CN104564454A - 一种汽车发动机的进气消声器及其实现方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种汽车发动机的进气消声器，包括与发动机进气管连通的消声内管，以及密封设置在消声内管外并与之间隔形成腔室的消声外壳，所述消声外壳中部设有使腔室的径向间隙变化的变径弯折，在消声内管上环绕其外壁设有至少两个沿轴向分布的隔板，由这些隔板将消声内管和消声外壳之间的腔室分隔为相应数量的沿轴向排布的扩张腔，其中一个隔板与消声外壳的变径弯折处对应，并在消声内管的管壁上设有数组沿轴向排布的消声通孔，每个扩张腔对应一组消声通孔。本发明通过在涡轮增压发动机进气的管道上设计多组消声通孔和不同直径的扩张腔，使相应频率的进气噪音在经过时由其扩散在腔室内不断反射消耗能量，从而降低噪音。

Description

一种汽车发动机的进气消声器及其实现方法

技术领域

本发明涉及汽车制造及其零部件技术领域，特别是涉及汽车涡轮增压发动机的进气系统，具体地讲，是涉及一种汽车发动机的进气消声器。

背景技术

随着国家环保部对汽车排放的要求越来越严格，而普通民众又对汽车经济性和动力性特别看重，目前国内的汽车开始大量使用涡轮增压发动机。由于涡轮增压器的自身工作原理，不可避免的会增加发动机的噪声问题。

发动机的进气系统作为发动机的“呼吸道”，其在保证发动机进气量的同时，也肩负着消除或者衰减发动机进气噪声的作用。因此，在进气系统中加入消声装置衰减进气噪声就显得十分必要，而目前汽车领域少有进气消声器。

发明内容

为克服现有技术中汽车发动机、尤其是涡轮增压发动机的进气噪声较大的问题，本发明提供一种结构简单、设计合理、使用方便的汽车发动机的进气消声器。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种汽车发动机的进气消声器，包括与发动机进气管连通的消声内管，以及密封设置在消声内管外并与之间隔形成腔室的消声外壳，所述消声外壳中部设有使腔室的径向间隙变化的变径弯折，在所述消声内管上环绕其外壁设有至少两个沿轴向分布并与消声外壳内壁匹配的隔板，由这些隔板将消声内管和消声外壳之间的腔室分隔为相应数量的沿轴向排布的扩张腔，其中一个隔板与消声外壳的变径弯折处对应，并在消声内管的管壁上设有数组沿轴向排布的消声通孔，每个扩张腔对应一组消声通孔，每组消声通孔在其所在的径向截面上呈圆周均布。

进一步地，每组消声通孔在轴向方向上位于其对应扩张腔的中部。

进一步地，由所述变径弯折处的隔板将腔室分隔成的较小腔室内至少具有一个隔板将其分隔为相应数量的扩张腔，或/和由所述变径弯折处的隔板将腔室分隔成的较大腔室内至少具有一个隔板将其分隔为相应数量的扩张腔。

具体地，所述消声外壳较小一端的端部朝向消声内管轴心处延伸形成腔室小端板，并在延伸末端处形成一与消声内管匹配连接的端部通孔。

为了便于连接，所述消声外壳较小一端的端部外壁设有外凸的连接凸部。

更进一步地，该汽车发动机的进气消声器还包括设置于发动机进气管上用于连接该消声外壳较小一端的壳体连接头，该壳体连接头呈筒状，其内壁在靠近进气管一侧设有用以匹配连接凸部的连接凹槽，其外壁在远离进气管一侧上设有便于连接卡箍固定的卡箍槽。在该连接凹槽和连接凸部之间还可设置密封圈。

具体地，所述消声内管外壁在消声外壳较大一端对应位置处远离轴心外凸延伸形成与消声外壳匹配连接的腔室大端板，该腔室大端板的外围具有一环形台阶；在消声外壳大端的端部外壁设有与之呈一体的弯曲延伸部，该弯曲延伸部与环形台阶共同围成一用于安装紧固密封外圈的环形槽腔。为了便于连接固定，消声外壳大端端部还可通过螺钉与腔室大端板固定连接。并且为了保障连接对位的准确度，在腔室大端板与消声外壳大端端部接触处还可设置定位凹槽。

