CN105697103A - 一种发动机排气系统消声器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及消声技术领域，公开了一种发动机排气系统消声器，包括筒体、固定在所述筒体上的前端盖和后端盖、与所述前端盖上的进气口连通的进气导流管以及与所述后端盖上的出气口连通的排气导流管，所述筒体内部被隔板分割成抗性消声腔和阻性消声腔，所述排气导流管穿过所述隔板布置并使其进气端口位于所述抗性消声腔内，所述进气导流管从所述排气导流管的进气端口插入所述排气导流管中，且两管路的交叉长度为300mm～400mm，所述进气导流管与所述排气导流管同轴布置，且单边间隙为4mm～5mm。该发动机排气系统消声器对发动机低、中、高频段的噪声均具有消声作用，特别对发动机常用转速对应下的低频噪声具有明显的消声效果，利于提高发动机的NVH性能。

Description

一种发动机排气系统消声器

技术领域

本发明涉及消声技术领域，尤其涉及一种发动机排气系统消声器。

背景技术

消声器是发动机排气系统的主要降噪元件，汽车排气噪声的频率范围在50Hz-2000Hz之间，消声器的作用便是针对此频率段的噪声进行针对性的降噪。

消声器是一种让气流通过并使噪声衰减的装置，按消声原理可分为阻性消声器、抗性消声器和阻抗复合式消声器，阻性消声器是声能被吸声材料吸收并转化成热能，从而达到消声目的，主要用于消除高频噪声，其代表性结构如中国专利公开号为CN204155604U的专利文献公开的消声器结构所示。抗性消声器是将能量反射回声源，从而抑制声音，主要用于消除中低频，其代表性结构如中国专利公开号为CN204716334U的专利文献公开的消声器结构所示。

如图1所示，某款消声器的结构为阻抗复合型消声器，包含有三个腔体，其中第一腔1'和第三腔3'中均包含有消音棉，第二腔2'为扩张腔。通过仿真分析该消声器的传递损失可知，该消声器在600Hz以上有较好的效果，但在600Hz以下随着频率降低传递损失逐渐减小，在100Hz以下传递损失在4dB以下，几乎没有消声能力。而对于四缸发动机2000rpm常用转速对应的噪声频率为67Hz，采用此种消声器在此频率附近容易产生较大的共鸣噪声，影响车辆的NVH性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种发动机排气系统消声器，以在排气噪声频率范围内均具有有效的消声能力，提高对排气噪声的消声效果。

为了实现上述目的，本发明提供了如下的技术方案：

一种发动机排气系统消声器，包括筒体、固定在所述筒体上的前端盖和后端盖、与所述前端盖上的进气口连通的进气导流管以及与所述后端盖上的出气口连通的排气导流管，所述筒体内部被隔板分割成抗性消声腔和阻性消声腔，所述排气导流管穿过所述隔板布置并使其进气端口位于所述抗性消声腔内，所述进气导流管从所述排气导流管的进气端口插入所述排气导流管中，且两管路的交叉长度为300mm～400mm，所述进气导流管与所述排气导流管同轴布置，且单边间隙为4mm～5mm。

上述发动机排气系统消声器，所述进气导流管插入所述排气导流管中的端口处设有多组弹性限位块，所述弹性限位块两两相对布置并与所述排气导流管间隙配合。

上述发动机排气系统消声器，所述排气导流管上靠近的进气端口处设有固定支架，所述固定支架延伸至与所述进气导流管固定连接。

上述发动机排气系统消声器，所述抗性消声腔和所述阻性消声腔的体积比为3:1。

上述发动机排气系统消声器，还包括过渡进气导流管，所述过渡进气导流管的一端为口径大于管径的扩口，相对的另一端为口径小于管径的缩口；所述扩口与所述前端盖上的进气口匹配固定，所述缩口与所述进气导流管匹配连接。

上述发动机排气系统消声器，还包括支撑隔板，所述支撑隔板为圆形，并在周向边缘设有翻边，所述翻边与所述筒体的内壁固定连接，所述支撑隔板的表面设有供所述进气导流管或所述过渡进气导流管穿过的支撑通孔以及气流流通孔。

