CN106246293B - 汽车的双模态消声器结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种汽车的双模态消声器结构，一种汽车的双模态消声器结构，包括壳体，壳体内间隔设置隔板一、二，隔板一、二将壳体的壳腔分隔为中间腔，以及位于中间腔两侧的腔室一、二，壳体内还间隔布置有进气管、中间管和出气管，进气管的出气端和中间管的进气端位于腔室一内，中间管的出气端和出气管的进气端位于腔室二内，排气歧管中的废气经废气管引入进气管内，然后依次流经中间管后从出气管的出气端排出至壳体外，所述消声器结构还包括阀门组件，动力机构驱动阀门组件对中间管的气流通路构成局部关闭或完全打开动作。在发动机低速转动或者怠速状态下，本发明只是将中间管的气流通路的局部加以关闭，这样可以增加排气背压，从而降低燃烧噪声。

Description

汽车的双模态消声器结构

技术领域

本发明涉及汽车技术领域，具体涉及一种汽车的双模态消声器结构。

背景技术

汽车发动机的排气消声器主要是用来降低从排气歧管排出的废气温度和压力，减小气流的压力波动幅度，从而以达到消除火星和减小噪声的目的。但是，现有发动机的消声器大多存在气流通过阻力大、排气背压高(即施加的与气流运动方向相反的压力高)的问题，从而引起的发动机功率损失大，进而降低了汽车的动力性能，也就是说要想降低噪声，这就需要增加气流阻力，但是增加气流阻力就会相应地造成背压增高，这样对于发动机运行来说又是不利的，基于降低背压和降低噪声这两者之间的矛盾，实际在设计排气消声器结构时就需要平衡这两者的关系。

为了解决消声器降背压的问题，中国专利文献公开了名称为“双模态排气消声器”的实用新型专利，该专利公开的消声器结构如附图1所示，其包括筒体8、前端盖3和后端盖9，筒体8内通过前隔板4和后隔板6分别安装有进气消声管1、中间消声管2和出气消声管5，筒体8内前端盖3和前隔板4之间的腔体为消声腔A，前隔板4和后隔板6之间的腔体为消声腔B，后隔板6和后端盖9之间的腔体为消声腔C，进气消声管1的前端位于前端盖3外部，后端位于后隔板6和后端盖9之间的消声腔内，中间消声管2的前端位于消声腔A内，后端位于消声腔C内；出气消声管5的前端位于消声腔A内，后端位于后端盖9外部，中间消声管2的前端设有排气阀门10，排气阀门10可以根据进入到进气消声管1中的气流大小实现中间消声管2前端管口的开启和闭合，即发动机在高转速下排气阀门10被气流吹至开启，从而达到降低噪声的同时实现降低背压的目的，而当发动机在低速转动下排气阀门10关闭，从而增大气流阻力，进而增加背压，使噪声降低。当时，为了保证噪声效果，一般隔板将筒体分隔为多个腔室时，隔板和/或通过隔板支撑布置的气管的管壁上会开设有通孔，以保证各腔室之间的气流是相通的。

但是实际应用时发现，采用上述现有的双模态消声器结构还存在以下技术缺陷：由于只是排气阀门10对中间消声管2的前端进行封闭和开启，因此发动机高速运转下降噪能够达标，但是低速或怠速时排气背压不够，从而导致降噪容易超标，针对此类问题，目前尚待研究人员解决。

发明内容

本发明的目的是提供一种结构稳定、消除噪声效果好的汽车的双模态消声器结构。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种汽车的双模态消声器结构，包括壳体，壳体内间隔设置隔板一、二，隔板一、二将壳体的壳腔分隔为中间腔，以及位于中间腔两侧的腔室一、二，壳体内还间隔布置有进气管、中间管和出气管，进气管的出气端和中间管的进气端位于腔室一内，中间管的出气端和出气管的进气端位于腔室二内，排气歧管中的废气经废气管引入进气管内，然后依次流经中间管后从出气管的出气端排出至壳体外，其特征在于：所述消声器结构还包括阀门组件，动力机构驱动阀门组件对中间管的气流通路构成局部关闭或完全打开动作。