为了提高消声外壳大端处的连接密封性，所述腔室大端板在消声外壳大端内的腔室内具有一环状的密封凸台，该密封凸台与消声外壳大端的端部内壁构成一用于安装密封内圈的环形间隙。需要说明的是，上述结构还能够极大地方便该进气消声器的组装，其主体主要为消声内管和消声外壳两大部分，组装时只需将消声内管带有隔板的一端由消声外壳的大端向小端插入，并在大端处固定即可。为了进一步地提高连接的稳固性，在由变径弯折处的隔板将腔室分隔为的较大腔室外壁还设有一对呈环状的定位凸块，与该对定位凸块之间的间隙匹配的紧固卡箍在该较大腔室外围一圈紧固，此时该较大腔室内的一隔板正对应该对定位凸块之间的间隙，用作对紧固卡箍的支撑。

更进一步地，该汽车发动机的进气消声器还包括设置于发动机进气管上用于连接消声外壳大端对应的消声内管端部的管体连接头，所述消声内管端部外壁设有外凸的连接凸部，该管体连接头内壁设有与该连接凸部匹配的连接凹槽，且其外壁设有便于连接卡箍固定的卡箍槽。

基于上述构造，本发明还提供了该汽车发动机的进气消声器的实现方法，包括以下步骤：

（1）采集发动机的进气噪声频谱；

（2）分析确定扩张腔的数量、直径及长度，并确定消声通孔的孔径和数量；

（3）当噪声由一端进入消声内管后，不同的特定频率的噪声分别由不同的消声通孔进入对应扩张腔内不断反射消耗能量，进而对噪声进行衰减；

（4）衰减后的噪声由消声内管另一端进入进气管。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

（1）本发明通过在涡轮增压发动机进气的管道上设计多组消声通孔和不同直径的扩张腔，使相应频率的进气噪音在经过时由其扩散在腔室内不断反射消耗能量，从而降低噪音，其结构简单，设计巧妙，体积小巧紧凑，制造简单可行，具有广泛的应用前景，适合推广应用。

（2）本发明的消声外壳和内管采用匹配的相互卡接固定形式，通过简单的插入和固定即可保证其连接的稳固性，在保障其使用效果基础上大大提高了其组装使用的便捷程度。

（3）本发明通过有效的卡箍卡接实现了与发动机进气管道的稳固连接；并且利用内外密封圈的双重密封保证了扩张腔的密封消声效果。

附图说明

图1为本发明的剖视结构示意图。

图2为本发明中进气消声器与进气管道的连接关系剖视示意图。

图3为本发明中进气消声器与进气管道的连接外形示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明，本发明的实施方式包括但不限于下列实施例。

实施例

如图1至图3所示，该汽车发动机的进气消声器，主要针对现有的涡轮增压发动的进气噪音较大的问题，通过在涡轮增压发动机的进气管道上加装该进气消声器可有效降低其进气噪音。该进气消声器包括与发动机进气管连通的消声内管10，以及密封设置在消声内管外并与之间隔形成腔室的消声外壳20，所述消声外壳中部设有使腔室的径向间隙变化的变径弯折21，在所述消声内管上环绕其外壁设有至少两个沿轴向分布并与消声外壳内壁匹配的隔板11，由这些隔板将消声内管和消声外壳之间的腔室分隔为相应数量的沿轴向排布的扩张腔31，其中一个隔板与消声外壳的变径弯折处对应，并在消声内管的管壁上设有数组沿轴向排布的消声通孔12，每个扩张腔对应一组消声通孔，每组消声通孔在其所在的径向截面上呈圆周均布，本实施例中优选四个呈环形的隔板，以此形成五个呈环状的扩张腔，相应地有五组消声通孔，每组中的消声通孔个数和孔径由针对的不同型号的发动机的噪声频谱分析确定。其中由小端到大端的第三个隔板与消声外壳的变径弯折处对应，第一个和第二个隔板在被该第三个隔板分隔成的较小腔室内并形成三个较小的扩张腔，第四个隔板在被该第三个隔板分隔成的较大腔室内并形成两个较大的扩张腔，用以对不同的主要噪音频率进行削弱，从而整体上降低噪音。在进一步的改进中，还可通过不同位置处变径弯折来使扩张腔的直径有更多地变化，以匹配不同型号的涡轮增压发动机。

