CN103899384A

CN103899384A - 汽车消声器

Info

Publication number: CN103899384A
Application number: CN201410122321.9A
Authority: CN
Inventors: 郝栋; 康子峰; 王海东; 李宇洲; 郑锐利
Original assignee: Great Wall Motor Co Ltd
Current assignee: Great Wall Motor Co Ltd
Priority date: 2014-03-28
Filing date: 2014-03-28
Publication date: 2014-07-02
Anticipated expiration: 2034-03-28
Also published as: CN103899384B

Abstract

本发明公开一种汽车消声器，涉及汽车排气系统消声技术领域，以提供一种降噪能力较佳，同时试验周期短、试验成本低，节省劳动力的消声器。汽车消声器包括筒体，筒体内设有间隔设置的固定隔板与活动隔板；固定隔板与筒体构成后腔室，活动隔板与筒体构成前腔室；筒体一端面设有与固定隔板连接的出气管、另一端面设有与活动隔板连接的进气管；固定隔板上对应出气管外围侧设有第一通孔、活动隔板上对应进气管外围侧设有第一通孔；位于筒体内部的出气管的侧壁和进气管的侧壁上均设有第二通孔；进气管与汽车的排气管密封连接，且进气管能够在排气管中运动以带动活动隔板在筒体内运动，以改变前腔室体积大小。本发明主要用在汽车排气系统中。

Description

汽车消声器

技术领域

本发明涉及汽车排气系统消声技术领域，尤其涉及一种汽车消声器。

背景技术

目前，汽车制造工业已逐渐发展成为我国重要的支柱产业，其中，汽车行驶动力主要通过油气混合燃料在发动机气缸中燃烧做功而产生，该过程中产生的燃烧废气通过汽车的排气系统排放到车外。

在汽车排放系统中，由于发动机在排出燃烧后的高温高压气体时会产生巨大声响，造成一定程度的噪音污染，因此通常在汽车排放系统中设置消声器来降低汽车发动机的排气噪声，以提高用户体验。通常汽车废气的排放通道较长，因此在汽车排放系统中设置有相连接的副消声器和主消声器。其中主消声器为横截面积较大的筒状结构，且对应设在汽车后部具有较大空间的区域；副消声器设在主消声器的前端，主要用于解决主消声器消声能力不足的问题，即通过副消声器先进行排气噪声的降低和吸收，再通过主消声器进行降噪操作等。

现有技术中，为了提高消声器（主要针对副消声器）的降噪能力，需要经过多次反复试验来调整副消声器的内部结构，即通过设计多个不同结构的副消声器分别进行试验和/或反复拆装副消声器内的部件来改变其内部结构，以最终确定一个降噪能力较佳的副消声器，则导致该过程的试验周期较长，试验成本高，劳动力浪费大。

发明内容

本发明的实施例提供一种汽车消声器，以提供一种降噪能力较佳，同时试验周期短、试验成本低，节省劳动力的消声器。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

一种汽车消声器，包括筒体，所述筒体内设有固定隔板以及与所述固定隔板间隔设置的活动隔板；所述固定隔板与所述筒体构成后腔室，所述活动隔板与所述筒体构成前腔室；所述筒体一端面设有与所述固定隔板连接的出气管、另一端面设有与所述活动隔板连接的进气管；所述固定隔板上对应所述出气管外围侧设有第一通孔、所述活动隔板上对应所述进气管外围侧设有所述第一通孔；位于所述筒体内部的所述出气管的侧壁和进气管的侧壁上均设有第二通孔；所述进气管与汽车的排气管密封连接，且所述进气管能够在所述排气管中运动以带动所述活动隔板在所述筒体内运动，以改变所述前腔室体积大小。

其中，所述进气管包括与所述活动隔板固定连接的主连接管，所述第二通孔设在所述主连接管上；所述主连接管位于所述筒体外的部分螺纹连接有副连接管，所述副连接管与所述排气管密封连接，且所述副连接管能够在所述排气管中转动以带动所述主连接管运动。

具体可以为，所述副连接管与所述排气管之间通过旋转轴承限位连接。

优选地，所述副连接管上设有齿轮结构，所述副连接管在齿轮结构处通过链条连接有驱动电机；所述驱动电机固定在所述筒体外壁上。

进一步地，所述驱动电机连接有设在所述筒体外壁上的控制单元，所述控制单元与汽车电子控制单元通信匹配连接。

在实际制造时，所述主连接管位于所述筒体外的侧壁上设有第三通孔，所述副连接管上设有定位销；当所述副连接管带动所述主连接管运动，使所述第三通孔运动至所述定位销位置时，所述定位销与所述第三通孔匹配卡死所述主连接管。

