CN107288786B - 一种进气管及应用该进气管的消声器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种进气管及应用该进气管的消声器，进气管包括一端密封设置的外管、活动套接于外管内并沿外管轴向与外管滑移连接的内管、以及设置于内管和外管之间的用于将内管复位的复位件，内管靠近外管密封端的一端密封设置；外管靠近其密封端沿其周向均匀开设有第一通孔，内管开设有与第一通孔相对应的第二通孔，第一通孔和第二通孔配合形成出气孔，当内管沿着进气方向移动时，出气孔逐渐变大；进气管的出气孔大小可随着尾气流速的大小而变化，从而适应于不同流速的尾气对不同出气孔的大小，提高了尾气的降噪性能和排气性能；导流凸起的作用可改变尾气的部分流向，使得通过出气孔的气流能够发生碰撞，进一步降低尾气产生的噪声。

Description

一种进气管及应用该进气管的消声器

技术领域

本发明涉及尾气噪音处理技术领域，更具体的说，它涉及一种进气管及应用该进气管的消声器。

背景技术

消声器是允许气流通过，却又能阻值或减小声音传播的一种器件，是消除空气动力性噪声的重要措施，能够阻挡声波的传播，允许气流通过，是控制噪声的有效工具。在机动设备上一般都设置有消声器，消声器一般设置在机动设备的发动机或发电机的排气管后。

现有的消声器包括呈圆柱状的筒体，筒体的一端设置有进气管，进气管位于筒体内部的一端沿其周向设置有若干小孔；出气管一端与进气管位于筒体内部一端连通，另一端延伸至筒体外侧，且与进气管连通一端沿其周向同样均匀设置有若干小孔。发动机排出的废气经过进气管、出气管上的小孔的分流、以及分流后的废气在筒体内的碰撞作用可改变原气流的声频，从而降低排气管排出废气时的噪音。

进气管上小孔的孔径大小与消声器的消声性能息息相关。现有的消声器进气管上的小孔孔径是一定的，但是发动机运转过程中，单位时间内排出的废气与发动机的运转速度相关，所以当发动机运转速度变大时，单位时间排出的废气量变大，而进气管上的小孔大小一定，废气通入进气管后排放不通畅，部分废气仍留在发动机内，到了下一个进气行程时，由于发动机中有较多的废气，新的油气混合气不仅变稀，而且不纯，它既有燃油、空气，又有燃烧废气，所以当火花塞点火时，火焰传播和燃烧速度缓慢，燃烧拖的时间延长，形成“放炮”，同时易烧坏发动机；若是一开始便将进气管上的小孔孔径设置较大，消声效果会较差，所以小孔的孔径大小是较为重要的参数。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的一在于提供一种进气管，进气管上的孔径可调以适应不同流速的尾气，以提高消声器的消声效果。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种进气管，包括一端密封设置的外管、活动套接于所述外管内并沿所述外管轴向与所述外管滑移连接的内管、以及设置于所述内管和外管之间的用于将所述内管复位的复位件，所述内管靠近所述外管密封端的一端密封设置；所述外管靠近其密封端沿其周向均匀开设有第一通孔，所述内管开设有与所述第一通孔相对应的第二通孔，所述第一通孔和所述第二通孔配合形成出气孔，当所述内管沿着进气方向移动时，所述出气孔逐渐变大。

通过采用上述技术方案，当从排气管排出的尾气流速变大，即单位时间排出的尾气量变大时，气流作用在内管密封端上的作用力变大，且该作用力的方向与气流方向相同，所以内管在增大的作用力的驱动下，沿着外管轴向移动，使得内管的第一通孔随着内管移动，而由于外管的位置不动，所以第二通孔的位置不变，由第一通孔和第二通孔形成的出气孔逐渐变大，以适应较大的气流，使得尾气能够顺畅的通过进气管；一旦气流变小，内管在复位件的作用下复位，出气孔变小，能够更加适应于尾气的流速，提高消声器的消声效果。

进一步的，所述第一通孔于垂直于所述外管母线方向的截面沿着进气方向变大，所述第二通孔于垂直于所述外管母线方向的截面大于或等于对应的第一通孔的最大截面；在初始状态时，所述第二通孔靠近所述内管密封端的孔壁于所述外管的正投影位于所述第一通孔内。

