CN102913355A - 单腔多个共振频率旁支型共振消声器 - Google Patents

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阮登芳
谢翌
黄志玲
张恩源
许金霞
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Abstract

一种单腔多个共振频率旁支型共振消声器，属于汽车噪声控制领域。主要由主管、共振器、膜片、压板和连接螺钉组件组成。根据进气噪声源的特点及发动机机舱布置情况，共振器腔体形状可设计成为圆柱形和六面体形。对圆柱形腔体，将圆柱底面全部或部分用薄膜片覆盖，通过优化匹配膜片的大小及厚度，可获得两个共振频率；对六面体腔体，将共振器的至多五个面用薄膜片取代，此时，可获得多于一个，至多五个的共振频率。本发明的特点是通过采用薄膜片取代传统共振器刚性壁面的方法来获得两个及以上的共振频率，以消除发动机进气系统中的多个频带噪声，克服了传统单腔共振式消声器只能消除一个频带噪声的缺点。

Description

单腔多个共振频率旁支型共振消声器
技术领域
本发明的名称是单腔多个共振频率旁支型共振消声器，属于汽车噪声控制技术领域。
背景技术
随着城市的发展和道路基础设施的逐步改善，城市中汽车保有量急剧上升，城市主要道路两侧的噪声污染不断加剧，严重影响了居民的休息、教育和文化活动，汽车所辐射的噪声已成为城市环境中最主要的噪声污染源。在汽车辐射噪声中，视车辆类型的不同，发动机的进气噪声辐射比例可高达11%，特别是对小型高速汽油机和大型增压柴油机，进气噪声有时可比发动机的燃烧噪声、机械噪声高出（3-8）dB，它决定着发动机的总噪声级，从而影响汽车的车外通过噪声。另外，由于发动机进气口离车厢很近，对车内噪声的贡献非常大，因而也影响着汽车的乘坐舒适性，因此，控制发动机进气噪声是进一步降低汽车车外通过噪声和车内噪声的重要途径之一。从国内外文献和专利授权情况来看，目前控制发动机进气噪声的主要措施是在进气系统上安装共振式消声器，但传统单腔共振消声器仅有一个共振频率，消声频带窄，如果要消除宽频带的低频进气噪声，需要采用较大容积的共振器或几个共振器的组合，大体积的消声器将给机舱的布置带来较大的困难。本专利提出将传统单腔共振消声器的刚性壁面用柔性壁面代替，
扩展消声器的消声频带，同时保持单腔共振消声器体积小，消声量大的特点。
发明内容
本发明提出的一种单腔多个共振频率旁支型共振消声器可用于需要控制发动机进气噪声，而机舱空间小，难于安装大体积进气消声器的汽车上。要解决的技术问题是提供一种可获得多于一个以上共振频率的单腔共振消声器。根据发动机进气噪声源的特点，在保持消声器体积不变的条件下，通过改变共振器的输入阻抗特性来获得多于一个以上的共振频率数量，而不必采用大体积的共振器或几个共振器并联的方式，是解决发动机机舱空间小，难于安装大体积进气消声器的有效措施。
为解决上述技术问题，本发明单腔多个共振频率旁支型共振消声器的技术方案如下：
由主管1，共振器2、膜片3、压板4和连接螺钉组件5组成的适用于控制发动机进气噪声的单腔多个共振频率旁支型共振消声器。声波从主管入口进入，经过消声器的消声作用，仅有一部分声能继续沿管道传播，尤其当入射波的频率与消声器的共振频率接近或相等时，此时消声器的消声效果最为显著。为了增加共振频率的个数，扩展消声频带宽度，将传统共振器的刚性壁面做成由膜片覆盖的柔性壁面。共振器腔体形状可做成圆柱形、六面体形或其它多面体形状，视发动机机舱内进气消声器的安装空间及进气噪声源的特点而定。对圆柱形腔体共振消声器，圆柱底面全部或一部分为柔性壁面；对六面体形腔体共振消声器，除连接管面以外的其余面均可做成全部或局部柔性。共振器的结构尺寸、膜片大小及厚度由发动机进气噪声源特性和进气消声器安装空间决定。
本发明的特征在于将传统共振消声器的共振器2的刚性壁面的全部或部分用柔性膜片3代替。根据发动机进气噪声源的特点及发动机机舱布置情况，将共振器2的腔体形状制成圆柱形和六面体形。与传统单腔共振消声器相比，在保持相同消声器尺寸不变的条件下，可获得多于一个，至多五个的共振频率，以消除多个频带噪声，而传统单腔共振消声器只有一个共振频率，只能消除一个频带噪声。
附图说明
图1是一种在共振器的一个壁面上安装柔性膜片的单腔多个共振频率旁支型共振消声器的结构示意图，图2是图1中膜片在共振器上的安装结构放大图。其中：1－主管；2－共振器；3－膜片；4－膜片压板；5－连接螺钉组件。
具体实施方式
消声器主管安装在发动机进气主管道上，当来自发动机气缸内的声波在主管道中传播到达共振器入口与主管道的交叉处时，由于声阻抗突变，使部分声能反射回去，一部分声能传入小孔和共振器内，由于共振腔的声阻、声质量和声容的耗损作用，消耗一部分能量，仅剩下一部分声能继续沿管道传播，从而达到消声的目的。尤其是当声波频率与共振器的固有频率接近或相等时，将激起共振，共振器吸收和消耗大量声能，此时的消声效果最为显著。由于共振器壁面为厚度很小的膜片，当共振器内部空气体积在外部声波作用下发生涨缩时，膜片也将随腔体体积的变化而振动，此时，共振器的输入阻抗除了与共振器的容积、连接管截面积和长度有关外，还与膜片大小、厚度和共振器柔性壁面的数量有关。通过仔细匹配共振器和膜片的结构尺寸，可获得多于传统单腔共振消声器的共振频率个数，消除多于一个以上的频带噪声。
根据发动机进气噪声源的特点及消声器的安装空间，可将消声器共振器腔体做成多种形式，如圆柱形、六面体形等。如共振器为圆柱形，可将底面全部或部分做成柔性，用膜片代替传统的刚性壁面。经过理论分析与试验测试发现，通过调整膜片的厚度及直径大小，可获得两个不同的共振频率。如将共振器腔体形状设计为六面体形，可将除连接管面以外的多个面制成柔性，此时可获得多于一个，至多五个的共振频率。为了使消声器腔体具有良好的密封性，安装膜片时在膜片与共振器板和压板之间涂上防漏密封胶。

Claims (2)

1.一种单腔多个共振频率旁支型共振消声器，由主管（1）、共振器（2）、膜片（3）、压板（4）和连接螺钉组件（5）组成；其特征在于：共振器（2）的一个或多个壁面的一部分或全部由薄膜片（3）覆盖，膜片（3）的厚度、直径大小和数量根据共振器（2）的腔体结构形状和发动机进气噪声源特性确定；通过连接螺钉组件（5）将膜片（3）安装在共振器（2）的刚性壁上；如果共振器腔体形状为圆柱形，将圆柱底面全部或一部分用膜片覆盖；如果腔体形状为六面体形状，可将除共振器（2）与主管（1）的连接管面以外的多个面的全部或部分用膜片覆盖。
2.根据权利要求1所述的一种单腔多个共振频率旁支型共振消声器，其特征在于：权利要求1所述的膜片（3）由高弹性金属材料制成，具有较好的强度、一定的耐热和耐腐蚀性能。
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