对于该进气消声器的连接，包括消声内管和消声外壳之间的连接，以及该消声器与进气管道之间的连接，本发明中有如下设置：

在该消声外壳较小一端，其端部朝向消声内管轴心处延伸形成腔室小端板22，并在延伸末端处形成一与消声内管匹配连接的端部通孔23，消声内管的一端则与该端部通孔匹配连接。具体地，消声内管的一端可以通过螺纹与该端部通孔连接；也可以通过锥面和其上设置的密封环匹配，当其采用锥面连接时，在消声内管的端部为外缘锥面，在端部通孔处为内环锥面。此时该端与发动机进气管道的连接位置在消声外壳上。为了便于连接，该消声外壳较小一端的端部外壁设有外凸的连接凸部5。相应地，在发动机进气管1用于连接该端部的位置设置有呈筒状的壳体连接头2，其内壁在靠近进气管一侧设有用以匹配连接凸部的连接凹槽4，其外壁在远离进气管一侧上设有便于连接卡箍6固定的卡箍槽。在该连接凹槽和连接凸部之间还可设置密封圈，在壳体连接头外端位置的消声外壳外壁上还可设置止位环7。

在消声外壳较大一端，消声内管的外壁上远离轴心外凸延伸形成与消声外壳匹配连接的腔室大端板13，该腔室大端板的外围具有一环形台阶14；在消声外壳大端的端部外壁设有与之呈一体的弯曲延伸部24，该弯曲延伸部与环形台阶共同围成一用于安装紧固密封外圈25的环形槽腔。为了便于连接固定，消声外壳大端端部还可通过螺钉与腔室大端板固定连接。并且为了保障连接对位的准确度，在腔室大端板与消声外壳大端端部接触处还可设置定位凹槽17。为了提高消声外壳大端处的连接密封性，所述腔室大端板在消声外壳大端内的腔室内具有一环状的密封凸台15，该密封凸台与消声外壳大端的端部内壁构成一用于安装密封内圈16的环形间隙。

需要说明的是，上述结构还能够极大地方便该进气消声器的组装，其主体主要为消声内管和消声外壳两大部分，组装时只需将消声内管带有隔板的一端由消声外壳的大端向小端插入，并在大端处固定即可。为了进一步地提高连接的稳固性，在由变径弯折处的隔板将腔室分隔为的较大腔室外壁还设有一对呈环状的定位凸块8，与该对定位凸块之间的间隙匹配的紧固卡箍在该较大腔室外围一圈紧固，此时该较大腔室内的一隔板正对应该对定位凸块之间的间隙，用作对紧固卡箍9的支撑。

该端在与发动机进气管道连接时，在发动机进气管用于连接该端的位置设置有与消声内管该端连接的管体连接头3，所述消声内管端部外壁设有外凸的连接凸部5，该管体连接头内壁设有与该连接凸部匹配的连接凹槽，且其外壁设有便于连接卡箍6固定的卡箍槽。