通过采用上述技术方案，第一通孔沿着进气方向逐渐变大，当从排气管排出的气流变大时，内管在尾气的推动作用下移动，使得第二通孔和第一通孔形成的出气孔逐渐变大，提高了整个进气管的出气面积，利于将发动机产生的尾气排出，同时又使得该出气孔的大小能够适应于不同气流大小的尾气，防止额外的噪声产生。

进一步的，所述外管内壁上沿其轴向开设有滑槽，所述内管上设置有与所述滑槽滑移配合的滑块。

通过采用上述技术方案，滑块能够沿着滑槽方向移动，使得内管能够在设定方向运动，第二通孔能够与其对应的第一通孔之间发生相对运动，从而改变出气孔的大小。

进一步的，所述复位件包括连接所述内管密封端和所述外管密封端的弹性胶块或弹簧。

通过采用上述技术方案，弹性胶块或弹簧较为常见，且成本较低。

进一步的，所述第一通孔与所述第二通孔通过软质弹性管道连通。

通过采用上述技术方案，软质弹性管道的设置使得通入内管的尾气不会进入内管和外管之间，可防止气体在内管和外管之间发生碰撞从而产生额外的噪音，降低在进气管产生的额外噪音。

进一步的，所述软质弹性管道内壁上设置有导流凸起。

通过采用上述技术方案，尾气从内管的第二通孔进入软质弹性管道内，在导流凸起的作用下，部分尾气的流向发生变化，与其旁边的尾气发生冲撞，减弱尾气的排出的速率，降低噪声的产生。

进一步的，所述导流凸起设置于所述软质弹性管道靠近所述外管密封端一侧，且所述导流凸起位于所述第一通孔内，所述导流凸起朝向所述内管一侧与尾气通入方向呈钝角设置。

通过采用上述技术方案，导流凸起位于软质弹性管道内部的朝向随着内管与外管之间的移动发生变化，当第一通孔和第二通孔之间发生的相对位移越大，即尾气流速变大时，靠近密封端一侧的导流凸起越倾斜，使得尾气经过导流凸起的作用后与其余尾气碰撞的更加厉害，提高了降噪的性能。

进一步的，所述内管和所述外管之间设置有吸音棉，且所述吸音棉仅与外管或者内管固定连接。

通过采用上述技术方案，吸音棉的设置进一步提高了降噪的性能，且由于吸音棉仅与内管或外管连接，所以不会影响内管与外管之间的相对运动。

针对现有技术存在的不足，本发明的目的二在于提供一种应用上述进气管道的消声器，进气管上的孔径可调以适应不同流速的尾气，减少额外产生的噪声，提高消声器的消音质量。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种消声器，包括筒体，所述筒体两端均设置有如目的一中所述的进气管，所述外管与所述筒体固定连接，所述内管与发动机排气管弹性连接，所述筒体内密封设置有两块隔板，将所述筒体分成第一腔室、第二腔室和第三腔室，其中一端的进气管的所述出气孔位于第一腔室和第二腔室内，另一端的进气管的所述出气孔位于第三腔室和第二腔室内；一出气管与所述第二腔室连通并延伸至所述筒体外。

通过采用上述技术方案，发动机排出尾气后，在尾气的作用下内管会发生偏移，内管与发动机排气管弹性连接可满足偏移量；通过进气管的气流分散作用，可降低尾气噪音，降噪处理后的尾气通过排气管排至外侧。

与现有技术相比，本发明的优点是：

1、进气管的出气孔大小可随着尾气流速的大小而变化，从而适应于不同流速的尾气对不同出气孔的大小，提高了发动机尾气的降噪性能和排气性能；

2、导流凸起的作用可改变尾气的部分流向，使得通过出气孔的气流能够发生碰撞，进一步降低尾气产生的噪声。

附图说明

图1为进气管的立体结构示意图；

图2为图1中A部的放大图；

图3为进气管沿其中垂面的剖面示意图；

图4为图3中B部的放大图；

图5为图3中C部的放大图；

图6为消声器的剖面示意图。

附图标记：1、进气管；2、外管；3、内管；4、复位件；5、第一通孔；6、第二通孔；7、出气孔；8、滑块；9、软质弹性管道；10、导流凸起；11、滑槽；12、筒体；13、隔板；14、第一腔室；15、第二腔室；16、第三腔室；17、出气管。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明进行详细描述。

