CN104791060A - 控制机动车尾气噪声的排气系统消声装置 - Google Patents

Abstract

一种控制机动车尾气噪声的排气系统消声装置，在汽车原有消声器的排气路径基础上增加一组排气气流通道，同时在通道上安装由步进电机驱动的阀门，阀门上安装角度传感器，电子控制系统与汽车诊断接口连接，采集发动机转速信号和车速信号。电子控制系统通过蓝牙模块与手机通讯，手机上安装控制软件。以单片机作为核心控制单元的电子控制系统分析处理发动机转速信号和车速信号以及手机的输入指令，计算得出相应的阀门开度信号，然后发送控制指令至阀门，阀门打开对应的开度并通过角度传感器反馈开度信息，阀门开度影响排气系统的排气气流，从而调节排气系统的消声特性，既能满足各转速和车速下的汽车排气噪声的消声需求，也能根据驾驶员意愿做出调整。

Description

控制机动车尾气噪声的排气系统消声装置

技术领域:

本发明涉及机械领域，尤其涉及汽车排气消声技术，特别是一种控制机动车尾气噪声的排气系统消声装置。

背景技术：

汽车排气系统中的消声器，其横截面是一个圆形或者椭圆形的管状物体，多用薄钢板焊制，装在排气系统的中部或后部位置上，内部有一系列隔板、腔室、孔管和管道，利用声波反射互相干扰抵消的现象，使声能逐渐消弱，用以隔离和衰减排气门每次打开时产生的脉动压力，使得排气脉冲缓和而消除噪音。然而，由于气体在消声器中路径复杂，降低了排气的顺畅性，对发动机的动力性造成一定影响。自行改装直通式排气尾管，虽能提升发动机性能，却会大大增加排气噪音。现有技术中，汽车消声器结构单一，驾驶员无法根据汽车实际运行工况来协调排气噪声和发动机动力输出之间的关系。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种控制机动车尾气噪声的排气系统消声装置，所述的这种控制机动车尾气噪声的排气系统消声装置要解决现有技术中无法根据汽车工况来协调排气噪声和发动机动力输出的技术问题。

本发明的这种控制机动车尾气噪声的排气系统消声装置，包括一个汽车消声器，所述的汽车消声器中包括有一组排气通道，其中，汽车消声器中设置有一个辅助排气通道，汽车消声器的出口处设置有一个直通式排气尾管，所述的辅助排气通道连通所述的直通式排气尾管和汽车消声器的入口，直通式排气尾管中设置有一个控制阀门，所述的控制阀门中设置有阀片动作执行器，所述的阀片动作执行器与一个控制器连接，所述的控制器中有阀片动作控制程序，控制器通过通讯线路与一个汽车诊断接口连接，控制器又通过通讯线路与一个智能手机连接，所述的智能手机中设置有系统控制软件，控制阀门中设置有阀片开度传感器，所述的阀片开度传感器通过信号线和电源线与控制器连接。

进一步的，控制器与汽车诊断端口连接，汽车诊断端口与所述的汽车电子控制单元连接。

进一步的，控制器与一个蓝牙无线通讯模块连接，智能手机通过无线通讯线路与所述的蓝牙无线通讯模块连接。

进一步的，控制器采集发动机转速信号和车速信号及智能手机发送过来的运行指令，控制器中的阀片动作控制程序根据用户输入指令和发动机转速信号及车速信号调整阀片开度。

进一步的，所述的控制器包括有一个单片机，单片机的输入输出接口上连接有一个步进电机驱动电路，单片机上还连接有一个电源管理模块和信号采集模块，所述的阀片动作执行器包括一个步进电机，所述的步进电机包含上下两个输出轴，步进电机上方输出轴与角度传感器连接，控制阀门的阀体与所述的步进电机固定连接，阀门中包括有一个阀片，所述的阀片上连接有一个驱动杆，所述的驱动杆与步进电机下方的输出轴连接，步进电机的控制端与所述的直流电机驱动电路连接。

进一步的，控制阀门的阀体中设置有圆柱形通道，阀片设置在所述的圆柱形通道内，所述的驱动杆沿阀片的直径方向与阀片连接，驱动杆的上端和下端分别通过转动副与阀体连接，阀体外侧固定连接有一个电机支架，所述的步进电机通过连接件与所述的电机支架连接，步进电机下方的的输出轴与驱动杆连接。

