CN105927594A - 涡轮增压器的消声器 - Google Patents
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Abstract
涡轮增压器的消声器,包括外管体和内管体;外管体呈两端开口的管形,其套装在内管体外并通过两块环形端板与内管体连接,内管体、外管体及两块端板之间设有环形消音腔;内管体上设有多个连通至环形消音腔的消声孔。本发明的优点是,气体在进入环形消音腔时,内管体截面面积与外管体截面面积的比值是最小的,环形消音腔的气体从消音孔排出后,经过锥形段,内管体截面面积与外管体截面面积的比值增大,从而增大了消声量与频率范围;气流进、出消音孔的前后经过截面面积逐渐过渡的两个锥形段,气流噪声被削减。外管体径向截面呈椭圆环形,相比现有的圆柱体消音器体积大幅减小,且与内管体相配合可形成Helmholtz共振腔。
Description
技术领域
发明涉及一种消声器,特别是一种用于涡轮增压器的消声器。
背景技术
随着增压器的广泛应用,增压器所带来的各种噪声逐渐被用户重视。增压器叶轮在高速旋转过程中会产生压力脉动。该压力脉动沿压气机出口到中冷器的管路传播形成压力脉动波。脉动波会导致管壁振动。振动的管壁将向外辐射噪声,透过车厢孔隙、车体振动传递到乘客舱里,对乘客和司机产生干扰。
随着内燃机的低速扭矩性能提升以及轻量化与小尺寸化,增压器的小型化与高转速化设计已经成为行业趋势。这一变化带来的益处显而易见,但是也带来了严重的噪声问题。其中,一阶噪声的治理难度较大。
一阶噪声也叫同步噪声,其噪声频率与增压器转速同步,这一特点导致一阶噪声频率范围跨度非常宽广,其噪声主要爆发区间随着增压器转速的升高而升高。经试验证明,一阶噪声产生的脉动波主要通过压气机出口管路向外界辐射。在压气机出口处安装消音器是一种有效抑制一阶噪声的手段。
小型增压器压气机出口采用一体化设计,其安装尺寸更为紧凑、留给消音器的设计空间非常狭小。设计出能有效降低压气机出口的压力脉动,又能满足安装尺寸要求的消音器难度很大。
发明内容
发明的目的是克服现有技术的不足,而提供一种涡轮增压器的消声器。它结构简单紧凑,占用空间小,其连接在小型增压器压气机出口上,能有效抑制一阶噪声。
本发明的技术方案是:涡轮增压器的消声器,包括外管体和内管体;外管体呈两端开口的管形,其套装在内管体外并通过两块环形端板与内管体连接,内管体、外管体及两块端板之间设有环形消音腔;内管体上设有多个连通至环形消音腔的消声孔。
本发明进一步的技术方案是:外管体的径向截面呈椭圆环形。
本发明进一步的技术方案是:内管体的径向截面呈圆环形。
本发明再进一步的技术方案是:内管体中部设有管径收缩段,其包括小径段和连接在小径段两端的锥形段,径段的直径与锥形段较小一端的直径一致。
本发明更进一步的技术方案是:消声孔位于小径段上。
本发明更进一步的技术方案是:环形腔中充填有吸声材料。
本发明具有如下优点:
1、外管体一开口端连接在压气机出口上,能有效降低压气机出口的压力脉动,使传播到下游的脉动波不足以产生过大的噪声。
2、气体在进入环形消音腔时,内管体截面面积与外管体截面面积的比值是最小的,环形消音腔的气体从消音孔排出后,经过锥形段,内管体截面面积与外管体截面面积的比值(扩张比)增大,从而增大了消声量与频率范围。
3、气流进、出消音孔的前后经过截面面积逐渐过渡的两个锥形段,气流噪声被削减。
4、外管体径向截面呈椭圆环形。相比现有的圆柱体消音器体积大幅减小,且与内管体相配合可形成Helmholtz共振腔。
5、在频率范围650~4400Hz内本发明的传递损失大于10db、对发动机的性能几乎无影响。
6、结构简单紧凑,占用空间小,安装方便。
以下结合图和实施例对发明作进一步描述。
附图说明
图1为实施例1的结构示意图;
图2为图1的左视图
图3为图2的A-A剖视图;
图4为图1的B-B剖视图;
图5为实施例2的结构示意图。
具体实施方式
实施例1:
如图1~4所示:涡轮增压器的消声器,包括外管体1和内管体2。外管体1呈两端开口的管形,其套装在内管体2外并通过两块环形端板3与内管体2连接,内管体、外管体及两块端板之间设有环形消音腔4。内管体2上设有多个连通至环形消音腔4的消声孔21。
优选,内管体2中部设有管径收缩段,其包括小径段221和连接在小径段221两端的锥形段222,,小径段221的直径与锥形段222较小一端的直径一致。
优选,外管体1的径向截面呈椭圆环形,内管体2的径向截面呈圆环形,其与外管体1相配合可形成Helmholtz共振腔。
优选,多个消声孔21呈环形均布在内管体2的小径段221上,消声孔21的直径和密度通过Helmholtz共振腔原理确定。
优选,环形消音腔4的体积(高度和长度)通过Helmholtz共振腔原理确定。
实施例2:
参看图5,本实施例与实施例1相比,区别仅在于,环形消音腔中充填有吸声材料9,使本发明成为阻抗结合型的消声器。
简述发明的应用:装配时,内管体2进气端连接在压气机出口上(外管体前开口端的形状及尺寸根据安装空间决定),内管体2的排气端前与中冷器或发动机进气管路连接(内管体后端开口形状和连接方式根据中冷器管路尺寸决定)。
气流从内管体2的进气端进入内管体中,再通过消音孔21进入环形消音腔4,气流在环形消音腔4经过谐振后,处于设计频率范围内的噪音以热量的形式消失在空气中,经过谐振的气体再次经过消音孔21进入内管体2,从内管体2的排气端排出。
气流在环形消音腔4经过谐振后,处于设计频率范围内的噪音以热量的形式消失在空气中,达到降低噪声的目的。
Claims (7)
1.涡轮增压器的消声器,其特征是,包括外管体(1)和内管体(2);外管体(1)呈两端开口的管形,其套装在内管体(2)外并通过两块环形端板(3)与内管体(2)连接,内管体、外管体及两块端板之间设有环形消音腔(4);内管体(2)上设有多个连通至环形消音腔(4)的消声孔(21)。
2. 如权利要求1所述的涡轮增压器的消声器,其特征是:外管体(1)的径向截面呈椭圆环形。
3.如权利要求2所述的涡轮增压器的消声器,其特征是:内管体(2)的径向截面呈圆环形。
4.如权利要求2或3所述的涡轮增压器的消声器,其特征是:内管体(2)中部设有管径收缩段,其包括小径段(221)和连接在小径段(221)两端的锥形段(222),小径段(221)的直径与锥形段(222)较小一端的直径一致。
5.如权利要求4所述的涡轮增压器的消声器,其特征是:消声孔(21)位于小径段(221)上。
6.如权利要求1、2、3、5中任一项所述的涡轮增压器的消声器,其特征是:环形消音腔(4)中充填有吸声材料。
7.如权利要求4所述的涡轮增压器的消声器,其特征是:环形消音腔(4)中充填有吸声材料。
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