)和所述出气管(8)均连通所述扩张腔。

2.如权利要求1所述的内燃机消声器，其特征在于，所述共振腔(1)位于所述筒体的一端；所述扩张腔的数目为一个以上，各所述扩张腔由设置于筒体内的扩张腔隔板分割形成，且所述进气管(15)连通靠近所述共振腔(1)的扩张腔，所述出气管(8)连通远离所述共振腔(1)的扩张腔。

3.如权利要求2所述的内燃机消声器，其特征在于，所述筒体另一端设有端部空腔(10)，所述端部空腔(10)与相邻的连通所述出气管(8)的扩张腔之间设有铝纤维板(11)。

4.如权利要求3所述的内燃机消声器，其特征在于，所述共振腔(1)至所述端部空腔(10)之间依序设有第一扩张腔(3)、第二扩张腔(5)、第三扩张腔(7)；所述进气管(15)、所述出气管(8)分别和所述第一扩张腔(3)、所述第三扩张腔(7)连通。

5.如权利要求4所述的内燃机消声器，其特征在于，所述第二扩张腔(5)中设有穿孔管(14)；所述穿孔管(14)的一端相接于所述第二扩张腔(5)和所述第三扩张腔(7)之间的扩张腔隔板，另一端贯穿所述第二扩张腔(5)和所述第一扩张腔(3)之间的扩张腔隔板；所述穿孔管(14)上设有连通所述穿孔管(14)内腔和所述第二扩张腔(5)的小孔(141)。

6.如权利要求4或5所述的内燃机消声器，其特征在于，所述筒体内还设有4个均匀分布的插入管(12)，所述插入管(12)贯通所述第二扩张腔(5)和所述第三扩张腔(7)之间的扩张腔隔板，以便连通所述第二扩张腔(5)和所述第三扩张腔(7)。

7.如权利要求1-5任一项所述的内燃机消声器，其特征在于，所述筒体包括外筒(17)和内筒(13)，所述外筒(17)和所述内筒(13)之间设有隔热材料。

8.如权利要求7所述的内燃机消声器，其特征在于，所述隔热材料为隔热石棉(11)。

9.如权利要求7所述的内燃机消声器，其特征在于，所述内筒上设有吸声小孔(18)。

10.一种内燃机，包括排气管路，所述排气管路中串联有内燃机消声器，其特征在于，所述内燃机消声器为权利要求1-9任一项所述的内燃机消声器。

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