CN105221309B - 一种发动机及消声装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种消声装置，包括密闭腔体和设置在密闭腔体上的通气管，通气管通过通气孔与密闭腔体连通。本方案提供的装置采用了空腔共振吸声结构，当通气孔的空气柱在外来声波的作用下振动时，由于空气柱与孔壁的摩擦作用，空气柱的搬动能量转化为热能损耗掉，即空气柱因为摩擦损失了声能；当外界入射声波频率f和系统固有频率f₀相等时即空气柱的振动频率与通气孔的孔壁处的震动频率相等，孔径中的空气柱会由于共振而产生剧烈振动，消耗的声能也达到最大，从而达到了最大的吸声效果。本方案利用空腔共振吸声结构且将空腔共振吸声结构设置在发动机的进气管位置，有效实现了从发动机进气噪声的角度达到降低发动机噪声的目的。

Description

一种发动机及消声装置

技术领域

本发明涉及发动机技术领域，特别涉及一种发动机及消声装置。

背景技术

随着国家经济的发展，叉车的应用越来越广泛，使用者对叉车的要求也相应提高。现有技术中的叉车存在噪音大的问题，噪音产生的主要原因是车身部件振动产生的噪音和发动机噪音，以发动机噪音为主。

传统降低发动机噪声的方法是降低发动机各运动件及排气噪声，很少关注发动机进气噪声，但是，随着技术的进步和成熟，由于发动机本身及排气噪声越来越小，使得采用传统方式降低发生机噪声的效果越来越弱。

因此，如何从发动机进气噪声的角度达到降低发动机噪声的目的，成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种消声装置，以实现从发动机进气噪声的角度达到降低发动机噪声的目的。本发明还提供了一种发动机。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种消声装置，包括：

密闭腔体，所述密闭腔体上设置有相对布置的安装孔，所述安装孔位于所述密闭腔体的下端；

贯通所述密闭腔体且设置在所述安装孔内与所述安装孔密封连接的通气管，所述通气管与发动机的进气管连通，所述通气管位于所述密闭腔体内的部分的侧壁上开设有与所述密闭腔体连通的通气孔。

优选的，在上述消声装置中，所述密闭腔体包括：

平行且相对布置的盖板，所述盖板上设置有所述安装孔；

与所述盖板的边缘配合的腔壁，所述腔壁与所述盖板密封连接。

优选的，在上述消声装置中，所述盖板与所述腔壁焊接连接。

优选的，在上述消声装置中，所述密闭腔体为L型密闭腔体。

优选的，在上述消声装置中，所述密闭腔体为矩形密闭腔体。

优选的，在上述消声装置中，所述密闭腔体靠近所述发动机一侧的所述盖板上设置有用于与发动机连接的第一安装板，所述密闭腔体远离所述发动机一侧的所述盖板上设置有用于与发动机连接的第二安装板，所述第一安装板和所述第二安装板上均设置有用于与所述发动机连接的螺栓孔。

优选的，在上述消声装置中，所述第一安装板和所述第二安装板均与所述密闭腔体焊接连接，或者，所述第一安装板和所述第二安装板均与所述密闭腔体通过螺栓连接。

优选的，在上述消声装置中，所述通气管与所述密闭腔体焊接连接。

优选的，在上述消声装置中，所述通气管靠近所述发动机的一侧设置有空气过滤器。

一种发动机，其特征在于，包括消声装置，所述消声装置为上述任意一项所述的消声装置，所述消声装置安装在所述发动机的进气管上。

从上述技术方案可以看出，本发明提供的消声装置设置在发动机的进气管上，包括密闭腔体和设置在密闭腔体上的通气管，通气管通过通气孔与密闭腔体连通。本方案提供的装置采用了空腔共振吸声结构，假设通气孔的深度为t，通气孔的直径为d，当t和d比声波波长小很多时，通气孔孔径中的空气柱的弹性变形很小，此时空气柱可以作为质量块来处理，密闭腔体的体积V比孔径d大很多，能够起到空气弹簧的作用，当通气孔的空气柱在外来声波的作用下振动时，由于空气柱与孔壁的摩擦作用，空气柱的搬动能量转化为热能损耗掉，即空气柱因为摩擦损失了声能；当外界入射声波频率f和系统固有频率f₀相等时即空气柱的振动频率与通气孔的孔壁处的震动频率相等，孔径中的空气柱会由于共振而产生剧烈振动，消耗的声能也达到最大，从而达到了最大的吸声效果。本方案利用空腔共振吸声结构且将空腔共振吸声结构设置在发动机的进气管位置，有效实现了从发动机进气噪声的角度达到降低发动机噪声的目的。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的消声装置的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的消声装置的剖示图。

