CN103334821A - 一种具有阻流隔栅的横流穿孔管消声器结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有阻流隔栅的横流穿孔管消声器结构，包括膨胀腔筒体、横流穿孔管、堵板、隔栅环，所述横流穿孔管沿膨胀腔筒体轴向布置，横流穿孔管内通过堵板分为前后不连通的两部分，所述的横流穿孔管和膨胀腔筒体之间通过隔栅环纵向分为多个腔室，所述的隔栅环包括隔栅内环和隔栅外环，且隔栅内环和隔栅外环之间形成环状的间隙，所述的各个腔室之间通过环状的间隙相互连通，所述的横流穿孔管通过其上的穿孔与各个腔室连通。其结构合理，排气背压明显降低，改善了消声器的频率特性，提供一种消声器精细设计的设计方案。
Description
技术领域
本发明涉及一种横流穿孔管消声器结构，尤其是一种具有阻流隔栅的横流穿孔管消声器结构。
背景技术
抗性消声器是现有的控制工程机械噪声的主要途径之一，消声器设计水平的提高对于提升我国工程机械整机质量有重要的意义，插入损失和压力损失是评价消声器消声性能和空气动力性能的两个非常重要的评价指标。设计研究改进消声器，使其在增加传递损失的同时，确保压力损失在发动机要求的范围以内成为减少噪声的重要手段。横流穿孔管消声器因具有较宽的消声频带和良好的消声性能，被广泛应用于内燃机排气噪声控制。
中国专利200420038466.2公开了一种适用于内燃机的穿孔管消声器，用隔板将壳体的内腔分成左右两个膨胀腔，壳体内部两端和隔板上均设有穿孔管，排气管和尾管分别与两端上的穿孔管连接相通。穿孔管至少由两根同心的金属管组成，金属管上通气孔位置错开。具有流通阻力小和不产生再生噪声的优点，但结构复杂，并且没有有效控制排气背压。
发明内容
本发明的目的是为克服现有技术结构的不足，提供一种结构合理，声学性能好，改善频率特性，对发动机排气的消声效果，尤其是排气背压有明显效果的用于工程机械的新型抗性消声器结构。
为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：
一种具有阻流隔栅的横流穿孔管消声器结构，包括膨胀腔筒体、横流穿孔管、堵板、隔栅环，所述横流穿孔管沿膨胀腔筒体轴向布置，横流穿孔管内通过堵板分为前后隔离的两部分，所述的横流穿孔管和膨胀腔筒体之间通过隔栅环纵向分为多个腔室，所述的隔栅环包括隔栅内环和隔栅外环，且隔栅内环和隔栅外环之间形成环状的间隙，所述的各个腔室之间通过环状的间隙相互连通，所述的横流穿孔管通过其上的穿孔与各个腔室连通。
所述的腔室至少包括三个。
所述的腔室有四个，且隔栅环有3个，分别是隔栅环I,隔栅环II,隔栅环III,所述的隔栅环I包括隔栅内环Ⅰ、隔栅外环Ⅰ；所述的隔栅环II包括隔栅内环II、隔栅外环II；所述的隔栅环III包括隔栅内环III、隔栅外环III。
所述的隔栅内环Ⅰ、隔栅外环Ⅰ形成环状的间隙I； 隔栅内环II、隔栅外环II形成环状的间隙II；所述的隔栅内环ⅠII、隔栅外环ⅠII形成环状的间隙III；所述的环状的间隙I、环状的间隙II和环状的间隙III相对于膨胀腔筒体的纵向方向错落设置。
所述隔栅内环Ⅰ内径为50mm，外径为90mm；所述隔栅外环Ⅰ内径为120mm，外径为150mm；隔栅内环Ⅱ内径为50mm，外径为105mm；所述隔栅外环Ⅱ内径为130mm，外径为150mm；隔栅内环III内径为50mm，外径为105mm；所述隔栅外环III内径为130mm，外径为150mm。
所述横流穿孔管的穿孔率控制为15%±2%，消音筒上设有若干直径为5mm的小孔。
本发明的有益效果是，(1)采取经典的横流穿孔管膨胀腔结构，具有较好的空气动力学性能，降低了结构产生的流阻，同时减小气流再生噪声；(2)穿孔率及阻流隔栅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。在提高了全频段消声量的同时，极大地减小了排气背压，得到了很好的消声效果。（3）通过大量声学仿真得出，阻流隔栅结构的设置有利于调节消声器的通过频率及峰值频率，改善消声器的频率特性，为消声器的精细设计提供一种设计手段。
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；
图3是图1中B-B向截面剖视图。
