CN105422218B - 一种高效环保汽车消声器及其消声方法 - Google Patents

一种高效环保汽车消声器及其消声方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高效环保汽车消声器及其消声方法，包括外筒体和设置在外筒体内的吸声腔，吸声腔内设有一根两端分布有气孔阵列的穿孔进气管，在穿孔进气管的中部设有进气腔隔板；以进气腔隔板为界，吸声腔分为由一级泡沫铝吸声板合围构成的进气腔和由二级泡沫铝吸声板合围构成的中间腔；所述二级泡沫铝吸声板的外部套设有中间腔外筒；本消声器结构上使得气体需经过穿孔进气管、一级泡沫铝吸声板、二级泡沫铝吸声板、活动隔板等构成的多级衰减回路，使得动能越大的气体流经的回路也越多，有效减小了湍流噪声，达到了较强消声能力。

Description

一种高效环保汽车消声器及其消声方法
技术领域
本发明涉及排气消声器，尤其涉及一种高效环保汽车消声器及其消声方法。
背景技术
目前，常用的汽车排气消声器分为阻性消声器、抗性消声器、阻抗复合式消声器。阻性消声器是利用吸声材料的粘滞作用将空气中的声能转化为热辐射掉，从而降低噪声，主要用于降低排气噪声的中、高频成分，但多孔阻性材料有吸潮、易风化、对环境造成污染等缺点，后期会因为阻性材料在汽车排气系统杂质较多、高温及蒸汽侵蚀的环境中发生堵塞或者老化使得消声效果大大下降。抗性消声器是在排气管路内制造气流通路截面的突变，使声波因产生干涉、共振或反射现象而达到消除或阻碍声能传播的效果，通常将消声器结构设计为共振腔式、扩张腔式等，主要用于降低排气噪声中的低、中频成分。抗性消声器有体积大，重量重及消声频带窄等劣势。阻抗复合式消声器由抗性消声元件和阻性消声元件组合而成，融合了两者特点，由于也使用了阻性材料，所以存在阻性消声器的问题。消声器的消声性能与环保性存在矛盾，缺乏一种具有宽频、环保、寿命长等综合性能的消声器。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点和不足，提供一种结构简单、宽频、环保、寿命长的高效环保汽车消声器及其消声方法。
本发明通过下述技术方案实现：
一种高效环保汽车消声器，包括外筒体2和设置在外筒体2内的吸声腔，所述吸声腔内设有一根两端分布有气孔阵列的穿孔进气管10，在穿孔进气管10的中部设有进气腔隔板11；
以进气腔隔板11为界，吸声腔分为由一级泡沫铝吸声板12合围构成的进气腔12-1和由二级泡沫铝吸声板8合围构成的中间腔8-1；所述二级泡沫铝吸声板8的外部套设有中间腔外筒9；
所述穿孔进气管10口部的外缘通过进气端端盖1与外筒体2卡扣连接；所述穿孔进气管10尾部通过中间腔端盖5密封；所述二级泡沫铝吸声板8和中间腔外筒9的外壁与外筒体2内壁之间的空间构成排气腔88；排气腔88的排气管7设置在排气腔端盖6的中部；
在穿孔进气管10进气腔12-1这端上套设有弹簧3，弹簧3的一端与进气端端盖1相抵，另一端通过套设在穿孔进气管10上的活动隔板4与进气腔隔板11的进气孔13相抵。
所述一级泡沫铝吸声板12的孔径与孔隙率小于二级泡沫铝吸声板8的孔径与孔隙率。
所述穿孔进气管10在进气腔12-1这端的气孔阵列呈矩形排布，在中间腔8-1这端的气孔阵列呈六边形排布。
所述气孔阵列中的各气孔孔径为3mm～4mm，间距距为7mm～8mm。
所述穿孔进气管10口部呈喇叭状。
所述进气腔12-1的横截面呈月牙状。
所述一级泡沫铝吸声板12的厚度为15mm～25mm；所述二级泡沫铝吸声板8的厚度为12mm～13mm。
上述高效环保汽车消声器的消声方法如下：