上述发动机排气系统消声器，所述排气导流管在所述阻性消声腔中的管段部分，沿其圆周表面设有消音孔。

上述发动机排气系统消声器，所述阻性消声腔中设有消音棉。

上述发动机排气系统消声器，所述前端盖与所述筒体以及所述后端盖与所述筒体均通过筒体咬合工艺固定连接。

本发明的有益效果在于：

本发明提供的发动机排气系统消声器，包括抗性消声腔和阻性消声腔，在抗性消声腔中，进气导流管插入排气导流管中设置形成交叉管段，通过设计交叉长度为300mm～400mm，两管的单边间隙为4mm～5mm，使得抗性消声腔对低频噪声具有良好的消声效果，并对频率在0～400Hz的排气噪声具有尤为明显的消声作用，发动机常用转速下排气噪声频率就在此频段内。因此，该发动机排气系统消声器利于降低发动机排气噪声，提高NVH性能。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，并将结合附图对本发明的具体实施例作进一步的详细说明，其中

图1为现有技术中某款阻抗复合型消声器的结构示意图；

图2为本发明实施提供的发动机排气系统消声器的结构示意图；

图3为图2中发动机排气系统消声器的主视图；

图4为本发明实施例提供的发动机排气系统消声器中进气导流管的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的发动机排气系统消声器中进气导流管与排气导流管交叉部分的局部剖视图；

图6为本发明实施例提供的发动机排气系统消声器中进气导流管与排气导流管连接处的局部示意图；

图7为本发明提供的发动机排气系统消声器消声效果与现有技术中某款阻抗复合型消声器消声效果的对比图。

其中上述附图中的标号说明如下：

1'-第一腔，2'-第二腔，3'-第三腔；

1-筒体，2-前端盖，3-后端盖，4-进气导流管，5-排气导流管，6-隔板，7-抗性消声腔，8-阻性消声腔，9-弹性限位块，10-固定支架，11-过渡进气导流管，12-支撑隔板，13-消音孔。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将集合具体实施例对本方案作进一步地详细介绍。

本发明提供的发动机排气系统消声器，其结构如图2和图3所示，包括筒体1和固定在所述筒体1上的前端盖2和后端盖3，所述前端盖2与所述筒体1以及所述后端盖3与所述筒体1均优选通过筒体咬合工艺固定连接，保证连接的紧固性和密封性。所述发动机排气系统消声器还包括与所述前端盖2上的进气口连通的进气导流管4以及与所述后端盖3上的出气口连通的排气导流管5。所述筒体1的内部设有隔板6，所述隔板6为圆形结构，优选沿其周向设有翻边，利用翻边与所述筒体1的内壁点焊固定。所述隔板6将所述筒体1的内部分割成抗性消声腔7和阻性消声腔8，所述抗性消声腔7用于消除低频噪声，所述阻性消声腔8用于消除中高频噪声。其中，所述排气导流管5穿过所述隔板6布置并使其进气端口位于所述抗性消声腔7内，所述进气导流管4从所述排气导流管5的进气端口插入所述排气导流管5中，且两管路的交叉长度为300mm～400mm，所述进气导流管与所述排气导流管同轴布置，且单边间隙为4mm～5mm，所述单边间隙是指所述进气导流管4外表面与所述出气导流管内表面之间的垂直距离。

当排气流经该消声器时，声波进入交叉管段间的间隙而被衰减，达到了降噪的目的，同时通过设计交叉长度和两管之间的单边间隙，使得该消声器对低频噪声具有良好的降噪效果。参考图7，图中实线代表背景技术中提到的某款阻抗复合型消声器对发动机排气噪声的消声效果，虚线代表本发明实施例提供给的发动机排气系统消声器在同样工况下的消声效果。从图中可以看出，本发明实施例提供的消声器与现有技术中的消声器相比，具有更好地消声效果，并对频率在0～400Hz范围内的噪声消声优势尤为明显，而发动机常用转速下的排气噪声正处于该频段范围内。因此，该消声器用于发动机排气系统时能够具备良好的消声作用，利于提高发动机的NVH性能。

在本发明一优选实施例中，所述交叉长度为350mm，单边间隙为4.45mm，试验证明，具有上述参数的消声器可几乎完全消除某款四缸发动机2000rpm常用转速下对应的67Hz排气噪声，具有良好的降噪效果。

为了避免由于加工误差使得所述进气导流管4与所述排气导流管5发生干涉，产生异响，在本发明一优选实施例中，所述进气导流管4插入所述排气导流管5中的端口边缘还设有多组弹性限位块9，如图4和图5所示，所述弹性限位块9两两相对布置并与所述排气导流管5抵接。所述弹性限位块9能够有效保证所述进气导流管4与所述排气导流管5之间的同轴度，保证单边间隙实际值与设计值相等，防止两个管路发生干涉。所述弹性限位块9优选为钢丝支撑块，具有较好的耐磨性。

