CN105020071B - 一种涡轮增压发动机进气消声器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种涡轮增压发动机进气消声器，包括进气管、出气管和外壳，外壳具有输入壁和输出壁，外壳内设置有由第一隔板、第二隔板、第三隔板、第四隔板、输入壁和输出壁限定出的右腔室、第一腔室、第二腔室、第三腔室和第四腔室；进气管的输出端位于第一腔室内，出气管的输入端位于右腔室内；第三腔室位于第一腔室的下方，第四腔室位于第二腔室的下方，第三腔室和第四腔室内均填充有吸声材料，第三腔室的底部设置有与外壳的外部连通的排水孔；第一隔板、第二隔板、第三隔板和第四隔板上都均匀分布有第二通孔。本发明结构紧凑，体积较小、成本低，消声频段宽；同时有效避免了由于气体冲击外壳而产生的振动和辐射噪音。

Description

一种涡轮增压发动机进气消声器

技术领域

本发明涉及消声器，具体涉及一种涡轮增压发动机进气消声器。

背景技术

随着汽车工业的发展,人们对汽车的动力性、经济性、舒适性等要求越来越高。为提高发动机的性能，降低进气系统噪声，在整车进气消声器设计过程中不仅需要考虑进气消声器本身的固有参数，而且要对进气消声器的布置位置及结构进行合理的优化设计。

空气滤清器除了起到过滤空气的作用，同时也属于一种进气消声器。目前轿车用的空气滤清器均采用三段式连接的设计方式。然而降低发动机进气噪声的方法仅限于增大空气滤清器壳体容积、加长进气管管路、增加霍姆赫兹谐振腔等。这些方式虽然能有效的降低进气噪声，但是会占用较大的发动机机舱空间。而发动机机舱空间往往都很有限，很难在极其有限的空间内布置各种大容量的消声元件。使用编织管可在不增加占用空间的条件下降噪，但因编织管的成本太高，导致很多汽车生产商对使用编织管望而却步。因此，目前用于降低发动机进气噪声的方法都存在着降噪与机舱空间无法兼顾以及成本高的问题。同时，除编织管外，目前的降噪技术降噪的频段十分有限，尤其对于一些中高频噪声可以说完全无能为力。

发明内容

本发明的目的是提出一种涡轮增压发动机进气消声器，该消声器体积较小、成本更低，能有效的降低多频段的进气噪声和辐射噪声，从而提高汽车的舒适性。

本发明所述的一种涡轮增压发动机进气消声器，包括进气管、出气管和外壳，外壳具有输入壁和输出壁，所述外壳内设置有第一隔板、第二隔板、第三隔板和第四隔板，所述第一隔板和所述输入壁限定出左腔室，所述第二隔板和所述输出壁限定出右腔室，第一隔板和第二隔板限定出中间腔室，所述第三隔板将所述左腔室分隔成第一腔室和第三腔室，所述第四隔板将所述中间腔室分隔成第二腔室和第四腔室；所述进气管的输出端位于所述第一腔室内，所述出气管的输入端位于所述右腔室内，所述输出端的侧壁上和所述输入端的侧壁上都均匀分布有第一通孔；所述第三腔室位于所述第一腔室的下方，所述第四腔室位于所述第二腔室的下方，所述第三腔室和所述第四腔室内均填充有吸声材料，所述第三腔室的底部设置有与所述外壳的外部连通的排水孔；所述第一隔板、第二隔板、第三隔板和第四隔板上都均匀分布有第二通孔。

采用上述技术方案，外壳的内部具有五个独立的腔室，且相邻的腔室通过第二通孔连通，第三腔室和第四腔室内填充有吸声材料。这些独立的腔室均形成独立的瞬时稳压腔，每个腔室可分别针对不同频率的噪音进行消声。所以本消声器消声频段宽，空间利用率高，避免了传统消声结构消声频率单一，占用空间大的缺点。其中第一腔室、第二腔室和右腔室针对三个中低频段进行消声，第三腔室和第四腔室针对中高频段进行消声。当气体进入外壳后，会通过隔板上的第二通孔迅速充满各个腔室，使得各个腔室内的压力逐渐升高，从而有效避免了由于气体冲击外壳而产生的振动和辐射噪音。同时吸声材料能够吸收气体中的水分，吸收的水分从排水孔排出，对气体起到干燥的作用。特别是在涡轮增压器发生喘振时，本消声器能有效消除涡轮增压器产生的高频啸叫声以及涡轮产生的高速气流声。