气体从穿孔进气管10口部呈喇叭状的进口进入穿孔进气管10内，此时，一部分气体经过进气腔12-1端的气孔阵列进入进气腔12-1，产生一级衰减；剩余气体则由中间腔8-1端的气孔阵列进入中间腔8-1后，继续流经二级泡沫铝吸声板8，产生二级衰减；
产生二级衰减后，由于气体的气压作用，使其反向推动活动隔板4，活动隔板4压缩弹簧3并推开活动隔板4后回流至进气腔12-1，再经过一级泡沫铝吸声板12，产生三级衰减；
产生三级衰减后流经排气腔88，在排气腔88的狭长共振腔通道完成共振消声阶段，得到第四级衰减，最后经排气管7排出。
本发明相对于现有技术，具有如下的优点及效果：
本发明在外筒体内设有吸声腔，吸声腔内设有穿孔进气管，结构上使得气体需经过穿孔进气管、一级泡沫铝吸声板、二级泡沫铝吸声板、活动隔板4等构成的多级衰减回路，使得动能越大的气体流经的回路也越多，有效减小了湍流噪声，达到了较强消声能力。
本发明活动隔板的增设，进一步缓解了汽车启动或突然加速时的冲击噪声；进气腔的横截面呈月牙状，并且该进气腔在径向上的空间，随着一级泡沫铝吸声板的径向厚度不同而变化，保证了消声单元在较宽频带具有高的吸声系数。
本发明进气端端盖、中间腔端盖与外筒体均采用方便拆卸的卡扣式连，使吸声腔的维护保养更为方便快捷。
本发明一级、二级泡沫铝吸声板，采用开孔泡沫铝材料作为功能材料代替传统吸声材料，抗高温，耐腐蚀，克服了传统吸声材料吸潮、对环境造成污染、寿命短等缺点；开孔泡沫铝同时作为结构材料，密度为钢的1/14，可使消声器重量更轻。
附图说明
图1为本发明剖面结构示意图。
图2为图1中A-A剖面结构示意图。
图3为图1中B-B剖面结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步具体详细描述。
实施例
如图1至3所示。本发明公开了一种高效环保汽车消声器，包括外筒体2和设置在外筒体2内的吸声腔，所述吸声腔内设有一根两端分布有气孔阵列的穿孔进气管10，在穿孔进气管10的中部设有进气腔隔板11；
以进气腔隔板11为界，吸声腔分为由一级泡沫铝吸声板12合围构成的进气腔12-1和由二级泡沫铝吸声板8合围构成的中间腔8-1；所述二级泡沫铝吸声板8的外部套设有中间腔外筒9；
所述穿孔进气管10口部的外缘通过进气端端盖1与外筒体2卡扣连接；卡扣连接可对其内部件清洗或更换，避免消声器因杂质阻塞，后期消声能力变差的现象，可延长消声器的使用寿命。
所述穿孔进气管10尾部通过中间腔端盖5密封；所述二级泡沫铝吸声板8和中间腔外筒9的外壁与外筒体2内壁之间的空间构成排气腔88；排气腔88的排气管7设置在排气腔端盖6的中部；
在穿孔进气管10进气腔12-1这端上套设有弹簧3，弹簧3的一端与进气端端盖1相抵，另一端通过套设在穿孔进气管10上的活动隔板4与进气腔隔板11的进气孔13相抵。
所述一级泡沫铝吸声板12的孔径与孔隙率小于二级泡沫铝吸声板8的孔径与孔隙率；所述穿孔进气管10在进气腔12-1这端的气孔阵列呈矩形排布，在中间腔8-1这端的气孔阵列呈六边形排布。这样前者的阻抗比后者的大，有利于引导更多气体进入中间腔。同时所述穿孔进气管10口部呈喇叭状，起导流作用，也通过流通截面积的变化缓和高压气体对中间腔端盖5的冲击噪声。
所述气孔阵列中的各气孔孔径为3mm～4mm，间距距为7mm～8mm。
所述进气腔12-1的横截面呈月牙状。
所述一级泡沫铝吸声板12的厚度为15mm～25mm；所述二级泡沫铝吸声板8的厚度为12mm～13mm。
本发明高效环保汽车消声器的消声方法可通过如下步骤实现：