1、密闭腔体，11、盖板，12、腔壁，2、通气管，21、通气孔，3、第一安装板，4、第二安装板。

具体实施方式

本发明公开了一种消声装置，以实现从发动机进气噪声的角度达到降低发动机噪声的目的。本发明还公开了一种发动机。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1和图2，图1为本发明实施例提供的消声装置的结构示意图；图2为本发明实施例提供的消声装置的剖示图。

本发明公开了一种消声装置，包括：密闭腔体1和通气管2，通气管2通过通气孔21与密闭腔体1连通。

密闭腔体1的结构：密闭腔体1上设置有相对布置的安装孔，安装孔位于密闭腔体1的下端。

通气管的结构：通气管2能够贯通密闭腔体且设置在安装孔内，通气管2与安装孔密封连接，通气管1与发动机的进气管连通，通气管2位于密闭腔体1内的部分的侧壁上开设有与密闭腔体1连通的通气孔21。

本方案提供的消声装置利用了空腔共振吸声结构，密闭腔体1作为空腔共振吸声结构的密闭空腔，通气孔21作为与密闭空腔连通的开口，通气孔21通过通气管2与外界空间也连通。

具体的消声原理如下：

假设通气孔21的深度为t，通气孔21的直径为d，当t和d比声波波长小很多(本领域技术人员公知该条件很容易满足)时，孔径中的空气柱的弹性变形很小，此时空气柱可以作为质量块来处理，密闭腔体的体积V比孔径d大很多，能够起到空气弹簧的作用，当通气孔的空气柱在外来声波的作用下振动时，由于空气柱与孔壁的摩擦作用，空气柱的搬动能量会转化为热能损耗掉，即空气柱因为摩擦损失了声能；当外界入射声波频率f和系统固有频率f₀相等时即空气柱的振动频率与通气孔的孔壁处的震动频率相等，孔径中的空气柱会由于共振而产生剧烈振动，此时消耗的声能也达到最大，从而达到了最大的吸声效果；在密闭腔体1内，由于声阻抗的突变是声波发生反射和干涉现象，进一步使声能发生衰减。

随着技术的进步和成熟，发动机本身和排气管噪声越来越小，进气管的噪声消除成为本领域技术人员的关注角度，本方案将消声装置设置在发动机进气管上，通过空腔共振吸声结构实现对发动机进气管的噪声消除，从而达到了进一步降低发动机噪音的目的。

本方案提供的装置从一个新的角度及从发动机进气管角度出发降低发动机噪音，相对于现有技术中单纯降低发动机噪音和排气噪声的方式，降低发动机噪声的效果更加明显。

本方案提供的密闭腔体1的结构包括：

平行且相对布置的盖板11，盖板11上设置有安装孔；

与盖板11的边缘配合的腔壁12，腔壁12与盖板11密封连接。

盖板11与腔壁12配合形成密闭腔体1，能够在一定程度上降低密闭腔体1的加工难度。

现有技术中采用吸声材料降噪的方式，消声装置的结构复杂，且风阻较大，扩张室式消声器针对性不强，穿孔消声器虽然消声频带宽，但设计和制造比较繁琐，且成本较高，本方案提供的消声装置结构简单，通过密闭腔体1和通气管2组成空腔共振吸声结构，利用物理结构进行消声，在生产和制造的过程中对密闭腔体1和通气管2没有特殊要求，设计和制造简单，成本低。

为了保证盖板11与腔壁12的连接强度，盖板11与腔壁12焊接连接，相应的，盖板11和腔壁12均为金属材料制作，具体可以采用铁质或者钢制材料制作。焊接连接一方面能够保证盖板11与腔壁12组合后的密封性，另一方面焊接工艺简单，且成本低，能够保证密闭腔体1的生产效率。

