CN104832328A - 可调式谐振器及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可调式谐振器及其使用方法，其中，所述可调谐振器包括进气管接头(1)和第一可调谐振腔(2)，所述进气管接头(1)具有进气管接口(11)和第一谐振腔接口(12)，所述第一可调谐振腔(2)包括腔体(21)、活塞(22)和活塞杆(23)，所述活塞(22)可移动地设置在所述腔体(21)中，所述活塞杆(23)延伸穿过所述腔体(21)的一端，所述腔体(21)的另一端能够连接于所述第一谐振腔接口(12)，所述活塞杆(23)或腔体(21)上标记有刻度。本发明的可调式谐振器的实际消声频率与预定消声频率之间不会存在较大偏差。
Description
技术领域
本发明涉及汽车领域，具体地，涉及一种用于发动机进气系统测试的可调式谐振器，以及该可调式谐振器的使用方法。
背景技术
汽车作为一种主要的交通工具日益普及和增长，与此同时，汽车噪声所造成的环境污染也日益严重。汽车噪声从声源结构上可分为发动机噪声、底盘噪声、电器设备噪声、车身噪声等。其中发动机噪声占汽车噪声的二分之一以上，包括本体噪声(如发动机振动，配气轴的转动，进、排气门开关等引起的噪声)和进气噪声。
随着发动机技术的突飞猛进,发动机噪声有较大幅度的降低。发动机之外的其他噪声来源如传动系噪声、轮胎噪声、排气噪声以及车身壁板结构振动辐射噪声等,对车辆整体噪声的贡献份额相对增大。对于小型高速机和大型增压机来说，进气噪声有时比发动机本体噪声高出多达5dB(A)，成为仅次于排气噪声的主要噪声源。
发动机进气噪声是由进气阀周期性开闭而产生的压力波动所形成的。谐振器是进气系统重要的消声单元，其消声频率计算公式为：其中，C为声速，S为通道截面积，V为腔体容积，L为通道长度。现有的设计开发谐振器的流程包括：设计计算—制作样件—整车测试—修改参数—制作样件，再进行测试。上述多轮的测试和样件试制极大地影响了研发速度。不同车型噪声整改时需制作不同规格的谐振器进行试验；单一车型噪声整改时需制作多轮谐振器样件进行试验，由此延长了研发、整改周期。
发明内容
本发明的目的是提供一种可调式谐振器及其使用方法，该可调式谐振器的实际消声频率与预定消声频率之间不会存在较大偏差。
为了实现上述目的，本发明提供一种可调式谐振器，包括进气管接头和第一可调谐振腔，所述进气管接头具有进气管接口和第一谐振腔接口，所述第一可调谐振腔包括腔体、活塞和活塞杆，所述活塞可移动地设置在所述腔体中，所述活塞杆延伸穿过所述腔体的一端，所述腔体的另一端能够连接于所述第一谐振腔接口，所述活塞杆或腔体上标记有刻度。
另外，本发明还提供一种上述可调式谐振器的使用方法，该使用方法包括：测量步骤，监测发动机进气噪声，确定需要消除的进气噪声的频率f1；安装步骤，将所述进气管接口连接于发动机进气管路，将所述第一可调谐振腔连接于所述第一谐振腔接口；第一调节步骤，定义所述第一可调谐振腔的腔体横截面积为S1，声速为C，调节所述活塞杆，使所述第一可调谐振腔的工作长度L1、工作容积V1满足然后保持所述活塞杆固定；第二调节步骤，再次监测发动机进气噪声，调节所述第一可调谐振腔的活塞杆，将频率为f1的噪声的分贝值降至第一预定分贝值以下，然后保持所述活塞杆固定，记录所述第一可调谐振腔此时的工作长度L1’和/或工作容积V1’；样件制作步骤，根据记录的所述第一可调谐振腔的工作长度L1’和/或工作容积V1’，制作谐振器样件。
本发明将可调式谐振器设计为包括进气管接头和第一可调谐振腔，其中，进气管接头起连通发动机进气管路和第一可调谐振腔的作用，在实际工作过程中，用作进气管路的一部分；第一可调谐振腔兼作腔体和通道，这样，第一可调谐振腔的工作长度即为谐振器的实际通道长度，第一可调谐振腔的工作容积即为谐振器的实际腔体容积，这就使得谐振器的实际通道长度和实际腔体容积都能被确定，从而使谐振器的实际消声频率与预定消声频率之间不会存在较大偏差。
本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是根据本发明的一种实施方式的可调式谐振器的立体图；
图2是根据本发明的一种实施方式的可调式谐振器的剖视图。
附图标记说明
1 进气管接头 11 进气管接口 12 第一谐振腔接口
13 第二谐振腔接口 2 第一可调谐振腔 21 腔体
22 活塞 23 活塞杆2 4 锁紧螺钉
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
