CN107956561A - 车用内燃机排气消声器 - Google Patents

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王武林
张旭东
冒兴峰
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    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N13/00—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
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Abstract

本发明公开了一种车用内燃机排气消声器，包括消声器筒壁、排气进口管、排气出口管、中间管、第一支撑板、第二支撑板、第三支撑板，第一腔体、第二腔体、第三腔体、第四腔体，消声器筒壁为椭圆形。消声器左侧连接圆形排气进口管，消声器右侧连接圆形排气出口管。排气从排气进口管进入并从右侧出口流出，然后调头向左通过第三支撑板上小孔流过第三腔体、中间管、第一腔体后从排气出口管排出，可有效消除低、中频噪声；另有部分排气分别从排气进口管小孔、中间管小孔和排气出口管小孔流入有吸声材料的第二腔体，可获得良好中、高频消声效果。本发明消声器通过阻抗复合，能获得较宽广转速范围内消声效果，且具有装置结构简单，制作容易等优点。

Description

车用内燃机排气消声器
技术领域
本发明涉及发动机排气消声器装置，具体涉及一种能有效降低内燃机排气管道内排气噪声、用于内燃机排气噪声控制的装置，属于噪声污染控制相关的大气环境保护技术领域。
背景技术
随着我国机动车保有量的快速增长，交通工具等动力装置产生的噪声严重污染了人们生活环境，其中内燃机噪声是其主要来源，而排气噪声又是内燃机噪声的主要组成部分。目前控制排气噪声最有效的方法仍是在排气系统中安装排气消声器。消声器作为机动车排气系统的主要降噪部件，其消声性能直接决定了内燃机的排气噪声水平。目前消声器种类主要分为阻性消声器和抗性消声器两大类，阻性消声器具有良好的中、高频消声效果，但低频噪声消声效果较差；而抗性消声器主要适合于消除低、中频噪声，但高频噪声消声效果不佳。
鉴于阻性消声器和抗性消声器具有不同消声特性，如果将它们进行结构的某种组合，形成一种阻抗复合的消声器，就可能获得内燃机从低频到高频范围的良好消声效果。同时，为提高消声性能和排气降噪水平，需要对排气消声器的内部结构及参数进行优化设计，在不增加排气压力损失的前提下，提高消声效果。
发明内容
本发明是提供一种能有效利用阻性消声器和抗性消声器各自特点，获得内燃机从低频到高频范围的良好消声效果，在内燃机不同转速下，均能有效降低内燃机尾管噪声的新型排气消声器。
根据本发明提供的一种车用内燃机排气消声器，消声器用于并未示出的内燃机排气系统中，安装在废气流过包括排气系统和环境之间的开口的排气系统对应的尾管(未示出)之前。优选地，消声器是装配状态下水平排列设置的消声器，包括消声器筒壁、排气进口管、排气出口管、中间管、第一支撑板、第二支撑板、第三支撑板、第一腔体、第二腔体、第三腔体、第四腔体，其特征是消声器筒壁为椭圆形，消声器左侧连接横截面为圆形的排气进口管，排气进口管依次穿过消声器左侧端板、第一支撑板、第二支撑板、第三支撑板；消声器右侧连接横截面为圆形的排气出口管，排气出口管依次穿过消声器右侧端板、第三支撑板、第二支撑板、第一支撑板；消声器内部连接横截面为圆形的中间管，中间管依次穿过第一支撑板和第二支撑板。消声器内部有第一支撑板、第二支撑板、第三支撑板；第一支撑板、第二支撑板、第三支撑板分别固定在椭圆形的消声器筒壁上。
消声器左侧端板、第一支撑板和消声器筒壁之间形成的密闭空间为第一腔体；第一支撑板、第二支撑板和消声器筒壁之间形成的密闭空间为第二腔体；第二支撑板、第三支撑板和消声器筒壁之间形成的密闭空间为第三腔体；第三支撑板、消声器右侧端板和消声器筒壁之间形成的密闭空间为第四腔体。
中间管在第二腔体中的管段部分的管壁上开有中间管小孔；同样的，排气进口管在第二腔体中的管段部分的管壁上开有排气进口管小孔；同样的，排气出口管在第二腔体中的管段部分的管壁上开有排气出口管小孔；所述第一支撑板、第二支撑板、第三支撑板均为多孔板，所述的第一支撑板、第二支撑板、第三支撑板上均分别开有第一支撑板小孔、第二支撑板小孔、第三支撑板小孔。小孔均在所述支撑板上均匀分布，孔径为￠5。
第二腔体中均匀充填有吸声材料，优选地，本实施例采用玻璃丝棉。
排气进口管延伸穿过第三支撑板进入第四腔体时，在第四腔体中的伸出长度为第四腔体纵向长度的四分之一；同样地，排气出口管延伸穿过第一支撑板时，在第一腔体中的伸出长度为第一腔体纵向长度的六分之一；同样地，中间管的两端在第一腔体和第三腔体中的延伸段伸出长度，分别为第一腔体和第三腔体纵向长度的六分之一。