密闭腔体1的形状可以有多种，在发明的具体实施例中，密闭腔体1为L型密闭腔体，密闭腔体11也可以为矩形密闭腔体，或者密闭腔体1为圆柱形密闭腔壁，只要能够实现密闭腔体的体积V比通气孔21的孔径d大很多就行，将密闭腔体设计成上述结构，能够保证在使用等量材料的基础上密闭腔体1的内部空间比较大，从而进一步保证消声装置的消声效果。

为了进一步优化上述技术方案，在本发明的一具体实施例中，密闭腔体1靠近发动机一侧的盖板11上设置有用于与发动机连接的第一安装板3，密闭腔体1远离发动机一侧的盖板11上设置有用于与发动机连接的第二安装板4，第一安装板3和第二安装板4上均设置有用于与发动机连接的螺栓孔，优选的，第一安装板3上的螺栓孔为U型孔，能够方便消声装置位置的调节，第二安装板3上的螺栓孔为圆形螺栓孔。消声装置与所述发动机也可以通过焊接连接或者铆接连接。

相应的，第一安装板3和第二安装板4与密闭腔体1的连接可以采用焊接连接，以保证第一安装板3和第二安装板4的安装强度，第一安装板3和第二安装板4与密闭腔体1的连接也可以通过螺栓连接或者第一安装板3和第二安装板4与密闭腔体1铆接连接。

通气管2与密闭腔体1的连接可以采用焊接连接，将通气管2穿过密闭腔体1上的安装孔，然后将通气管2和密闭腔体1焊接连接，通气孔21位于密闭腔体1内，焊接的位置应该避开通气孔2。

为了保证进入发动机的空气的纯净度，降低对发动机内部的污染，通气管2靠近发动机的一侧设置有空气过滤器，进入发动机的空气首先通过消声装置，然后通过空气过滤器进入发动机内部。另外，空气过滤器在消声装置中充当阻性消声器，空气过滤器的过滤网作为多孔性吸声材料，声波过滤网中传播，因摩擦将声能转化为热能而散发掉，进一步达到消声的目的。空气过滤器与消声装置组合成阻性复合式消声器，消声效果明显。

本发明还公开了一种发动机，包括消声装置，消声装置为上述任意一项所述的消声装置，消声装置安装在发动机的进气管上，实现对发动机进气管处噪音得处理，从而实现从发动机进气管角度降低发动机噪音的目的。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种消声装置，其特征在于，包括：

密闭腔体(1)，所述密闭腔体(1)上设置有相对布置的安装孔，所述安装孔位于所述密闭腔体(1)的下端；

贯通所述密闭腔体且设置在所述安装孔内与所述安装孔密封连接的通气管(2)，所述通气管(2)与发动机的进气管连通，所述通气管(2)位于所述密闭腔体(1)内的部分的侧壁上开设有与所述密闭腔体(1)连通的通气孔(21)；

所述密闭腔体(1)包括平行且相对布置的盖板(11)和与所述盖板(11)的边缘配合的腔壁(12)，所述盖板(11)上设置有所述安装孔，所述腔壁(12)与所述盖板(11)密封连接；

所述密闭腔体(1)靠近所述发动机一侧的所述盖板(11)上设置有用于与发动机连接的第一安装板(3)，所述密闭腔体(1)远离所述发动机一侧的所述盖板(11)上设置有用于与发动机连接的第二安装板(4)，所述第一安装板(3)和所述第二安装板(4)上均设置有用于与所述发动机连接的螺栓孔。

2.根据权利要求1所述的消声装置，其特征在于，所述盖板(11)与所述腔壁(12)焊接连接。

3.根据权利要求1所述的消声装置，其特征在于，所述密闭腔体(1)为L型密闭腔体。

4.根据权利要求1所述的消声装置，其特征在于，所述密闭腔体(1)为矩形密闭腔体。

5.根据权利要求1所述的消声装置，其特征在于，所述第一安装板(3)和所述第二安装板(4)均与所述密闭腔体(1)焊接连接，或者，所述第一安装板(3)和所述第二安装板(4)均与所述密闭腔体(1)通过螺栓连接。

6.根据权利要求1所述的消声装置，其特征在于，所述通气管(2)与所述密闭腔体(1)焊接连接。

7.根据权利要求1所述的消声装置，其特征在于，所述通气管(2)靠近所述发动机的一侧设置有空气过滤器。

8.一种发动机，其特征在于，包括消声装置，所述消声装置为权利要求1-7中任意一项所述的消声装置，所述消声装置安装在所述发动机的进气管上。