进一步的，电机支架上安装有角度传感器，所述的角度传感器与步进电机上方的输出轴连接，角度传感器通过信号线和电源线与控制器连接。

本发明的工作原理是：在原有汽车消声器上加装直通式的排气尾管，在消声器原有的排气路径基础上增加一组通路，同时在加装的尾管上装有控制阀门，阀门上连接有步进电机，该步进电机有相应的控制电路，控制电路中有以单片机作为控制单元的控制器，单片机中有阀片动作控制程序，并配有可以安装在手机上的控制软件，驾驶员通过控制软件对控制器发送运行指令。控制器分析处理发动机转速信号和车速信号及手机的输入指令，计算得出相应的阀门开度参数，然后发送控制指令至步进电机，步进电机驱动阀门中的阀片动作，阀片设置在排气气流通道内，执行控制模块发来的指令，阀片打开对应的开度，影响排气系统的气流，从而调节排气系统的消声特性。

本发明和已有技术相比较，其效果是积极和明显的。本发明在汽车原有消声器上加装直通式的排气尾管，在消声器原有的排气路径基础上增加一组通路，在汽车排气气流通道内设置由步进电机驱动的阀门，该步进电机与对应的控制器连接，并配有可安装在智能手机上的控制软件。驾驶员可根据实际情况，通过手机控制软件对排气方式进行有效控制,使排气系统的消声性能既能适应各转速和车速下的发动机排气噪声的消声需求，同时也能根据驾驶员意愿做出调整。

附图说明：

图1是本发明的控制机动车尾气噪声的排气系统消声装置的原理图。

图2是本发明的控制机动车尾气噪声的排气系统消声装置的一个实施例中的控制阀门的结构示意图。

图3是本发明的控制机动车尾气噪声的排气系统消声装置中的控制器的电原理图。

具体实施方式：

实施例1

如图1、图2和图3所示，本发明一种控制机动车尾气噪声的排气系统消声装置，包括一个汽车消声器（图中未示），所述的汽车消声器中包括有一组排气通道（图中未示），其中，汽车消声器中设置有一个辅助排气通道（图中未示），汽车消声器的出口处设置有一个直通式排气尾管（图中未示），所述的辅助排气通道连通所述的直通式排气尾管和汽车消声器的入口，直通式排气尾管中设置有一个控制阀门3，所述的控制阀门3中设置有阀片动作执行器，所述的阀片动作执行器与一个控制器1连接，所述的控制器1中有阀片开度控制程序，所述的控制器1通过通讯线路与一个汽车电子控制单元2连接，控制器1又通过通讯线路与一个智能手机4连接，所述的智能手机4中设置有系统控制软件，控制阀门3中设置有阀片开度传感器5，所述的阀片开度传感器5通过信号线与控制器1连接。

进一步的，控制器1与汽车诊断端口6连接，汽车诊断端口6与所述的汽车电子控制单元2连接。

进一步的，控制器1与一个蓝牙无线通讯模块7连接，智能手机4通过无线通讯线路与所述的蓝牙无线通讯模块7连接。

进一步的，控制器1采集发动机转速信号和车速信号及智能手机4发送过来的运行指令，控制器1中的阀片动作控制程序根据用户输入指令和发动机转速信号及车速信号调整阀片开度。

进一步的，所述的控制器1包括有一个单片机，单片机的输入输出接口上连接有一个步进电机驱动电路8，单片机上还连接有一个电源管理模块，所述的阀片动作执行器包括一个步进电机9，控制阀门3的阀体30与所述的步进电机9固定连接，控制阀门3中包括有一个阀片301，所述的阀片301上连接有一个驱动杆302，所述的驱动杆302与步进电机9的输出轴连接，步进电机9的控制端与所述的步进电机驱动电路8连接。

进一步的，控制阀门3的阀体30中设置有圆柱形通道，阀片301设置在所述的圆柱形通道内，所述的驱动杆302沿阀片301的直径与阀片301连接，驱动杆302的上端和下端分别通过转动副与阀体30连接，阀体30外侧固定连接有一个电机支架303，所述的步进电机9通过连接件与所述的电机支架303连接，所述的步进电机9下方的输出轴与驱动杆302连接。

