CN108661751B - 用于车辆消声作用的采集循环制冷工作方法 - Google Patents

用于车辆消声作用的采集循环制冷工作方法 Download PDF

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Abstract

本发明提出了一种用于车辆消声作用的采集循环制冷工作方法，工作步骤如下：S1，尾气经过进气管进入筒体后，温度传感器开始采样筒体的温度值，当温度超过设定阈值时，开启循环水泵进行循环水冷却操作，S2，在循环水泵工作过程中，通过对输入电压变化的基准信号与反馈回的输出检测信号相比较来判断电压浮动值，并且输出误差放大信号；当输出电压低于基准电压时，处理器通过欠压保护电路对整流电路进行保护；S3，如果由于循环水泵的故障导致筒体温度无法降低，温度传感器获取温度值超过一定阈值后，通过过热保护电路发送信号到处理器，通过相应的保护电路对循环水管的工作进行实时监控，保证水泵稳定运行，延长循环制冷系统使用寿命。

Description

用于车辆消声作用的采集循环制冷工作方法
技术领域
本发明涉及一种消声器，特别涉及用于车辆消声作用的采集循环制冷工作方法。
背景技术
汽车消声器是汽车常用的组成部件，有利于降低汽车行驶过程中的噪声污染。轿车上的后消声器具有从前往后依次设置的进气管、筒体和排气管，后消声器的筒体一般由前后两个腔室组成，筒体的前端面为从后向前逐渐变小的锥形面，筒体的后端面为从前往后逐渐变小的锥形面，这样筒体的前后两端受到压缩，降低了两个腔室的容积，进而会影响消声器的降噪效果。同时，现有的消声器没有完全针对80HZ波频段进行消声处理的结构，而80HZ附近的波频段恰恰是轿车整车的噪音主要集中点，所以轿车经消声器降噪后仍有较大的噪音。但是消声器管道中的声音无法准确的进行抵消减弱，而且消音器由于过热的尾气会造成加速老化，这就亟需本领域技术人员解决相应的技术问题。
发明内容
有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种用于车辆消声作用的采集循环制冷工作方法。
本发明技术方案如下：一种用于车辆消声作用的采集循环制冷工作方法，包括从前往后依次设置的进气管、筒体和排气管，所述筒体的前端由前盖封口，后端由后盖封口，其特征是：所述筒体的内部由前隔板和后隔板分隔成三个腔室，从前往后依次为第一腔室、第二腔室和第三腔室，第一腔室的容积基本等于第二腔室的容积，第三腔室的容积是第一腔室容积的3-4倍，在第一腔室的内环壁上设置有一圈消声材料；所述进气管的后端由前往后穿过前盖及前隔板，并伸入到第二腔室中，进气管的后端部靠近后隔板，该进气管位于第一腔室及第二腔室的管身上均开有流通网孔；所述排气管的前端由后往前穿过后盖及后隔板，并伸入到第二腔室中，排气管的前端部靠近前隔板，该排气管位于第二腔室的管身上开有流通网孔；在所述后隔板的上部穿设有通管，该通管的前端口伸入到第二腔室中，通管的前端口位于进气管的后端部与排气管的前端部之间，该通管的后端口伸入到第三腔室中，处理器过热信号接收端连接过热保护电路信号输出端，处理器显示信号发送端连接显示单元信号接收端，处理器温度信号接收端连接模数转换电路信号发送端，模数转换电路信号接收端连接温度传感器信号发送端，欠压保护电路信号发送端连接处理器电压信号接收端，过流保护电路信号发送端连接处理器电路信号接收端，处理器电机工作信号端连接隔离驱动电路信号接收端，隔离驱动电路信号发送一端分别连接第五晶体管基极和第八晶体管基极，隔离驱动电路信号发送二端分别连接第六晶体管基极和第九晶体管基极，隔离驱动电路信号发送三端分别连接第七晶体管基极和第十晶体管基极，第五晶体管发射极分别连接第八晶体管集电极和循环水泵第一端，第六晶体管发射极分别连接第九晶体管集电极和循环水泵第二端，第七晶体管发射极分别连接第十晶体管集电极和循环水泵第三端，第五晶体管集电极、第六晶体管集电极和第七晶体管集电极连接整流电路正极端，第八晶体管发射极、第九晶体管发射极和第十晶体管发射极连接整流电路负极端，整流电路还并联第六电容。