其中1膨胀腔筒体，2腔室Ⅰ，3堵板，4隔栅内环I，5隔栅外环I，6腔室Ⅲ，7横流穿孔管，8隔栅内环Ⅱ，9隔栅外环Ⅱ，10腔室Ⅱ，11腔室Ⅳ，12隔栅内环III，13隔栅外环III。
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。
如图1、图2及图3所示，具有阻流隔栅的横流穿孔管消声器结构，包括膨胀腔筒体1、横流穿孔管7、堵板3、隔栅内环Ⅰ4、隔栅外环Ⅰ5、隔栅内环Ⅱ8，隔栅外环Ⅱ9，隔栅内环III12，隔栅外环III13，所述膨胀腔筒体1内通过堵板3、隔栅内环Ⅰ4、隔栅外环Ⅰ5、两个隔栅内环Ⅱ8，两个隔栅外环Ⅱ9，将筒体分为通过隔栅结构间缝隙相互连通的腔室Ⅰ2、腔室Ⅱ10、腔室Ⅲ6、腔室Ⅳ11；所述横流穿孔管7为沿筒体轴向布置的，横流穿孔管7内通过堵板3分为前后不连通的两部分，分别通过其上的穿孔与各个腔室连通。
所述隔栅内环Ⅰ4内径为50mm，外径为90mm；所述隔栅外环Ⅰ5内径为120mm，外径为150mm；隔栅内环Ⅱ8内径为50mm，外径为105mm；所述隔栅外环Ⅱ9内径为130mm，外径为150mm；隔栅内环III12内径为50mm，外径为105mm；所述隔栅外环III13内径为130mm，外径为150mm。
所述的隔栅内环Ⅰ4、隔栅外环Ⅰ5形成环状的间隙I； 隔栅内环II8、隔栅外环II9形成环状的间隙II；所述的隔栅内环III12、隔栅外环III13形成环状的间隙III；所述的环状的间隙I、环状的间隙II、环状的间隙III的相对于膨胀腔筒体的纵向方向错落设置。
使用时，气体由横流穿孔管7的进气端进入，一部分从横流穿孔管7前部分上的穿孔进入腔室Ⅰ2，在腔室Ⅰ2中进行膨胀后通过第一个隔栅内环Ⅱ8和第一个隔栅外环Ⅱ9间的间隙I进入腔室Ⅱ10，另一部分从横流穿孔管7前部分上的穿孔直接进入腔室Ⅱ10中进行膨胀。随后气体通过隔栅内环Ⅰ4和隔栅外环Ⅰ5间的间隙II进入腔室Ⅲ6，一部分直接通过横流穿孔管7后部分上的穿孔回到横流穿孔管7中，另一部分通过第二个隔栅内环Ⅱ8和第二个隔栅外环Ⅱ9间的间隙III进入腔室Ⅳ11，再通过横流穿孔管7后部分上的穿孔回到横流穿孔管7中，最后气流通过横流穿孔管7的出气端排出。
上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)
1.一种具有阻流隔栅的横流穿孔管消声器结构，其特征在于：包括膨胀腔筒体、横流穿孔管、堵板和隔栅环，所述横流穿孔管沿膨胀腔筒体轴向布置，横流穿孔管内通过堵板分为前后隔离的两部分，所述的横流穿孔管和膨胀腔筒体之间通过隔栅环纵向分为多个腔室，所述的隔栅环包括隔栅内环和隔栅外环，且隔栅内环和隔栅外环之间形成环状的间隙，所述的各个腔室之间通过环状的间隙相互连通，所述的横流穿孔管通过其上的穿孔与各个腔室连通。
2.如权利要求1所述的消声器结构，其特征在于：所述的腔室至少包括三个。
3.如权利要求1所述的消声器结构，其特征在于：所述的腔室有四个，且隔栅环有3个，分别是隔栅环I,隔栅环II,隔栅环III,所述的隔栅环I包括隔栅内环Ⅰ、隔栅外环Ⅰ；所述的隔栅环II包括隔栅内环II、隔栅外环II；所述的隔栅环III包括隔栅内环ⅠII、隔栅外环ⅠII。
4.如权利要求3所述的消声器结构，其特征在于：所述的隔栅内环Ⅰ、隔栅外环Ⅰ形成环状的间隙I； 隔栅内环II、隔栅外环II形成环状的间隙II；所述的隔栅内环ⅠII、隔栅外环ⅠII形成环状的间隙III；所述的环状的间隙I、环状的间隙II和环状的间隙III相对于膨胀腔筒体的纵向方向错落设置。
5.如权利要求4所述的消声器结构，其特征是，所述隔栅内环Ⅰ内径为50mm，外径为90mm；所述隔栅外环Ⅰ内径为120mm，外径为150mm；隔栅内环Ⅱ内径为50mm，外径为105mm；所述隔栅外环Ⅱ内径为130mm，外径为150mm；隔栅内环III内径为50mm，外径为105mm；所述隔栅外环III内径为130mm，外径为150mm。
6.如权利要求1所述的消声器结构，其特征是，所述横流穿孔管的穿孔率控制为15%±2%，消音筒上设有若干直径为5mm的小孔。
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