气体从穿孔进气管10口部呈喇叭状的进口进入穿孔进气管10内，此时，一部分气体经过进气腔12-1端的气孔阵列进入进气腔12-1，产生一级衰减；剩余气体则由中间腔8-1端的气孔阵列进入中间腔8-1后，继续流经二级泡沫铝吸声板8，产生二级衰减；
产生二级衰减后，由于气体的气压作用，使其反向推动活动隔板4，活动隔板4压缩弹簧3并推开活动隔板4后回流至进气腔12-1，再经过一级泡沫铝吸声板12，产生三级衰减；
产生三级衰减后流经排气腔88，在排气腔88的狭长共振腔通道完成共振消声阶段，得到第四级衰减，最后经排气管7排出。
如上所述，便可较好地实现本发明。
本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种高效环保汽车消声器，其特征在于包括外筒体(2)和设置在外筒体(2)内的吸声腔，所述吸声腔内设有一根两端分布有气孔阵列的穿孔进气管(10)，在穿孔进气管(10)的中部设有进气腔隔板(11)；
以进气腔隔板(11)为界，吸声腔分为由一级泡沫铝吸声板(12)合围构成的进气腔(12-1)和由二级泡沫铝吸声板(8)合围构成的中间腔(8-1)；所述二级泡沫铝吸声板(8)的外部套设有中间腔外筒(9)；
所述穿孔进气管(10)口部的外缘通过进气端端盖(1)与外筒体(2)卡扣连接；所述穿孔进气管(10)尾部通过中间腔端盖(5)密封；所述一级泡沫铝吸声板(12)和中间腔外筒(9)的外壁与外筒体(2)内壁之间的空间构成排气腔(88)；排气腔(88)的排气管(7)设置在排气腔端盖(6)的中部；
在穿孔进气管(10)进气腔(12-1)这端上套设有弹簧(3)，弹簧(3)的一端与进气端端盖(1)相抵，另一端通过套设在穿孔进气管(10)上的活动隔板(4)与进气腔隔板(11)的进气孔(13)相抵；
中间腔外筒(9)一端与进气腔隔板(11)连接，另一端与中间腔端盖(5)连接。
2.根据权利要求1所述高效环保汽车消声器，其特征在于，所述一级泡沫铝吸声板(12)的孔径与孔隙率小于二级泡沫铝吸声板(8)的孔径与孔隙率。
3.根据权利要求1所述高效环保汽车消声器，其特征在于，所述穿孔进气管(10)在进气腔(12-1)这端的气孔阵列呈矩形排布，在中间腔(8-1)这端的气孔阵列呈六边形排布。
4.根据权利要求3所述高效环保汽车消声器，其特征在于，进气腔(12-1)这端和中间腔(8-1)这端的气孔阵列中的各个气孔孔径分别为3mm～4mm，间距分别为7mm～8mm。
5.根据权利要求1所述高效环保汽车消声器，其特征在于，所述穿孔进气管(10)口部呈喇叭状。
6.根据权利要求1所述高效环保汽车消声器，其特征在于，所述一级泡沫铝吸声板(12)的厚度为15mm～25mm；所述二级泡沫铝吸声板(8)的厚度为12mm～13mm。
7.权利要求1至6中任一项所述高效环保汽车消声器的消声方法，其特征在于包括如下步骤：
气体从穿孔进气管(10)口部呈喇叭状的进口进入穿孔进气管(10)内，此时，一部分气体经过进气腔(12-1)端的气孔阵列进入进气腔(12-1)，产生一级衰减；剩余气体则由中间腔(8-1)端的气孔阵列进入中间腔(8-1)后，继续流经二级泡沫铝吸声板(8)，产生二级衰减；
产生二级衰减后，由于气体的气压作用，使其反向推动活动隔板(4)，活动隔板(4)压缩弹簧(3)并推开活动隔板(4)后回流至进气腔(12-1)，再经过一级泡沫铝吸声板(12)，产生三级衰减；
产生三级衰减后流经排气腔(88)，在排气腔(88)的狭长共振腔通道完成共振消声阶段，得到第四级衰减，最后经排气管(7)排出。
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