进一步，所述输出端和所述输入端均设置有喇叭口，所述喇叭口直径较大的一端均朝向所述中间腔室，所述第一通孔设在所述喇叭口的侧壁上。采用上述结构，设置喇叭口可以减小进气管的输出端和出气管的输入端处气体所受到的阻力，使得气体的流动能更顺畅，避免发生啸叫。

进一步，所述第三隔板和第四隔板共面。此时可用一块隔板来代替第三隔板和第四隔板，成本更低，安装过程简单。

进一步，所述出气管的输入端位于所述右腔室的下部。避免了从第二腔室流过来的气体直接从出气管排出，保证这些气体能在右腔室内进行消声后再从出气管排出。同时当涡轮增压器发生喘振，高速气流将通过出气管进入外壳内，本结构可使得大部分高速气流先通过第三腔室和第四腔室内的吸声材料再进入进气管。

进一步，所述进气管、出气管和外壳之间通过注塑焊接的方式固定。能够达到结构稳固、密封性好的效果。

进一步，所述进气管内设置有滤网。滤网用于过滤气体中的大颗粒物质，起到对气体进行初步过滤的作用，有助于提高空气滤清器滤芯使用寿命，增长滤芯维护的周期。

进一步，所述外壳是由壳体、左端盖和右端盖构成的一个密闭中空的结构，左端盖即为所述输入壁，右端盖即为所述输出壁。

进一步，所述吸声材料为吸声棉。吸声棉具有较好的吸声性能，同时吸声棉具有一定的吸水作用，会吸收气体中的水分。

进一步，所述输入壁、第一隔板和第二隔板相互平行，所述输入壁和第一隔板之间的距离不同于所述第一隔板和第二隔板之间的距离。采用上述结构，第一腔室和第二腔室的容积不同，第三腔室和第四腔室的容积不同，使得这这些腔室消声的频段各不相同，以使得本消声器具有更宽的消声频段。

综上所述，本发明结构紧凑，体积较小、成本低，消声频段宽；同时有效避免了由于气体冲击外壳而产生的振动和辐射噪音。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为图1中的A-A剖面图。

图中：1—进气管；2—外壳；3—出气管；4—第一隔板；5—第二隔板；6—第三隔板；7—第四隔板；8—第一腔室；9—第二腔室；10—右腔室；11—第三腔室；12—第四腔室；13—输出端；14—输入端；15—排水孔；16—滤网。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

如图1所示的一种涡轮增压发动机进气消声器，包括进气管1、出气管3和外壳2，外壳2具有输入壁和输出壁，出气管3与发动机的进气系统连通。

如图2所示，外壳2内设置有第一隔板4、第二隔板5、第三隔板6和第四隔板7，这些隔板上都均匀分布有第二通孔，本实施例中的第三隔板6和第四隔板7共面。第一隔板4和输入壁限定出左腔室，第二隔板5和输出壁限定出右腔室10，第一隔板4和第二隔板5限定出中间腔室，第三隔板6将左腔室分隔成第一腔室8和第三腔室11，第四隔板7将中间腔室分隔成第二腔室9和第四腔室12。进气管1的输出端13位于第一腔室8内，进气管1内设置有滤网16；出气管3的输入端14位于右腔室10内，出气管3的输入端14位于右腔室10的下部，输出端13和输入端14均设置有喇叭口；喇叭口直径较大的一端均朝向中间腔室，两个喇叭口的侧壁上都均匀分布有第一通孔；第三腔室11位于第一腔室8的下方，第四腔室12位于第二腔室9的下方，第三腔室11和第四腔室12内均填充有吸声材料，本实施例中吸声材料为吸声棉；第三腔室11的底部设置有与外壳2的外部连通的排水孔15，同时可以在第一隔板4的底部设置一个连通第三腔室11和第四腔室12的排水孔，以增强排水效果。

外壳2是由壳体、左端盖和右端盖构成的一个密闭中空的结构，左端盖即为输入壁，右端盖即为输出壁。进气管1、出气管3和外壳2之间通过注塑焊接的方式固定。

为了使本发明所述的消声器能够消除更宽频段上的噪音。输入壁、第一隔板4和第二隔板5相互平行，输入壁和第一隔板4之间的距离不同于第一隔板4和第二隔板5之间的距离。同时还可以通过调整第二通孔的孔径和穿孔率来调整消声的频段，调整喇叭口上的第一通孔的孔径和穿孔率可调第一腔室8、第二腔室9和右腔室10的消声频段。通过调整第三腔室11和第四腔室12中消声棉的填充量同样可调第三腔室11和第四腔室12的消声频段。