具体地，所述第三通孔为圆形孔且有多个，多个所述第三通孔且沿所述主连接管的周向方向成排分布。

其中，所述第一通孔设有多个，且在相应隔板上沿圆周方向等距、均匀排布；所述第二通孔设有多个，且沿相应管的周向方向成排分布。

进一步地，所述第一通孔与所述第二通孔均为圆形孔，且所述第一通孔的大小与所述第二通孔的大小不相等。

本实施例中，所述活动隔板与所述筒体内壁之间可滑动配合连接；所述筒体内壁上设有吸音材料。

本发明实施例提供的汽车消声器中，在筒体内通过设置固定隔板以及活动隔板，依次形成前腔室和后腔室，其中固定隔板、活动隔板以及筒体还能共同形成主腔室，在筒体一端面设置有与固定隔板连接的出气管、另一端面设有与活动隔板连接的进气管，且在固定隔板以及活动隔板上均设有第一通孔，在进气管和出气管的对应设在筒体内的侧壁上设有第二通孔。由此分析可知，当使用本实施例的消声器时，将进气管与汽车的排气管密封连接，从而发动机废气通过排气管进入进气管中，并通过截面积急剧减小的第一通孔进入截面积急剧加大的前腔室、之后再通过截面积急剧减小的第二通孔进入截面积急剧加大的主腔室、然后通过截面积急剧减小的第二通孔进入截面积急剧加大的后腔室、最后通过截面积急剧减小的第一通孔进入截面积急剧加大的出气管中，从而通过多次突变，使声波多次反射产生相消干涉，进而使声能显著降低、衰竭，达到较佳降噪的效果；而且，本实施例的消声器的进气管能够在排气管中运动，从而带动活动隔板在筒体内运动，以改变前腔室大小，从而改变消声器内部结构，以达到较佳消声效果，该过程中，将消声器内腔结构调整装置（活动隔板）与筒体集成化设置，从而避免了多次拆装操作，有效缩短了试验周期和成本，减少了劳动力。

附图说明

图1为本发明实施例提供的汽车消声器内部结构示意图；

图2为本发明实施例提供的汽车消声器外部结构示意图；

图3为本发明实施例提供的汽车消声器外部结构正视图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明实施例汽车消声器进行详细描述。

本发明实施例提供一种汽车消声器，如图1和图2所示，包括筒体11，筒体11内设有固定隔板12以及与固定隔板12间隔设置的活动隔板13；固定隔板12与筒体11构成后腔室111，活动隔板13与筒体11构成前腔室112；筒体11一端面设有与固定隔板12连接的出气管14、另一端面设有与活动隔板13连接的进气管15；固定隔板12上对应出气管14外围侧设有第一通孔121、活动隔板13上对应进气管15外围侧设有第一通孔121；位于筒体11内部的出气管14的侧壁和进气管15的侧壁上均设有第二通孔141；进气管14与汽车的排气管密封连接，且进气管14能够在排气管中运动以带动活动隔板13在筒体11内运动，以改变前腔室112体积大小。

此处需要说明的是，本实施例中的消声器主要针对副消声器而设计，且本实施例中的消声器主要是为了确定副消声器较佳内部结构而设计的，即主要目的为了缩短试验周期，节省试验成本以及劳动力等，待通过本实施例的消声器经过多次试验确定了降噪效果较佳的副消声器结构之后，可以根据该结构进行副消声器的再生产，即设为固定式结构（隔板无法运动），方便在汽车的排气系统中进行使用等。

其中，图1中固定隔板12、活动隔板13和筒体11共同构成的主腔室标为113；排气管标为10。另外，后腔室111、前腔室112和主腔室113通常称为扩张室。

实际应用时，对于扩张室的消声量通常具有公式，

TL = 101 g \frac{1}{τ_{1}} = 101 g [1 + \frac{1}{4} {(m - \frac{1}{m})}^{2} \sin^{2} km] = \frac{S_{2}}{S_{1}},

其中，T代表消声量、单位为分贝(dB)，

为一个常数，L为相应扩张室的延伸长度，S₂为出气端（出气管）横截面面积，S₁为进气端（进气管）横截面面积。由上述公式可以看出，在副消声器的筒体11尺寸以及进气管15尺寸一定的前提下，即S₂和S₁（对应内径所在截面）一定，从而消声量T的大小只与L的长度有关，即在本实施例中仅与前腔室112的延伸长度有关，从而通过控制进气管15运动从而带动活动隔板13运动，能够改变上述前腔室112的延伸长度，进而改变消声量的大小，方便试验得到一个较佳消音效果。其中，T不能无限做大，需要结合副消声器结构自身材料、后续两个扩张室的消音效果以及消声器整体消音效果而设定。

