CN103321716B - 一种穿孔管与窄缝共振腔组合的抗性消声器结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种穿孔管与窄缝共振腔组合的抗性消声器结构，包括筒体、进气穿孔管和横流穿孔管，所述的筒体被纵向隔板II分为左右两个腔室，其左腔室又被横向隔板分为上下两个腔室，且上下两个腔室之间相通，所述的下腔室被纵向隔板I隔开；所述的进气穿孔管穿过下腔室和纵向隔板I，所述的横流穿孔管穿过上腔室到达右腔室内；右腔室的顶部与出气管相通。该结构简单合理，综合利用了穿孔管和窄缝共振腔结构的消声特性，压力损失小，消声量大，尤其是在对应常用工程机械发动机点火频率的低频段消声效果明显较好。

Description

一种穿孔管与窄缝共振腔组合的抗性消声器结构

技术领域

本发明涉及一种新型消声器结构，尤其是一种穿孔管与窄缝共振腔组合的抗性消声器结构。

背景技术

抗性消声器是目前在工程机械领域中有效控制发动机排气噪声的主要途径之一，消声器的设计水平直接影响着我国工程机械在全球工程机械领域的定位，有效控制噪声污染，对国民的生产和生活具有重要意义；消声器性能的高低主要体现在消声性能和空气动力性能两个方面，其有效的评价指标分别是传递损失和压力损失；在增加消声器传递损失的同时，确保其压力损失在发动机要求的范围以内，是消声器设计的核心要求，同时也是消声器设计的难点。

穿孔管消声结构是目前常用共振式消声结构，其中直通穿孔管结构，由于对气流有非常强的导向作用，压力损失较小，但由于大部分气流直接从直管中通过，不能在扩张腔内充分释放，而且高频段会出现失效现象，所以消声效果一般；而对于横流穿孔管结构，其中气流要全部通过穿孔管上的小孔流出，增强了声阻抗，且在高频段不会出现失效现象，消声效果相对直通穿孔管消声器要好，但由于气流要全部流经管上小孔，造成了相对较高的压力损失。

发明内容

    本发明的目的是解决现有技术不足，根据穿孔管结构的消声特点，充分利用结构空间，组合窄缝共振腔消声结构，提出了一种结构合理、工艺简单、压力损失小、消声量大、使用寿命长的适用于工程机械的组合抗性消声结构；

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种穿孔管与窄缝共振腔组合的抗性消声器结构，包括筒体、进气穿孔管和横流穿孔管，所述的筒体被纵向隔板II分为左右两个腔室，其左腔室又被横向隔板分为上下两个腔室，且上下两个腔室之间相通，所述的下腔室被纵向隔板I隔开；所述的进气穿孔管穿过下腔室和纵向隔板I，所述的横流穿孔管穿过上腔室到达右腔室内；右腔室的顶部与出气管相通。

所述的进气穿孔管内套装有一个直通穿孔管，所述的直通穿孔管连通了右腔室和左腔室。

所述的进气穿孔管、横流穿孔管和直通穿孔管上均设有若干小孔。

所述的进气穿孔管与筒体轴线的偏置距离为筒体直径的1/4，其穿孔率控制在18%±2%，穿孔的孔直径为5mm，位于消声器筒体内的管段全部均匀穿孔。

所述的直通穿孔管与进气穿孔管同轴布置，其穿孔率控制在12%±2%，穿孔的孔直径为4mm，整体均匀穿孔，隔板左右侧的管长为分别为左边的下腔室和右腔室腔长的1/2。

所述的横流穿孔管与消声器筒体轴线的偏置距离为筒体直径的1/4，其穿孔率控制在12%±2%，穿孔的孔直径为4mm，穿孔段处于上腔室的中央位置，穿孔长度为上腔室腔长的1/2，在第右腔室的伸出部分为右腔室腔长的1/4。

所述的横向隔板在径向上与消声器的筒壁密封连接，在径向上与两端腔壁有宽度为4mm的窄缝。

本发明的有益效果是，(1)消声器选用直流穿孔管作为气流的主要通道，因此具有较好的空气动力特性，降低了结构产生的流阻、压力损失小、气流再生噪声小，且制造工艺简单； (2)组合使用横流穿孔管结构，并充分利用消声器内部空间，使用隔板将腔室隔开，等效于串联了一个窄缝共振腔，增强了结构的声阻抗，增加了对声能量的损耗，从而提高了消声量。(3)各穿孔管穿孔率的选择经过多轮试验仿真，结合流体动力学性能和消声性能的考察指标，取得较为合理的范围；从而实现在有效控制消声器排气背压的同时，消声量也有了显著提高。

附图说明

图1是本发明主视图；

图2是图1中A-A向截面剖视图；

其中：1消声器筒体，2进气穿孔管，3腔室Ⅰ， 4纵向隔板Ⅰ，5腔室Ⅱ，6直通穿孔管，7腔室Ⅳ， 8出气管，9纵向隔板Ⅱ，10横流穿孔管，11腔室Ⅲ，12横向隔板。