在增压发动机工作过程中，当发动机节气门突然关闭，涡轮增压器还将处于继续增压过程，增压的高压气体不能进入发动机只能通过空气滤清器回到大气中，此时会产生增压器高频啸叫和高速气流辐射噪声。采用本消声器，此时的高速气流将通过出气管3进入外壳2内，由于高速气流的惯性作用，大部分高速气流将会先通过第三腔室11和第四腔室12内的吸声棉再进入进气管1，而只有一小部分高速气流会通过右腔室10、第二腔室9和第一腔室8直接进入进气管1中。因此增压器产生的高频啸叫声以及涡轮产生的高速气流声在通过本消声器后大幅度的被降低甚至被消除，从而降低了进气噪声、辐射高频噪声。本发明能有效的降低增压器啸叫声和涡轮泄气声。

而在进气过程中，当空气通过进气管1上的滤网16时，空气中的大颗粒物质被挡在了滤网16外，滤网16起到对空气进行初步过滤的作用。当空气进入外壳2后，由于气流的惯性作用，大部分空气将直接通过第一腔室8、第二腔室9和右腔室10然后进入出气管3中。只有一小部分空气会通过第三腔室11和第四腔室12中的吸声棉然后进入出气管3中。此过程不会很大程度的增大进气阻力,同时在一定程度上提升了汽车的NVH性能。

本申请文件中的左、右、上、下以图2为准。

Claims (9)

1.一种涡轮增压发动机进气消声器，包括进气管（1）、出气管（3）和外壳（2），外壳（2）具有输入壁和输出壁，所述外壳（2）内设置有第一隔板（4）和第二隔板（5），所述第一隔板（4）和所述输入壁限定出左腔室，所述第二隔板（5）和所述输出壁限定出右腔室（10），第一隔板（4）和第二隔板（5）限定出中间腔室；其特征在于：所述外壳（2）内还设置有第三隔板（6）和第四隔板（7），所述第三隔板（6）将所述左腔室分隔成第一腔室（8）和第三腔室（11），所述第四隔板（7）将所述中间腔室分隔成第二腔室（9）和第四腔室（12）；所述进气管（1）的输出端（13）位于所述第一腔室（8）内，所述出气管（3）的输入端（14）位于所述右腔室（10）内，所述输出端（13）的侧壁上和所述输入端（14）的侧壁上都均匀分布有第一通孔；所述第三腔室（11）位于所述第一腔室（8）的下方，所述第四腔室（12）位于所述第二腔室（9）的下方，所述第三腔室（11）和所述第四腔室（12）内均填充有吸声材料，所述第三腔室（11）的底部设置有与所述外壳（2）的外部连通的排水孔（15）；所述第一隔板（4）、第二隔板（5）、第三隔板（6）和第四隔板（7）上都均匀分布有第二通孔。

2.根据权利要求1所述的涡轮增压发动机进气消声器，其特征在于：所述输出端（13）和所述输入端（14）均设置有喇叭口，所述喇叭口直径较大的一端均朝向所述中间腔室，所述第一通孔设在所述喇叭口的侧壁上。

3.根据权利要求1所述的涡轮增压发动机进气消声器，其特征在于：所述第三隔板（6）和第四隔板（7）共面。

4.根据权利要求1所述的涡轮增压发动机进气消声器，其特征在于：所述出气管（3）的输入端（14）位于所述右腔室（10）的下部。

5.根据权利要求1所述的涡轮增压发动机进气消声器，其特征在于：所述进气管（1）、出气管（3）和外壳（2）之间通过注塑焊接的方式固定。

6.根据权利要求1所述的涡轮增压发动机进气消声器，其特征在于：所述进气管（1）内设置有滤网（16）。

7.根据权利要求1所述的涡轮增压发动机进气消声器，其特征在于：所述外壳（2）是由壳体、左端盖和右端盖构成的一个密闭中空的结构，左端盖即为所述输入壁，右端盖即为所述输出壁。

8.根据权利要求1所述的涡轮增压发动机进气消声器，其特征在于：所述吸声材料为吸声棉。

9.根据权利要求1-8任一项所述的涡轮增压发动机进气消声器，其特征在于：所述输入壁、第一隔板（4）和第二隔板（5）相互平行，所述输入壁和第一隔板（4）之间的距离不同于所述第一隔板（4）和第二隔板（5）之间的距离。