本发明提供一种可调式谐振器，该谐振器包括进气管接头1和第一可调谐振腔2，进气管接头1具有进气管接口11和第一谐振腔接口12，第一可调谐振腔2包括腔体21、活塞22和活塞杆23，活塞22可移动地设置在腔体21中，活塞杆23延伸穿过腔体21的一端，腔体21的另一端能够连接于第一谐振腔接口12，活塞杆23或腔体21上标记有刻度。
发明人通过大量研究发现，消声频率计算公式是在理想化模型的基础上得出的，在该理想化模型中，通道与腔体为两个不同的部分，通道仅具有长度而没有容积，腔体仅具有容积而没有长度。然而，在实际中，如果将谐振器的通道与腔体设计成两个部分，那么在改变通道长度L时，腔体容积V就会随之改变；在改变腔体容积V时，通道长度L就会随之改变，换句话说，谐振器工作时的实际通道长度并非等于通道本身的长度，而谐振器工作时的实际腔体容积也并非等于腔体本身的容积，因此，通道本身长度与腔体本身容积的乘积并不等于实际通道长度与实际腔体容积的乘积，导致谐振器的实际消声频率难以确定，从而导致谐振器的实际消声频率与设计时预设的消声频率之间存在较大偏差。
基于上述发现，本发明将可调式谐振器设计为包括进气管接头1和第一可调谐振腔2，其中，进气管接头1起连通发动机进气管路和第一可调谐振腔2的作用，在实际工作过程中，用作进气管路的一部分；第一可调谐振腔2兼作腔体和通道，这样，第一可调谐振腔2的工作长度即为谐振器的实际通道长度，第一可调谐振腔2的工作容积即为谐振器的实际腔体容积，这就使得谐振器的实际通道长度和实际腔体容积都能被确定，因此能够确定出谐振器的实际消声频率。
在本发明的可调式谐振器中，由于腔体横截面积为固定值，因此，消声频率f就成为第一可调谐振腔2的工作长度L的一元函数。因此，标记在活塞杆23或腔体21上的刻度可以是第一可调谐振腔2的工作长度L的值，也可以是的值。
本发明还提供了一种上述可调式谐振器的使用方法，该使用方法包括：测量步骤，监测发动机进气噪声，确定需要消除的进气噪声的频率f1；安装步骤，将进气管接口11连接于发动机进气管路，将第一可调谐振腔2连接于第一谐振腔接口12；第一调节步骤，定义第一可调谐振腔2的腔体横截面积为S1，声速为C，调节活塞杆23，使第一可调谐振腔2的工作长度L1、工作容积V1满足然后保持活塞杆23固定；第二调节步骤，再次监测发动机进气噪声，调节第一可调谐振腔2的活塞杆23，将频率为f1的噪声的分贝值降至第一预定分贝值以下，然后保持活塞杆23固定，记录第一可调谐振腔2此时的工作长度L1’和/或工作容积V1’；样件制作步骤，根据记录的第一可调谐振腔2的工作长度L1’和/或工作容积V1’，制作谐振器样件。
需要说明的是，通常情况下，将谐振器的参数调节到公式计算值时，谐振器并不能将预定频率的噪声降到第一预定分贝值(即，期望达到的分贝值)以下，即，理论与实际情况之间有偏差。因此，需要在公式计算值附近继续调节谐振器参数，才能使所述预定频率的噪声降到第一预定分贝值以下，也就是需要继续执行上述第二调节步骤。例如，预定频率为1500Hz，需要将该频率的进气噪声从30dB(A)降至10dB(A)，然而将谐振器的参数调节到公式计算值时，实际只能将该噪声降至20dB(A)，在这种情况下，就需要在公式计算值附近继续调节，直至将噪声降至10dB(A)。
应当理解的是，在测量步骤中，确定出的频率为f1的噪声是发动机进气噪声中分贝较高的噪声。
具体地，在样件制作步骤中，制作出的谐振器样件与本发明的可调式谐振器相比，去掉了活塞和活塞杆等结构，保留了其它主要结构。
通常情况下，发动机进气噪声包含多个分贝较高的不同频率的噪声，因此，可以在进气管接头1上设置多个谐振腔接口以连接多个谐振腔，从而消除多个频率的噪声。
因此，优选地，如图1和图2所示，进气管接头1还具有第二谐振腔接口13，本发明的可调式谐振器还包括与第一可调谐振腔2结构相同的第二可调谐振腔(未示出)，该第二可调谐振腔能够通过第二谐振腔接口13连接于进气管接头1。
相应地，在测量步骤中，确定出的需要消除的进气噪声还包括频率为f2的噪声；安装步骤还包括，将第二可调谐振腔连接于第二谐振腔接口13；第一调节步骤还包括，定义第二可调谐振腔的腔体横截面积为S2，声速为C，调节第二可调谐振腔的活塞杆，使第二可调谐振腔的工作长度L2、工作容积V2满足然后保持第二可调谐振腔的活塞杆固定；第二调节步骤还包括，调节第二可调谐振腔的活塞杆，将频率为f2的噪声的分贝值降至第二预定分贝值以下，然后保持第二可调谐振腔的活塞杆固定，记录第二可调谐振腔此时的工作长度L2’和/或工作容积V2’；在样件制作步骤中，根据记录的工作长度L1’和/或工作容积V1’以及工作长度L2’和/或工作容积V2’，制作谐振腔样件。
这里，确定出的频率为f2的噪声是发动机进气噪声中另一频率的分贝较高的噪声。