通过上述结构的设计，可有效降低发动机的进气噪音，尤其是涡轮增压发动机的进气噪音。

基于上述构造，本发明还提供了该汽车发动机的进气消声器的实现方法，包括以下步骤：

（1）采集发动机的进气噪声频谱；

（2）分析确定扩张腔的数量、直径及长度，并确定消声通孔的孔径和数量；

（3）当噪声由一端进入消声内管后，不同的特定频率的噪声分别由不同的消声通孔进入对应扩张腔内不断反射消耗能量，进而对噪声进行衰减；

（4）衰减后的噪声由消声内管另一端进入进气管。

上述实施例仅为本发明的优选实施例，并非对本发明保护范围的限制，但凡采用本发明的设计原理，以及在此基础上进行非创造性劳动而作出的变化，均应属于本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1. 一种汽车发动机的进气消声器，包括与发动机进气管（1）连通的消声内管（10），以及密封设置在消声内管外并与之间隔形成腔室的消声外壳（20），其特征在于，所述消声外壳中部设有使腔室的径向间隙变化的变径弯折（21），在所述消声内管上环绕其外壁设有至少两个沿轴向分布并与消声外壳内壁匹配的隔板（11），由这些隔板将消声内管和消声外壳之间的腔室分隔为相应数量的沿轴向排布的扩张腔（31），其中一个隔板与消声外壳的变径弯折处对应，并在消声内管的管壁上设有数组沿轴向排布的消声通孔（12），每个扩张腔对应一组消声通孔，每组消声通孔在其所在的径向截面上呈圆周均布。

2. 根据权利要求1所述的一种汽车发动机的进气消声器，其特征在于，每组消声通孔在轴向方向上位于其对应扩张腔的中部。

3. 根据权利要求1或2所述的一种汽车发动机的进气消声器，其特征在于，由所述变径弯折处的隔板将腔室分隔成的较小腔室内至少具有一个隔板将其分隔为相应数量的扩张腔，或/和由所述变径弯折处的隔板将腔室分隔成的较大腔室内至少具有一个隔板将其分隔为相应数量的扩张腔。

4. 根据权利要求1或2所述的一种汽车发动机的进气消声器，其特征在于，所述消声外壳较小一端的端部朝向消声内管轴心处延伸形成腔室小端板（22），并在延伸末端处形成一与消声内管匹配连接的端部通孔（23）。

5. 根据权利要求4所述的一种汽车发动机的进气消声器，其特征在于，所述消声外壳较小一端的端部外壁设有外凸的连接凸部（5）。

6. 根据权利要求5所述的一种汽车发动机的进气消声器，其特征在于，还包括设置于发动机进气管上用于连接该消声外壳较小一端的壳体连接头（2），该壳体连接头呈筒状，其内壁在靠近进气管一侧设有用以匹配连接凸部的连接凹槽（4），其外壁在远离进气管一侧上设有便于连接卡箍（6）固定的卡箍槽。

7. 根据权利要求1或2所述的一种汽车发动机的进气消声器，其特征在于，所述消声内管外壁在消声外壳较大一端对应位置处远离轴心外凸延伸形成与消声外壳匹配连接的腔室大端板（13），该腔室大端板的外围具有一环形台阶（14）；在消声外壳大端的端部外壁设有与之呈一体的弯曲延伸部（24），该弯曲延伸部与环形台阶共同围成一用于安装紧固密封外圈（25）的环形槽腔。

8. 根据权利要求7所述的一种汽车发动机的进气消声器，其特征在于，所述腔室大端板在消声外壳大端内的腔室内具有一环状的密封凸台（15），该密封凸台与消声外壳大端的端部内壁构成一用于安装密封内圈（16）的环形间隙。

9. 根据权利要求7所述的一种汽车发动机的进气消声器，其特征在于，还包括设置于发动机进气管上用于连接消声外壳大端对应的消声内管端部的管体连接头（3），所述消声内管端部外壁设有外凸的连接凸部（5），该管体连接头内壁设有与该连接凸部匹配的连接凹槽，且其外壁设有便于连接卡箍（6）固定的卡箍槽。

10. 如权利要求1~9任一项所述的一种汽车发动机的进气消声器的实现方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）采集发动机的进气噪声频谱；

（2）分析确定扩张腔的数量、直径及长度，并确定消声通孔的孔径和数量；

（3）当噪声由一端进入消声内管后，不同的特定频率的噪声分别由不同的消声通孔进入对应扩张腔内不断反射消耗能量，进而对噪声进行衰减；

（4）衰减后的噪声由消声内管另一端进入进气管。