在筒体一侧设置双层散热片，在散热片夹层处安装循环水管，循环水管呈“S”形布局，在筒体另一侧开设导气管，导气管呈拱形，在筒体内部安装温度传感器，监测筒体温度，在循环水管一侧安装循环水泵；
该系统的工作步骤如下：
S1，尾气经过进气管进入筒体后，温度传感器开始采样筒体的温度值，当温度超过设定阈值时，开启循环水泵进行循环水冷却操作，为了使筒体能够保持最佳的工作温度，当温度传感器采集温度值超过一定阈值后，通过循环水泵的PWM脉冲调节对循环水的流速进行实时调节，温度过高时加快循环水的流速，当温度降低于设定阈值时，减缓循环水的流速；
S2，在循环水泵工作过程中，通过对输入电压变化的基准信号与反馈回的输出检测信号相比较来判断电压浮动值，并且输出误差放大信号；当输出电压低于基准电压时，处理器通过欠压保护电路对整流电路进行保护；当输出的工作电流超过基准电流时，处理器通过过流保护电路对处理器进行电流保护；将所述误差电流与预定的基准电流相比较，并且产生并输出PWM控制信号，对过流电流进行调整，从而符合处理器的工作电流，循环水泵正常状态下的输入电流，并拟定一输入电流区间进行存储；获取循环水泵的实时电流；判断所述实时电流是否在预设的输入电流区间内；当所述实时电流不在预设的输入电流区间内时，停止循环水泵工作；计算出PWM数字输出信号的占空比；根据所述占空比控制隔离驱动电路中开关管的通断时间，由此控制循环水泵的转速；
S3，如果由于循环水泵的故障导致筒体温度无法降低，温度传感器获取温度值超过一定阈值后，通过过热保护电路发送信号到处理器，处理器发送停止工作信号到消声装置主机，处理器通过故障输出电路输出故障信号，同时通过无线传输模块发送到智能终端。
本发明通过前后两块隔板将消声器的筒体分隔成三个腔室，并使第三腔室的容积比第一、第二腔室大得多，而进气管的后部分别位于第一腔室和第二腔室中，排气管的前部分别位于第二腔室和第三腔室中。同时，进气管位于第一腔室中的管身上开有网孔，那么，进气管中的部分声波可以进入到第一腔室中，由内壁上的消声材料进行一次消声。
由于进气管和出气管在第二腔室的管身上均开有网孔，气体及声波就可以由进气管排入第二腔室，在第二腔室流通后再进入出气管排出，所以气体在第二腔室中的流动性较大，其噪音也较大。在后隔板的上部穿设通管连通第二腔室和第三腔室后，第三腔室中产生的声波就可以从通管传入第二腔室中，由于第三腔室中产生的震动声波频率与轿车震动的频率相同，那么，该震动声波在通管的前管口处与第二腔室中的声波形成摩擦干涉相消，将震动声波的动能转化为热能，从而大大降低了第二腔室中的噪音，大大提高了消声器的消声效果。
为了尽可能的增加第三腔室的容积，使第三腔室产生较强的同频率消声波，提高消声效果，并且保证第一腔室与第二腔室的各自功能以及消声器整体的长度不变，所述第一腔室和第二腔室的长度均为88mm，第三腔室的长度为300mm。
由于轿车整体的震动频率段主要集中在80HZ附近，为了使第三腔室中形成的80HZ频率段的声波通过通管，并且在通管的前端口与第二腔室中的震动声波形成相消的条件，所述通管伸入到第二腔室及第三腔室中的长度均为40-50mm，通管的管径为25-30mm。
作为优选，所述通管伸入到第二腔室及第三腔室中的长度均为45mm，通管的管径为28mm。
在保持消声器长度不变的情况下，将传统的锥台形前盖和后盖改成圆形平板状的前盖与后盖，使整个消声器的容积增大了20-30％，即而大大提高了消声器的消声效果。
本发明的有益效果如下：
1)通过将消声器的筒体隔成三个腔室，并在后隔板上穿设通管，靠后的腔室中产生的震动声波在通管的前管口处与中间腔室中的声波形成摩擦干涉相抵消，从而大大降低了消声器中的噪音，大大提高了消声器的消声效果。