为了保证活塞杆23能够稳定地保持在任意刻度上，优选地，如图1和图2所示，可调式谐振器还可以包括锁紧螺钉24，该锁紧螺钉24穿过腔体21以抵顶在活塞杆23的侧面上。在第一调节步骤和第二调节步骤中，可以通过拧紧锁紧螺钉24来固定活塞杆23。
进气管接头1可以为各种适当的形状。作为一种实施方式，如图1所示，进气管接头1形成为两端开放的筒状，进气管接头1的两个开放端分别形成为进气管接口11，第一谐振腔接口12和第二谐振腔接口13彼此间隔地形成在进气管接头1的侧面上。
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。
Claims (8)
1.一种可调式谐振器，其特征在于，包括进气管接头(1)和第一可调谐振腔(2)，所述进气管接头(1)具有进气管接口(11)和第一谐振腔接口(12)，所述第一可调谐振腔(2)包括腔体(21)、活塞(22)和活塞杆(23)，所述活塞(22)可移动地设置在所述腔体(21)中，所述活塞杆(23)延伸穿过所述腔体(21)的一端，所述腔体(21)的另一端能够连接于所述第一谐振腔接口(12)，所述活塞杆(23)或腔体(21)上标记有刻度。
2.根据权利要求1所述的可调式谐振器，其特征在于，所述可调式谐振器还包括锁紧螺钉(24)，该锁紧螺钉(24)穿过所述腔体(21)以抵顶在所述活塞杆(23)的侧面上。
3.根据权利要求1所述的可调式谐振器，其特征在于，所述进气管接头(2)还具有第二谐振腔接口(13)，所述可调式谐振器还包括与所述第一可调谐振腔(2)结构相同的第二可调谐振腔，该第二可调谐振腔能够通过所述第二谐振腔接口(13)连接于所述进气管接头(1)。
4.根据权利要求3所述的可调式谐振器，其特征在于，所述进气管接头(1)形成为两端开放的筒状，所述进气管接头(1)的两个开放端分别形成为所述进气管接口(11)，所述第一谐振腔接口(12)和第二谐振腔接口(13)彼此间隔地形成在所述进气管接头(1)的侧面上。
5.一种根据权利要求1所述的可调式谐振器的使用方法，其特征在于，所述使用方法包括：
测量步骤，监测发动机进气噪声，确定需要消除的进气噪声的频率f1；
安装步骤，将所述进气管接口(11)连接于发动机进气管路，将所述第一可调谐振腔(2)连接于所述第一谐振腔接口(12)；
第一调节步骤，定义所述第一可调谐振腔(2)的腔体横截面积为S1，声速为C，调节所述活塞杆(23)，使所述第一可调谐振腔(2)的工作长度L1、工作容积V1满足然后保持所述活塞杆(23)固定；
第二调节步骤，再次监测发动机进气噪声，调节所述第一可调谐振腔(2)的活塞杆(23)，将频率为f1的噪声的分贝值降至第一预定分贝值以下，然后保持所述活塞杆(23)固定，记录所述第一可调谐振腔(2)此时的工作长度L1’和/或工作容积V1’；
样件制作步骤，根据记录的所述第一可调谐振腔(2)的工作长度L1’和/或工作容积V1’，制作谐振器样件。
6.根据权利要求5所述的可调式谐振器的使用方法，其特征在于，所述可调式谐振器还包括锁紧螺钉(24)，该锁紧螺钉(24)穿过所述腔体(21)，在所述第一调节步骤和第二调节步骤中，通过拧紧所述锁紧螺钉(24)来固定所述活塞杆(23)。
7.根据权利要求5所述的可调式谐振器的使用方法，其特征在于，所述进气管接头(1)还具有第二谐振腔接口(13)，所述可调式谐振器还包括与所述第一可调谐振腔(2)结构相同的第二可调谐振腔，
在所述测量步骤中，确定出的需要消除的进气噪声还包括频率为f2的噪声；
所述安装步骤还包括，将所述第二可调谐振腔连接于所述第二谐振腔接口(13)；
所述第一调节步骤还包括，定义所述第二可调谐振腔的腔体横截面积为S2，声速为C，调节所述第二可调谐振腔的活塞杆，使所述第二可调谐振腔的工作长度L2、工作容积V2满足然后保持所述第二可调谐振腔的活塞杆固定；
所述第二调节步骤还包括，调节所述第二可调谐振腔的活塞杆，将频率为f2的噪声的分贝值降至第二预定分贝值以下，然后保持所述第二可调谐振腔的活塞杆固定，记录所述第二可调谐振腔此时的工作长度L2’和/或工作容积V2’；
在所述样件制作步骤中，根据记录的工作长度L1’和/或工作容积V1’以及工作长度L2’和/或工作容积V2’，制作谐振腔样件。
8.根据权利要求7所述的可调式谐振器的使用方法，其特征在于，所述进气管接头(1)形成为两端开放的筒状，所述进气管接头(1)的两个开放端分别形成为进气管接口(11)，所述第一谐振腔接口(12)和第二谐振腔接口(13)彼此间隔地形成在所述进气管接头(1)的侧面上。