应用本发明的技术方案，内燃机排气从排气进口管进入后，大部分排气从右侧出口流出，排气进入第四腔体后调头向左侧流动，通过第三支撑板上支撑板小孔流入第三腔体；然后通过中间管流入第一腔体，再调转流向从排气出口管经尾管排向大气。所述排气在所述流动过程中，可有效消除低、中频噪声。另外，部分排气分别从排气进口管小孔、中间管小孔和排气出口管小孔流入第二腔体，并与该腔体内的吸声材料发生摩擦和阻尼作用，可获得良好的中、高频消声效果。
附图说明
图1为根据本发明实施例提供的车用内燃机排气消声器的结构示意图。
图2示出了图1中A-A位置剖切后得到的车用内燃机排气消声器的横截面图。
图中各标号表示：
1消声器 2排气进口管 3消声器筒壁 4第一腔体 5第一支撑板 6第二腔体 7排气出口管小孔 8排气出口管 9消声器右侧端板 10第三支撑板 11第三支撑板小孔 12第二支撑板 13第二支撑板小孔 14中间管 15中间管小孔 16排气进口管小孔 17吸声材料 18第一支撑板小孔 19第三腔体 20第四腔体 21消声器左侧端板
具体实施方式
根据图1和图2所示，消声器1用于并未示出的内燃机排气系统中，安装在废气流过包括排气系统和环境之间的开口的排气系统对应的尾管(未示出)之前。优选地，消声器1是装配状态下水平排列设置的消声器，包括消声器筒壁3、排气进口管2、排气出口管8、中间管14、第一支撑板5、第二支撑板12、第三支撑板10、第一腔体4、第二腔体6、第三腔体19、第四腔体20，其特征是消声器筒壁3为椭圆形(见图2)，消声器1左侧有横截面为圆形的排气进口管2，排气进口管2依次穿过消声器左侧端板21、第一支撑板5、第二支撑板12、第三支撑板10，排气进口管2穿过所述的消声器左侧端板21、第一支撑板5、第二支撑板12、第三支撑板10时，均以胀管工艺方式固定连接到所述支撑板和端板上，以保持气密连接；消声器1右侧有横截面为圆形的排气出口管8，排气出口管8依次穿过消声器右侧端板9、第三支撑板10、第二支撑板12、第一支撑板5，排气出口管穿过所述的消声器右侧端板9、第三支撑板10、第二支撑板12、第一支撑板5时，均以胀管工艺方式固定连接到所述支撑板和端板上，以保持气密连接；消声器内部有横截面为圆形的中间管14，中间管14依次穿过第一支撑板5和第二支撑板12，同样的，中间管14穿过所述的第一支撑板5和第二支撑板12时，均以胀管工艺方式固定连接到所述支撑板上，以保持气密连接。消声器内部有第一支撑板5、第二支撑板12、第三支撑板10；第一支撑板5、第二支撑板12、第三支撑板10分别固定在椭圆形的消声器筒壁3上，通过无间隙连接以保持气密性。
消声器左侧端板21、第一支撑板5和消声器筒壁3之间形成的密闭空间为第一腔体4；第一支撑板5、第二支撑板12和消声器筒壁3之间形成的密闭空间为第二腔体6；第二支撑板12、第三支撑板10和消声器筒壁3之间形成的密闭空间为第三腔体19；第三支撑板10、消声器右侧端板9和消声器筒壁3之间形成的密闭空间为第四腔体20。
中间管14在第二腔体6中的管段部分的管壁上开有中间管小孔15；本实施例，小孔在该段管壁上均布，孔径为￠5。同样的，排气进口管2在第二腔体6中的管段部分的管壁上开有排气进口管小孔16；本实施例，小孔在该段管壁上均布，孔径为￠5。同样的，排气出口管8在第二腔体6中的管段部分的管壁上开有排气出口管小孔7；本实施例，小孔也在该段管壁上均布，孔径为￠5。所述的第一支撑板5、第二支撑板12、第三支撑板10均为多孔板，所述的第一支撑板、第二支撑板、第三支撑板上均分别开有第一支撑板小孔18、第二支撑板小孔13、第三支撑板小孔11，本实施例，小孔均在所述支撑板上均匀分布，孔径为￠5。
第二腔体中均匀充填有吸声材料17，优选地，本实施例采用玻璃丝棉。
排气进口管2延伸穿过第三支撑板10进入第四腔体20时，在第四腔体20中的伸出长度为第四腔体纵向长度的四分之一；同样地，排气出口管8延伸穿过第一支撑板5时，在第一腔体4中的伸出长度为第一腔体纵向长度的六分之一；同样地，中间管14的两端在第一腔体4和第三腔体19中的延伸段伸出长度，分别为第一腔体4和第三腔体19纵向长度的六分之一。
内燃机排气从排气进口管2进入后，大部分排气流过该管并从排气进口管2右侧出口流出，排气进入第四腔体20后，转向调头向左侧流动，通过第三支撑板10上第三支撑板小孔11流入第三腔体19；排气然后通过中间管14流入第一腔体，然后再调转流向从排气出口管8经尾管流出排向大气。所述排气在所述流动过程中，部分声波来回反射，排气能量得到一定衰减，可有效消除低、中频噪声。另有部分排气从排气进口管2进入后，通过该管的排气进口管小孔16流入第二腔体，同时通过中间管14和排气出口管8的排气也可通过中间管小孔15和排气出口管小孔7流入第二腔体；所述流入第二腔体的这部分排气与该腔体内的吸声材料17发生摩擦和阻尼作用，可获得良好的中、高频消声效果。
本实施例提供的车用内燃机排气消声器，具有如下效果：
1.本发明的内燃机排气消声器为阻抗复合式消声器，能有效的降低从低频到高频的噪声，获得较宽广转速范围内的内燃机排气噪声的消声效果。
2.本发明的消声器通过阻抗复合，能在不增加排气压力损失的前提下，提高消声器的插入损失，适合工况范围变化大的车用内燃机的排气噪声控制要求，且具有装置结构简单，制作容易等优点。