进一步的，电机支架303中安装有角度传感器5，所述的角度传感器5通过连接件与所述的电机支架连接，角度传感器5与所述的步进电机9上方的输出轴连接,所述的角度传感器5通过信号线和电源线与所述的控制器1连接。

本实施例的工作原理是：在原有汽车消声器上加装直通式的排气尾管，在消声器原有的排气路径基础上增加一组通路，同时在加装的尾管上装有控制阀门3，该阀门对应有配套的控制器1，控制器1通过汽车诊断接口采集发动机转速信号和车速信号，控制器1中有阀片开度控制程序，并配有可以安装在智能手机4上的系统控制软件，驾驶员通过系统控制软件向控制器1发送运行指令，控制器1分析处理发动机转速信号和车速信号和手机的输入指令，计算得出相应的阀门开度信号，然后发送控制指令至步进电机9，步进电机9通过驱动杆302驱动阀片301开合，影响排气系统的气流，从而调节排气系统的消声特性，使排气系统的消声性能既能适应各转速和车速下的发动机排气噪声的消声需求，同时也能根据驾驶员意愿做出调整。

Claims (8)

1.一种控制机动车尾气噪声的排气系统消声装置，包括一个汽车消声器，所述的汽车消声器中包括有一组排气通道，其特征在于：汽车消声器中设置有一个辅助排气通道，汽车消声器的出口处设置有一个直通式排气尾管，所述的辅助排气通道连通所述的直通式排气尾管和汽车消声器的入口，直通式排气尾管中设置有一个控制阀门，所述的控制阀门中设置有阀片动作执行器，所述的阀片动作执行器与一个控制器连接，控制阀门中设置有阀片开度传感器，所述的阀片开度传感器通过信号线与控制器连接。

2.所述的控制器通过通讯线路与一个汽车电子控制单元连接，控制器又通过通讯线路与一个智能手机连接，所述的控制器中设置有阀片动作控制程序,所述的智能手机上安装有系统控制软件。

3.如权利要求1所述的控制机动车尾气噪声的排气系统消声装置，其特征在于：控制器与汽车诊断端口连接，汽车诊断端口与所述的汽车电子控制单元连接，控制器通过汽车诊断接口采集发动机转速信号及车速信号。

4.如权利要求1所述的控制机动车尾气噪声的排气系统消声装置，其特征在于：控制器与一个蓝牙无线通讯模块连接，智能手机通过无线通讯线路与所述的蓝牙无线通讯模块连接。

5.如权利要求1所述的控制机动车尾气噪声的排气系统消声装置，其特征在于：控制器将发动机转速信号和车速信号发送到智能手机上，所述的智能手机上安装有系统控制软件，所述的系统控制软件可以显示发动机转速信号和车速信号，同时可以向控制器发送运行指令，控制器中有阀片动作控制程序，所述阀片动作控制程序根据用户输入指令和发动机转速信号及车速信号调整阀片开度。

6.如权利要求1所述的控制机动车尾气噪声的排气系统消声装置，其特征在于：所述的控制器包括有一个单片机，单片机的输入输出接口上连接有一个步进电机驱动电路，单片机上还连接有一个电源管理模块和一个信号采集模块，所述的阀片动作执行器包括一个步进电机，所述的步进电机包含上下两根输出轴，控制阀门的阀体与所述的步进电机固定连接，阀门中包括有一个阀片，所述的阀片上连接有一个驱动杆，所述的驱动杆与步进电机下方的输出轴连接，步进电机的控制端与所述的步进电机驱动电路连接。

7.如权利要求5所述的控制机动车尾气噪声的排气系统消声装置，其特征在于：控制阀门的阀体中设置有圆柱形通道，阀片设置在所述的圆柱形通道内，所述的驱动杆沿阀片的直径方向与阀片连接，驱动杆的上端和下端分别通过转动副与阀体连接，阀体外侧固定连接有一个电机支架，所述的步进电机通过连接件与所述的电机支架连接，步进电机下方的输出轴与驱动杆连接。

8.如权利要求6所述的控制机动车尾气噪声的排气系统消声装置，其特征在于：电机支架上安装有角度传感器，所述的角度传感器与步进电机上方的输出轴连接，角度传感器的信号输出端与控制器连接。