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Effective date of registration: 20180510 Address after: No. 188, Miyun District, Miyun District, Beijing, Beijing Patentee after: Beijing treasure Car Co.,Ltd. Address before: 102206, Beijing, Shahe Town, Changping District Road, sand Yang Patentee before: BEIQI FOTON MOTOR Co.,Ltd. |
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Address after: No. 188, Miyun District, Miyun District, Beijing, Beijing Patentee after: Beijing baowo Automobile Co.,Ltd. Address before: No. 188, Miyun District, Miyun District, Beijing, Beijing Patentee before: Beijing treasure Car Co.,Ltd. |
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Denomination of invention: Tunable resonator and its application Effective date of registration: 20200817 Granted publication date: 20170711 Pledgee: BEIQI FOTON MOTOR Co.,Ltd. Pledgor: Beijing baowo Automobile Co.,Ltd. Registration number: Y2020990000977 |
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Date of cancellation: 20210507 Granted publication date: 20170711 Pledgee: BEIQI FOTON MOTOR Co.,Ltd. Pledgor: Beijing baowo Automobile Co.,Ltd. Registration number: Y2020990000977 |
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Denomination of invention: Adjustable resonator and its application method Effective date of registration: 20210726 Granted publication date: 20170711 Pledgee: BEIQI FOTON MOTOR Co.,Ltd. Pledgor: Beijing baowo Automobile Co.,Ltd. Registration number: Y2021990000644 |
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Granted publication date: 20170711 Termination date: 20211219 |
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| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
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Date of cancellation: 20231123 Granted publication date: 20170711 Pledgee: BEIQI FOTON MOTOR Co.,Ltd. Pledgor: Beijing baowo Automobile Co.,Ltd.|Borgward Automotive (China) Co., Ltd. Registration number: Y2021990000644 |