实施例一

一种进气管1，参照图1和图2，包括一端密封设置的外管2、活动套接于外管2内并沿外管2轴向与外管2滑移连接的内管3，外管2靠近其密封端沿其周向均匀开设有第一通孔5，参照图3和图4，内管3开设有与第一通孔5相对应的第二通孔6，第一通孔5和第二通孔6配合形成出气孔7，气流从内管3的非密封端进入内管3，然后从出气孔7排出。

为了使出气孔7的大小能够与尾气的流速成正比，即尾气流速越大，出气孔7也越大，第一通孔5于垂直于外管2母线方向的截面长度沿着进气方向变大，第二通孔6于垂直于内管3母线方向的截面长度大于或等于对应的第一通孔5的最大截面长度，并且在内管3未进尾气时，第二通孔6靠近内管3密封端的孔壁于外管2的正投影位于第一通孔5内。结合图2和图4，第一通孔5的形状大致呈等腰梯形，且等腰梯形的下底靠近外管2的密封端；第二通孔6呈方形设置，且第二通孔6的长度和宽度分别与第一通孔5的下底和高相同，内管3未进尾气时，第一通孔5的上底位于第一通孔5内。当发动机的尾气进入内管3后，尾气直接作用在密封端，给密封端施加与进气方向相同的作用力，内管3在该力的作用下沿着进气方向移动，第一通孔5和第二通孔6形成的出气孔7变大，利于尾气的从出气孔7排出。

参照图3，为了使得内管3能够在尾气流速变小或者停止工作时复位，在内管3的密封端和外管2的密封端之间固定设置了用于将内管3复位的复位件4，复位件4可以采用连接内管3和外管2的弹性胶块或弹簧。优选的，弹性橡胶采用耐热橡胶，尤其是硅橡胶和氟橡胶，这是因为进入进气管1的尾气温度较高，内管3和外管2上的温度较高，采用硅橡胶和氟橡胶可适应于排出的尾气温度。弹性胶块或弹簧两端通过耐高温AB胶连接。当内管3在尾气的作用下沿着进气方向移动时，复位件4压缩产生弹性恢复力，若尾气流速变小，内管3在复位件4的弹性恢复力的作用下复位，使得内管3的位置能够自适应于尾气的流速。

参照图5，外管2内壁上沿其轴向开设有滑槽11，内管3上设置有与滑槽11滑移配合的滑块8，内管3能够沿着滑槽11的长度方向移动。

参照图3和图4，为了防止从内管3进入的尾气通过第二通孔6进入内管3与外管2之间，将第一通孔5与第二通孔6通过软质弹性管道9连通，图中，只在被剖到的第一通孔5和第二通孔6上表示出了软质弹性管道9，其余的第一通孔5与第二通孔6上未表示出软质弹性管道9这个特征，但不代表没有。软质弹性管道9可由硅橡胶和氟橡胶制成。

另外，为了能进一步混乱从出气孔7输出的尾气，降低噪音，在软质弹性管道9内壁上设置有导流凸起10。导流凸起10设置于软质弹性管道9靠近外管2密封端一侧，且导流凸起10位于第一通孔5内，其朝向内管3一侧与尾气通入方向呈钝角设置。优选的，导流凸起10设置于软质弹性管道9靠近内管3的一端，且导流凸起10位于出气孔7内。在未通入尾气时，软质弹性管道9呈张紧状态，导流凸起10与软质弹性管道9远离内管3一侧的连接处受到较大的张紧力，使得导流凸起10远离连接处的一端较为远离内管3；当尾气通入内管3中，内管3朝着进气方向移动，软质弹性管道9收缩，导流凸起10与软质弹性管道9远离内管3一侧的连接处受到的张紧力减小，使得导流凸起10远离连接处的一端向着内管3一侧靠近，从而使得从出气孔7输出的尾气经过导流凸起10后，方向改变较大，能够与从出气孔7输出的其余气流发生更大角度或者更大距离的碰撞，进一步减小了噪声。所以，当尾气的流速越快，经过导流凸起10改变的气流方向变化越大，通过出气孔7的气流相互之间的碰撞更加厉害，从而能有效降低噪音。

另外，内管3和外管2之间设置有吸音棉，且吸音棉仅与外管2或者内管3固定连接，可进一步降低尾气产生的噪音，且不影响内管3和外管2之间的相互移运动。

本实施例的工作原理：

尾气通入内管3时，内管3的密封端受力沿着滑槽11向尾气进入方向移动，由第一通孔5和第二通孔6形成的出气孔7变大，尾气单位时间从出气孔7排出的量变大；随着内管3的移动，连接第一通孔5与第二通孔6的软质弹性管道9内的导流凸起10越来越靠近内管3，使得通过通气孔的部分气流在导流凸起10的作用下与其余部分的气流之间发生碰撞，降低尾气产生的噪音。