如图4～6所示，所述排气导流管5的进气端口边缘还设有固定支架10，所述固定支架10优选为L形条板结构，一端固定在所述排气导流管5上，另一端延伸至与所述进气导流管4连接。所述固定支架10与所述进气导流管4、所述排气导流管5均优选点焊固定连接。所述固定支架10进一步限制了所述进气导流管4和所述排气导流管5的晃动，对所述弹性限位块9所起的作用具有辅助增强的效果。

优选地，所述抗性消声腔和所述阻性消声腔的体积比为3:1，利于辅助交叉管段结构，提高抗性消声腔对低频噪声的消声效果。

本发明另一优选实施例中，在上述各实施例采用的技术方案的基础上，还增设了过渡进气导流管11，如图2和图3所示，所述过渡进气导流管11的一端为口径大于管径的扩口，相对的另一端为口径小于管径的缩口；所述扩口与所述前端盖2上的进气口匹配固定，所述缩口与所述进气导流管4匹配连接。由于进气导流管4管径较小，而消声器与发动机排气管相连的进气口较大，所述进气导流管4不方便直接加工成与该进气口匹配的结构，因此设计所述过渡进气导流管11方便了管路之间的连接，也方便了管路的加工。

为了防止所述进气导流管4与过渡进气导流管11连接后形成的悬臂结构较长，影响其强度和稳定性，所述发动机排气系统消声器中还设置了支撑隔板12，如图2所示，所述支撑隔板12为圆形，并在周向边缘设有翻边，所述翻边与所述筒体1的内壁固定连接，优选焊接固定。所述支撑隔板12的表面设有支撑通孔以及气流流通孔。所述进气导流管4或所述过渡进气导流管11从所述支撑通孔中穿过并受所述支撑隔板12的支撑，所述支撑隔板12不影响气体的流通。

所述排气导流管5横跨所述抗性消声腔7和所述阻性消声腔8，且其在所述阻性消声腔8中的管段部分，圆周表面上设有消音孔13，对中高频噪声起到消音的作用。所述消音孔13的直径优选为3mm，在该管段部分均匀布置。

优选地，所述阻性消声腔8中还设有消音棉(图中未示)，增强消音效果。

以上依据图式所示的实施例详细说明了本发明的构造、特征及作用效果，以上所述仅为本发明的较佳实施例，但本发明不以图面所示限定实施范围，凡是依照本发明的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种发动机排气系统消声器，包括筒体、固定在所述筒体上的前端盖和后端盖、与所述前端盖上的进气口连通的进气导流管以及与所述后端盖上的出气口连通的排气导流管，所述筒体内部被隔板分割成抗性消声腔和阻性消声腔，其特征在于，所述排气导流管穿过所述隔板布置并使其进气端口位于所述抗性消声腔内，所述进气导流管从所述排气导流管的进气端口插入所述排气导流管中，且两管路的交叉长度为300mm～400mm，所述进气导流管与所述排气导流管同轴布置，且单边间隙为4mm～5mm。

2.根据权利要求1所述的发动机排气系统消声器，其特征在于，所述进气导流管插入所述排气导流管中的端口处设有多组弹性限位块，所述弹性限位块两两相对布置并与所述排气导流管抵接。

3.根据权利要求2所述的发动机排气系统消声器，其特征在于，所述排气导流管靠近进气端口处设有固定支架，所述固定支架延伸至与所述进气导流管固定连接。

4.根据权利要求1所述的发动机排气系统消声器，其特征在于，所述抗性消声腔和所述阻性消声腔的体积比为3:1。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的发动机排气系统消声器，其特征在于，还包括过渡进气导流管，所述过渡进气导流管的一端为口径大于管径的扩口，相对的另一端为口径小于管径的缩口；所述扩口与所述前端盖上的进气口匹配固定，所述缩口与所述进气导流管匹配连接。

6.根据权利要求5所述的发动机排气系统消声器，其特征在于，还包括支撑隔板，所述支撑隔板为圆形，并在周向边缘设有翻边，所述翻边与所述筒体的内壁固定连接，所述支撑隔板的表面设有供所述进气导流管或所述过渡进气导流管穿过的支撑通孔以及气流流通孔。

7.根据权利要求1所述的发动机排气系统消声器，其特征在于，所述排气导流管在所述阻性消声腔中的管段部分，沿其圆周表面设有消音孔。

8.根据权利要求7所述的发动机排气系统消声器，其特征在于，所述阻性消声腔中设有消音棉。

9.根据权利要求1所述的发动机排气系统消声器，其特征在于，所述前端盖与所述筒体以及所述后端盖与所述筒体均通过筒体咬合工艺固定连接。