具体在通过进气管15来带动活动隔板13的运动时，可以如图1和图2所示，进气管15包括与活动隔板13固定连接的主连接管151，且第二通孔141设在主连接管151上；同时主连接管151部分延伸出筒体11外，且位于筒体11外的部分螺纹连接有副连接管152，该副连接管152与排气管10密封连接。由于排气管10固定不动，因此可以通过副连接管152在排气管10中左、右运动（以图1所示状态为基准），从而带动主连接管151运动，进而带动活动隔板13在筒体11内左、右运动，此时主连接管151与副连接管152之间的螺纹连接，起到方便拆装的作用等。也可以如图1和图2所示，副连接管152与排气管10之间可以通过旋转轴承101限位连接，从而使副连接管152仅绕旋转轴承101位置处发生旋转，不在做左、右运动，进而当控制副连接管152转动时，由于副连接管152固定不动，因此通过螺纹配合，能够使主连接管151左、右运动，从而带动活动隔板13左、右运动。其中通过控制副连接管152的旋转方向，能够控制主连接管151的运动方向，从而通过活动隔板13控制前腔室112的延伸长度增大或减小。这其中，通过设置螺纹的结构等，可以防止主连接管151与副连接管152之间联动失效，例如两个之间增设限位结构等。

由此可知，由于活动隔板13与筒体11形成前腔室112，同时还需要在筒体11内运动，因此可以通过将活动隔板13与筒体11内壁之间设为可滑动连接的方式，例如沿筒体11内壁延伸方向，设置多个间隔设置的滑槽，同时在活动隔板13的侧壁上设置与滑槽匹配的凸块，从而通过凸块在滑槽中运动，完成活动隔板13的运动，对于未设置凸块的侧壁，可以与筒体11内壁相贴合，以便于构成扩张室等。

实际操作时，由于副消声器主要用在汽车排气系统中，而汽车的发动机废气多为高温、高压气体，因此对于人工进行副连接管152的转动操作易造成烫伤，比较危险，且操作不方便，因此如图1和图2所示，可以在副连接管152上设置齿轮结构，从而在齿轮结构处通通过传动链条16与驱动电机17连接，从而当通过向驱动电机17中通入电流，能够带动传动链条16运动，进而带动副连接管152转动，避免了人为操作造成不便等。其中，可以通过控制驱动电机17正向、反向转动，从而实现副连接管152的正、反转动。

优选地，可以将驱动电机17直接固定在筒体11的外壁上，具体可以为，在外壁上设置外伸的固定支架，通过将驱动电机17固定在支架，同时设计固定支架的结构，能够保证传动链条16的竖直状态，进而保证传动的稳定性。

其中，在进行试验调整前腔室112的延伸长度时，可以通过技术人员的经验以及每次试验下副消声器整体消声效果来确定调整的方式，例如增大延伸长度或减小延伸长度，即控制电机的正向、反向转动，该种方式对技术人员的要求和依赖性较大，因此可以如图1和图2所示，在筒体11外壁上设置与驱动电机17连接的控制单元18，该控制单元18与汽车电子控制单元（Electronic Control Unit，ECU）连接，从而通过ECU向控制单元18发送相关信号，来控制驱动电机17。具体地，通常在筒体11的内壁或出口端等设有与ECU连接的振动传感器等，ECU能够根据振动传感器（声波引起的振动频率等）等部件传递的信息来分析并判断当前副消声器的消声效果，当ECU判断需要增大或减小前腔室112的延伸长度时，会向控制单元18发送相应电信号，从而控制驱动电机17的转动方向、转动速率等，以控制副连接管152的移动。其中可以通过在ECU和/或控制单元18中增加时间控制单元，来达到精准调节，即控制副连接管152的移动量，也可以通过人工控制电机的开启与闭合来控制副连接管152的移动量。