采用上述技术方案产生的有益效果在于：与现有技术相比，本发明所述的阀门组件最大也只是局部关闭中间管的气流通路，这样发动机低速转动或者怠速状态下，燃烧噪声占主要成分，因此阀门组件只是将中间管的气流通路的局部加以关闭，这样局部气流通过时可以增加背压，从而降低燃烧噪声；而发动机高速转动时，气流摩擦噪声占主要成分，此时阀门组件则控制中间管的气流通路处于完全开启状态，这样气流通道截面积增加，流速降低，气流摩擦噪声自然也随之减小。

附图说明

图1是现有消声器的结构示意图；

图2是本发明的立体结构示意图；

图3-4分别是本发明去掉壳体时阀门组件处于开启和关闭的两种状态结构示意图；

图5-6是阀门组件分别处于开启和关闭时本发明的两种状态主视图；

图7是图5的A-A向局部剖视图；

图8是图6的B-B向局部剖视图；

图9是中间管的结构示意图；

图10是图9的C-C向剖视图。

具体实施方式

一种汽车的双模态消声器结构，如图1-8所示，包括壳体10，壳体10内间隔设置隔板一、二11、12，隔板一、二11、12将壳体10的壳腔分隔为中间腔E，以及位于中间腔E两侧的腔室一、二D、F,壳体10内还间隔布置有进气管20、中间管30和出气管40，进气管20的出气端和中间管30的进气端位于腔室一D内，中间管30的出气端和出气管40的进气端位于腔室二F内，排气歧管中的废气经废气管50引入进气管20内，然后依次流经中间管30后从出气管40的出气端排出至壳体10外，所述消声器结构还包括阀门组件60，动力机构驱动阀门组件60对中间管30的气流通路构成局部关闭或完全打开动作。现有技术对于发动机低速运转或怠速情况下是通过阀门将气流通路进行完全关闭，这样排气背压相对较小，进而导致燃烧噪声无法得到有效消除，而与之相比，本发明所述的阀门组件60最大极限也只是局部关闭中间管30的气流通路，这样发动机低速转动或者怠速状态下，燃烧噪声占主要成分，因此阀门组件60只是将中间管30的气流通路的局部加以关闭，这样局部气流通过时可以增加排气背压，从而降低燃烧噪声；而发动机高速转动时，气流摩擦噪声占主要成分，此时阀门组件则控制中间管30的气流通路处于完全开启状态，这样气流通道截面积增加，流速降低，气流摩擦噪声自然也随之减小。需要说明的是，而申请人将图5-6中的壳体10以可见的方式展示，这是为了便于理解，实际上壳体10一般是选用钢材，因此图5-6中壳体10内部的结构实际上是不可见的。

作为进一步的优选方案，如图1-10所示，所述阀门组件60布置在壳体10的中间腔E内，中间管30位于中间腔E的管壁上、沿着周向方向开设有条形孔31，动力机构驱动阀门组件60的阀门片61自条形开孔31转入或转出中间管30内以实现气流通路的局部关闭或完全打开。与现有的管端阀门相比，本发明是在中间管30的管段开设条形孔31以便阀门片61对中间管30的气流通路构成开启或局部关闭。具体的方案为，阀门片61的板面轮廓与中间管30的管腔径向截面相吻合，阀门片61上间隔开设有供气流通过的通孔611以使阀门片61完全转入中间管30内时，阀门片61处于局部关闭气流通路的状态。实际上，阀门片61开启状态下，本发明的阀门组件60与现有技术中的阀门都是实现了背压降低，增加气流通道截面积的作用，但是在阀门片61完全转入中间管30时，由于阀门片61开有通孔611，从而使得气流可以通过通孔611流通，进而提高排气背压，如此可以有效地降低燃烧噪声。