停止通入尾气或者减小尾气流速时，在内管3和外管2之间的复位件4的作用下，通气孔复位或减小，通气孔可自适应于不同流速的尾气。

实施例二

一种消声器，参照图6，包括呈圆柱状的筒体12，筒体12呈中空设置，在其内部形成内腔。筒体12内沿着筒体12轴向平行设置了两块隔板13，隔板13与内腔腔壁密封设置，且两块隔板13将内腔分成三个腔室，依次为第一腔室14、第二腔室15和第三腔室16。筒体12两端分别设置有与发动机排气管连接的如实施例一中所述的进气管1，且其中一侧的进气管1的出气孔7位于第一腔室14和第二腔室15内，另一侧的进气管1的出气孔7位于第三腔室16和第二腔室15内，第二腔室15内设置有延伸至筒体12外的出气管17，尾气从两侧的进气管1进入，在筒体12内消声后再从出气管17排出。

本实施例中，进气管1的内管3与发动机的排气管弹性连接，使得进气管1沿其轴向具有弹性伸缩空间；外管2直接与筒体12固定连接。内管3可通过耐高温弹性橡胶与发动机的排气管连接。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种进气管，其特征在于，包括一端密封设置的外管(2)、活动套接于所述外管(2)内并沿所述外管(2)轴向与所述外管(2)滑移连接的内管(3)、以及设置于所述内管(3)和外管(2)之间的用于将所述内管(3)复位的复位件(4)，所述内管(3)靠近所述外管(2)密封端的一端密封设置；所述外管(2)靠近其密封端沿其周向均匀开设有第一通孔(5)，所述内管(3)开设有与所述第一通孔(5)相对应的第二通孔(6)，所述第一通孔(5)和所述第二通孔(6)配合形成出气孔(7)，当所述内管(3)沿着进气方向移动时，所述出气孔(7)逐渐变大；

所述第一通孔(5)于垂直于所述外管(2)母线方向的截面长度沿着进气方向变大，所述第二通孔(6)于垂直于所述内管(3)母线方向的截面长度大于或等于对应的第一通孔(5)的最大截面长度；在初始状态时，所述第二通孔(6)靠近所述内管(3)密封端的孔壁于所述外管(2)的正投影位于所述第一通孔(5)内。

2.根据权利要求1所述的进气管，其特征在于，所述外管(2)内壁上沿其轴向开设有滑槽(11)，所述内管(3)上设置有与所述滑槽(11)滑移配合的滑块(8)。

3.根据权利要求1所述的进气管，其特征在于，所述复位件(4)包括连接所述内管(3)密封端和所述外管(2)密封端的弹性胶块或弹簧。

4.根据权利要求1或2或3所述的进气管，其特征在于，所述第一通孔(5)与所述第二通孔(6)通过软质弹性管道(9)连通。

5.根据权利要求4所述的进气管，其特征在于，所述软质弹性管道(9)内壁上设置有导流凸起(10)。

6.根据权利要求5所述的进气管，其特征在于，所述导流凸起(10)设置于所述软质弹性管道(9)靠近所述外管(2)密封端一侧，且所述导流凸起(10)位于所述第一通孔(5)内，所述导流凸起(10)朝向所述内管(3)一侧与尾气通入方向呈钝角设置。

7.根据权利要求6所述的进气管，其特征在于，所述内管(3)和所述外管(2)之间设置有吸音棉，且所述吸音棉仅与外管(2)或者内管(3)固定连接。

8.一种消声器，其特征在于，包括筒体(12)，所述筒体(12)两端均设置有如权利要求1-7任意一项所述的进气管(1)，所述外管(2)与所述筒体(12)固定连接，所述内管(3)与发动机排气管弹性连接，所述筒体(12)内密封设置有两块隔板(13)，将所述筒体(12)分成第一腔室(14)、第二腔室(15)和第三腔室(16)，其中一端的进气管(1)的所述出气孔(7)位于第一腔室(14)和第二腔室(15)内，另一端的进气管(1)的所述出气孔(7)位于第三腔室(16)和第二腔室(15)内；一出气管(17)与所述第二腔室(15)连通并延伸至所述筒体(12)外。