在完成消声器的调音之后，可以通过限位结构来完成主连接管151的卡死，防止前腔室112的延伸长度再次发生改变，或在不使用本实施例中的消声器时，也可以通过限位结构卡死主连接管151，防止误操作而出现不必要的麻烦等。具体地，可以在主连接管151位于筒体11外的侧壁上设置第三通孔19，同时在副连接管152上设置定位销153，其中，第三通孔19位于主连接管151螺纹位置的外端侧。从而当主连接管151运动至副连接管152的定位销153位置初始，通过将定位销153按下（也可以通过控制分析自动弹下等）来插入第三通孔19内，以完成主连接管151的卡死。这其中，由于定位销153会随副连接管152一起转动，因此可以将第三通孔19在主连接管151上沿其周向方向成排设定，优选为至少两排设置，从而能够保证定位销153与第三通孔19适时良好配合。当然，可以通过设置定位销153的布置方式，来保证定位销153与第三通孔19的良好配合。优选，第一通孔19为圆形孔，当然也可以为方形、菱形孔等。

具体优选，第一通孔121可以为多个，且在固定隔板12以及活动隔板13上均沿圆周方向等距、均匀排布，以方便气流的均匀流过。同样，第二通孔141在出气管12和进气管13上也为多个，且沿各管的周向方向成排分布，从而便于气流的均匀通过。且第一通孔121和第二通孔141可以均为圆形孔、方形孔或菱形孔等。其中，本实施例中的消声器主要通过声波在不同扩张室内的不同横截面的急剧突变，来达到降噪的作用，因此可以将第一通孔121和第二通孔141的大小设置不同，从而达到进一步的声波相消干涉效果，提高消音效果，进一步地，对于固定隔板12和活动隔板13上的第一通孔121也可以设为大小不同的圆孔，进气管15和出气管14上的第二通孔141也可以设为大小不同的圆孔，同样能达到进一步的声波相消干涉效果。图1中，第一通孔121的直径大于第二通孔141的直径。

实际应用时，筒体11的内壁上通常设有吸音材料，以进一步提高消声器的消声效果。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本说明书的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims

1.一种汽车消声器，其特征在于，包括筒体，所述筒体内设有固定隔板以及与所述固定隔板间隔设置的活动隔板；所述固定隔板与所述筒体构成后腔室，所述活动隔板与所述筒体构成前腔室；所述筒体一端面设有与所述固定隔板连接的出气管、另一端面设有与所述活动隔板连接的进气管；

所述固定隔板上对应所述出气管外围侧设有第一通孔、所述活动隔板上对应所述进气管外围侧设有所述第一通孔；位于所述筒体内部的所述出气管的侧壁和进气管的侧壁上均设有第二通孔；

所述进气管与汽车的排气管密封连接，且所述进气管能够在所述排气管中运动以带动所述活动隔板在所述筒体内运动，以改变所述前腔室体积大小。

2.根据权利要求1所述的汽车消声器，其特征在于，所述进气管包括与所述活动隔板固定连接的主连接管，所述第二通孔设在所述主连接管上；

所述主连接管位于所述筒体外的部分螺纹连接有副连接管，所述副连接管与所述排气管密封连接，且所述副连接管能够在所述排气管中转动以带动所述主连接管运动。

3.根据权利要求2所述的汽车消声器，其特征在于，所述副连接管与所述排气管之间通过旋转轴承限位连接。

4.根据权利要求2或3所述的汽车消声器，其特征在于，所述副连接管上设有齿轮结构，所述副连接管在齿轮结构处通过链条连接有驱动电机；

所述驱动电机固定在所述筒体外壁上。

5.根据权利要求4所述的汽车消声器，其特征在于，所述驱动电机连接有设在所述筒体外壁上的控制单元，所述控制单元与汽车电子控制单元通信匹配连接。

6.根据权利要求5所述的汽车消声器，其特征在于，所述主连接管位于所述筒体外的侧壁上设有第三通孔，所述副连接管上设有定位销；

当所述副连接管带动所述主连接管运动，使所述第三通孔运动至所述定位销位置时，所述定位销与所述第三通孔匹配卡死所述主连接管。

7.根据权利要求6所述的汽车消声器，其特征在于，所述第三通孔为圆形孔且有多个，多个所述第三通孔且沿所述主连接管的周向方向成排分布。

8.根据权利要求1所述的汽车消声器，其特征在于，所述第一通孔设有多个，且在相应隔板上沿圆周方向等距、均匀排布；

所述第二通孔设有多个，且沿相应管的周向方向成排分布。

9.根据权利要求8所述的汽车消声器，其特征在于，所述第一通孔与所述第二通孔均为圆形孔，且所述第一通孔的大小与所述第二通孔的大小不相等。

10.根据权利要求1所述的汽车消声器，其特征在于，所述活动隔板与所述筒体内壁之间可滑动配合连接；所述筒体内壁上设有吸音材料。