Claims (3)

1.一种车用内燃机排气消声器，包括消声器筒壁(3)、排气进口管(2)、排气出口管(8)、中间管(14)、第一支撑板(5)、第二支撑板(12)、第三支撑板(10)，其特征是消声器筒壁(3)为椭圆形，消声器左侧连接横截面为圆形的排气进口管(2)，排气进口管(2)依次穿过消声器左侧端板(21)、第一支撑板(5)、第二支撑板(12)、第三支撑板(10)；消声器右侧连接横截面为圆形的排气出口管(8)，排气出口管(8)依次穿过消声器右侧端板(9)、第三支撑板(10)、第二支撑板(12)、第一支撑板(5)；消声器内部连接横截面为圆形的中间管(14)，中间管(14)依次穿过第一支撑板(5)和第二支撑板(12)；第一支撑板(5)、第二支撑板(12)、第三支撑板(10)分别固定在椭圆形的消声器筒壁(3)上。
2.根据权利要求1所述的车用内燃机排气消声器，其特征是中间管(14)在第二腔体(6)中的管段部分的管壁上开有中间管小孔(15)，排气进口管(2)在第二腔体(6)中的管段部分的管壁上开有排气进口管小孔(16)，排气出口管(8)在第二腔体(6)中的管段部分的管壁上开有排气出口管小孔(7)；所述第一支撑板(5)、第二支撑板(12)、第三支撑板(10)均为多孔板，所述的第一支撑板(5)、第二支撑板(12)、第三支撑板(10)上均分别开有第一支撑板小孔(18)、第二支撑板小孔(13)、第三支撑板小孔(11)，小孔均在所述支撑板上均匀分布，孔径为￠5。
3.根据权利要求1所述的车用内燃机排气消声器，其特征是排气进口管(2)在第四腔体(20)中的伸出长度为第四腔体(20)纵向长度的四分之一；排气出口管(8)在第一腔体(4)中的伸出长度为第一腔体(4)纵向长度的六分之一；中间管(14)的两端在第一腔体(4)和第三腔体(19)中的伸出长度，分别为第一腔体(4)和第三腔体(19)纵向长度的六分之一。
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