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。

图1所示，描述的一种穿孔管与窄缝共振腔组合的抗性消声器结构，包括筒体1、进气管2、出气管8、直通穿孔管6、横流穿孔管10、横向隔板12和纵向隔板Ⅰ4、纵向隔板Ⅱ9组成；所述筒体内通过横向隔板12和纵向隔板Ⅰ4、纵向隔板Ⅱ9将筒体1分为相互独立的四个腔室：腔室Ⅰ3、腔室Ⅱ5、腔室Ⅲ11和腔室Ⅳ7；所述进气穿孔管2和直通穿孔管6同轴偏置布置，腔室Ⅳ7通过直通穿孔管6直接与进气管2连通；所述进气穿孔管2被纵向隔板4分成左右两部分，并分别与腔室Ⅰ3和腔室Ⅱ5相连通；所述横向隔板12与周向筒壁密封连接，与两侧腔壁留有窄缝间隙，腔室Ⅰ3和腔室Ⅱ5通过两侧的窄缝同时与腔室Ⅲ11相连通；腔室Ⅲ11又通过横流穿孔管10与腔室Ⅳ7连通；腔室Ⅳ7直接与出气管8相连接。

所述进气穿孔管2和直通穿孔管6、横流穿孔管10与消声器筒体1轴线的偏置距离均为筒体直径的1/4；

所述进气穿孔管2，其与消声器筒体1轴线的偏置距离为筒体直径的1/4，其穿孔率控制在18%±2%，穿孔孔直径为5mm，位于消声器筒体内的管段全部均匀穿孔；

所述直通穿孔管6，其与进气穿孔管2同轴布置，其穿孔率控制在12%±2%，穿孔孔直径为4mm，整体均匀穿孔，隔板左右侧的管长为分别为腔室Ⅱ和腔室Ⅳ腔长的1/2；

所述横流穿孔管11，其与消声器筒体1轴线的偏置距离为筒体直径的1/4，其穿孔率控制在12%±2%，穿孔孔直径为4mm，穿孔段处于腔室Ⅲ的中央位置，穿孔长度为腔室Ⅲ腔长的1/2，在第Ⅳ腔的伸出部分为腔室Ⅳ腔长的1/4；

所述横向隔板12，在径向上与消声器的筒壁密封连接，在径向上与两端腔壁有宽度为4mm的窄缝。

使用时，由进气管2流入的气体，一部分穿过穿孔管2上的小孔，分别进入腔室Ⅰ3和腔室Ⅱ5，一部分气体流过穿孔段，并通过直通穿孔管6进人腔室Ⅳ7；流入腔室Ⅰ3和腔室Ⅱ5气体通过和向隔板7与筒体腔壁间的窄缝进入腔室Ⅲ11，再通过横流穿孔管10进入腔室Ⅳ7；最终，汇入腔室Ⅳ7的气流都由出气管8排出。

以上所述，虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (6)

1.一种穿孔管与窄缝共振腔组合的抗性消声器结构，其特征在于：包括筒体、进气穿孔管和横流穿孔管，所述的筒体被纵向隔板II分为左右两个腔室，其左腔室又被横向隔板分为上下两个腔室，且上下两个腔室之间相通，等效于串联了一个窄缝共振腔；所述的下腔室被纵向隔板I隔开；所述的进气穿孔管穿过下腔室和纵向隔板I，所述的横流穿孔管穿过上腔室到达右腔室内；右腔室的顶部与出气管相通；

所述的横向隔板在径向上与消声器的筒壁密封连接，在轴向上与两端腔壁有宽度为4mm的窄缝。

2.如权利要求1所述的消声器结构，其特征在于：所述的进气穿孔管内套装有一个直通穿孔管，所述的直通穿孔管连通了右腔室和左腔室。

3.如权利要求2所述的消声器结构，其特征在于：所述的进气穿孔管、横流穿孔管和直通穿孔管上均设有若干小孔。

4.如权利要求1所述的消声器结构，其特征在于：所述的进气穿孔管与筒体轴线的偏置距离为筒体直径的1/4，其穿孔率控制在18％±2％，穿孔的孔直径为5mm，位于消声器筒体内的管段全部均匀穿孔。

5.如权利要求2所述的消声器结构，其特征在于：所述的直通穿孔管与进气穿孔管同轴布置，其穿孔率控制在12％±2％，穿孔的孔直径为4mm，整体均匀穿孔，纵向隔板II左右侧的管长为分别为右侧下腔室和右腔室腔长的1/2。

6.如权利要求1所述的消声器结构，其特征在于：所述的横流穿孔管与消声器筒体轴线的偏置距离为筒体直径的1/4，其穿孔率控制在12％±2％，穿孔的孔直径为4mm，穿孔段处于上腔室的中央位置，穿孔长度为上腔室腔长的1/2，在右腔室的伸出部分为右腔室腔长的1/4。