进一步的，进气管20的进气端位于中间腔E内，中间腔E的腔壁上、靠近进气管20的进气端处开设有供废气管50的排气管口51引入布置的废气进口，且排气管口51的排气方向与中间管30的长度方向垂直。

优选的，所述阀门组件包括叶板和两端分别固定在隔板一、二11、12上的铰接轴62，所述铰接轴62位于排气管口51和中间管30之间的区域、且铰接轴62与中间管30的长度方向一致，所述叶板包括板面相互垂直的迎风板63和阀门片61，且迎风板63的板面位于排气管口51的前方以使废气吹在迎风板63的板面上，迎风板63和阀门片61的结合处开设有将叶板套设在铰接轴62上的套接孔，且套接孔的孔芯方向与阀门片61的板面垂直，铰接轴62上设置有限制叶板转动角度的限位弹簧，废气气流大小控制叶板转动以使阀门片61自条形开孔31转入或转出中间管30内。具体的，叶板处于自然发动机低速运转或怠速条件下，限位弹簧处于自然状态，此时迎风板63靠近排气管口51，阀门片61自条形开孔31转入中间管30内；发动机高速运转条件下，具体发动机转速在1000rpm时，废气气流即可吹至限位弹簧处于受力状态，此时迎风板63被逐渐吹至远离排气管口51，当发动机转速在达3000rpm时，叶板转动至带动阀门片61完全转出中间管30，亦即中间管30的气流通路处于完全开启状态。通过限位弹簧的作用可以使得发动机低速运转或怠速下限位弹簧恢复至自然状态，以使迎风板靠近排气管口51，从而保证阀门片61转入中间管30内，实际应用时本发明根据发动机的运行状态，从而通过气流大小来自行控制叶板转动，非常方便。

进一步的，所述壳体10内还布置有将腔室一D一分为二的隔板三13，且隔板一、二、三11、12、13的板面平行，进气管20的出气端和中间管30的进气端位于壳体10的左端盖14和隔板三13围合构成的腔室内，优选的，隔板一、二、三11、12、13中的局部板体上间隔开设有用于调节噪音的通气孔，进气管20、中间管30和出气管40的局部管身上间隔开设有用于调节噪音的通气孔。具体如图5和6所示，通过隔板三13的布置可以使得进气管20和中间管30位于隔板一、三11、13之间的管段上充分布置通气孔，以便进行噪音量的调节控制。当然，实际各隔板以及各管体上通气孔的开设可以根据实际运用情况进行调整，以使噪声消除达到最佳状态。

进一步的，进气管20、中间管30和出气管40这三者的管长方向平行，出气管40的出气端自左腔室D延伸至从壳体10的左端盖14引出。

优选的，所述壳体10的中间腔E内、靠近进气管20的进气端处设置有支撑板15，支撑板15的两边分别固定在隔板一、二11、12的板面上，且支撑板15的板面间隔开设有用于调节噪音的通气孔，所述废气管50的排气管口51穿过支撑板15的板面布置。通过支撑板15的布置不仅起到支撑排气管口51在作用，而且其板面上开设的通气孔也可以对排气管口51附近的噪声加以调节。

Claims (9)

1.一种汽车的双模态消声器结构，包括壳体(10)，壳体(10)内间隔设置隔板一、二(11、12)，隔板一、二(11、12)将壳体(10)的壳腔分隔为中间腔(E)，以及位于中间腔(E)两侧的腔室一、二(D、F),壳体(10)内还间隔布置有进气管(20)、中间管(30)和出气管(40)，进气管(20)的出气端和中间管(30)的进气端位于腔室一(D)内，中间管(30)的出气端和出气管(40)的进气端位于腔室二(F)内，排气歧管中的废气经废气管(50)引入进气管(20)内，然后依次流经中间管(30)后从出气管(40)的出气端排出至壳体(10)外，其特征在于：所述消声器结构还包括阀门组件(60)，动力机构驱动阀门组件(60)对中间管(30)的气流通路构成局部关闭或完全打开动作；

所述阀门组件(60)布置在壳体(10)的中间腔(E)内，中间管(30)位于中间腔(E)的管壁上、沿着周向方向开设有条形孔(31)，动力机构驱动阀门组件(60)的阀门片(61)自条形开孔(31)转入或转出中间管(30)内以实现气流通路的局部关闭或完全打开。

2.根据权利要求1所述汽车的双模态消声器结构，其特征在于：阀门片(61)的板面轮廓与中间管(30)的管腔径向截面相吻合，阀门片(61)上间隔开设有供气流通过的通孔(611)以使阀门片(61)完全转入中间管(30)内时，阀门片(61)处于局部关闭气流通路的状态。

3.根据权利要求2所述汽车的双模态消声器结构，其特征在于：进气管(20)的进气端位于中间腔(E)内，中间腔(E)的腔壁上、靠近进气管(20)的进气端处开设有供废气管(50)的排气管口(51)引入布置的废气进口，且排气管口(51)的排气方向与中间管(30)的长度方向垂直。

4.根据权利要求3所述汽车的双模态消声器结构，其特征在于：所述阀门组件包括叶板和两端分别固定在隔板一、二(11、12)上的铰接轴(62)，所述铰接轴(62)位于排气管口(51)和中间管(30)之间的区域、且铰接轴(62)与中间管(30)的长度方向一致，所述叶板包括板面相互垂直的迎风板(63)和阀门片(61)，且迎风板(63)的板面位于排气管口(51)的前方以使废气吹在迎风板(63)的板面上，迎风板(63)和阀门片(61)的结合处开设有将叶板套设在铰接轴(62)上的套接孔，且套接孔的孔芯方向与阀门片(61)的板面垂直，铰接轴(62)上设置有限制叶板转动角度的限位弹簧，废气气流大小控制叶板转动以使阀门片(61)自条形开孔(31)转入或转出中间管(30)内。

5.根据权利要求4所述汽车的双模态消声器结构，其特征在于：发动机低速运转或怠速条件下，限位弹簧处于自然状态，此时迎风板(63)靠近排气管口(51)，阀门片(61)自条形开孔(31)转入中间管(30)内；发动机高速运转条件下，废气气流吹至限位弹簧处于受力状态，此时迎风板(63)被吹至远离排气管口(51)，同时叶板转动至带动阀门片(61)转出中间管(30)。

6.根据权利要求5所述汽车的双模态消声器结构，其特征在于：

所述壳体(10)内还布置有将腔室一(D)一分为二的隔板三(13)，且隔板一、二、三(11、12、13)的板面平行，进气管(20)的出气端和中间管(30)的进气端位于壳体(10)的左端盖(14)和隔板三(13)围合构成的腔室内。

7.根据权利要求5或6所述汽车的双模态消声器结构，其特征在于：进气管(20)、中间管(30)和出气管(40)这三者的管长方向平行，出气管(40)的出气端自左腔室(D)延伸至从壳体(10)的左端盖(14)引出。

8.根据权利要求7所述汽车的双模态消声器结构，其特征在于：所述壳体(10)的中间腔(E)内、靠近进气管(20)的进气端处设置有支撑板(15)，支撑板(15)的两边分别固定在隔板一、二(11、12)的板面上，且支撑板(15)的板面间隔开设有用于调节噪音的通气孔，所述废气管(50)的排气管口(51)穿过支撑板(15)的板面布置。

9.根据权利要求8所述汽车的双模态消声器结构，其特征在于：隔板一、二、三(11、12、13)中的局部板体上间隔开设有用于调节噪音的通气孔，进气管(20)、中间管(30)和出气管(40)的局部管身上间隔开设有用于调节噪音的通气孔。