2)在保持消声器长度不变的情况下，通过将锥台形的前端面板和后端面板改成圆形平板状的前盖与后盖，使整个消声器的容积增大了25％左右，即而大大提高了消声器的消声效果。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为本发明的结构示意图；
图2为图1的内部结构示意图；
图3为本发明电路示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：
如图1和图2所示，本发明由进气管1、筒体2、排气管3、第一腔室4、第二腔室5、第三腔室6、通管7、前盖8、后盖9、前隔板10和后隔板11等组成。其中，筒体2为圆形直筒结构，该筒体2的前端由前盖8封口，后端由后盖9封口，前盖8和后盖9均优选为圆形平板，并采用焊接与筒体2固定。筒体2的内部由前隔板10和后隔板11分隔成三个腔室，从前往后依次为第一腔室4、第二腔室5和第三腔室6，第一腔室4的容积基本等于第二腔室5的容积，第三腔室6的容积是第一腔室4容积的3-4倍，在第一腔室4的内环壁上设置有一圈消声材料12。本实施例中，第一腔室4和第二腔室5的长度均为88mm，第三腔室6的长度为300mm。
如图1和图2所示，在筒体2的前端穿设有进气管1，进气管1的后段为直管，进气管1的后端由前往后水平穿过前盖8及前隔板10，伸入到第二腔室5中，进气管1的后端口密封，进气管1的后端部靠近后隔板11，并且进气管1后段的轴心线平行并靠近筒体2的轴心线。进气管1位于第一腔室4及第二腔室5的管身上均开有流通网孔，该流通网孔环绕管身分布，流通网孔的大小根据实际需要确定。在简体2的后端穿设有排气管3，排气管3的前段为直管，排气管3的前端由后往前水平穿过后盖9及后隔板11，伸入到第二腔室5中，排气管3的前端口密封，排气管3的前端部靠近前隔板10，并且排气管3的前段位于进气管1后段的下方。在排气管3位于第二腔室5的管身上开有流通网孔，该流通网孔环绕管身分布。在筒体2一侧设置双层散热片17，在散热片夹层处安装循环水管16，循环水管呈“S”形布局，在筒体2另一侧开设导气管20，导气管20呈拱形，在筒体内部安装温度传感器，监测筒体温度，在循环水管16一侧安装循环水泵；
如图1和图2所示，在后隔板11的上部穿设有通管7，该通管7为圆形直管，通管7的轴心线与筒体2的轴心线相平行。通管7的管径为25-30mm，作为优选，通管7的管径为28mm。通管7的前端口伸入到第二腔室5中，该通管7的前端口位于进气管1的后端部与排气管3的前端部之间，通管7的后端口伸入到第三腔室6中。所述通管7伸入到第二腔室5及第三腔室6中的长度均为40-50mm，作为优选，通管7伸入到第二腔室5及第三腔室6中的长度均为45mm。
如图1干涉型消声器结构，利用这一结构可以消除噪声。当发动机排气噪声声波经管道到达分成两路的管道，然后在另一侧相遇，声波因干涉作用从而发生抵消。
如图3所示，本发明还包括：处理器过热信号接收端连接过热保护电路信号输出端，处理器显示信号发送端连接显示单元信号接收端，处理器温度信号接收端连接模数转换电路信号发送端，模数转换电路信号接收端连接温度传感器信号发送端，欠压保护电路信号发送端连接处理器电压信号接收端，过流保护电路信号发送端连接处理器电路信号接收端，处理器电机工作信号端连接隔离驱动电路信号接收端，隔离驱动电路信号发送一端分别连接第五晶体管基极和第八晶体管基极，隔离驱动电路信号发送二端分别连接第六晶体管基极和第九晶体管基极，隔离驱动电路信号发送三端分别连接第七晶体管基极和第十晶体管基极，第五晶体管发射极分别连接第八晶体管集电极和循环水泵第一端，第六晶体管发射极分别连接第九晶体管集电极和循环水泵第二端，第七晶体管发射极分别连接第十晶体管集电极和循环水泵第三端，第五晶体管集电极、第六晶体管集电极和第七晶体管集电极连接整流电路正极端，第八晶体管发射极、第九晶体管发射极和第十晶体管发射极连接整流电路负极端，整流电路还并联第六电容。通过相应的保护电路对循环水管的工作进行实时监控，保证水泵稳定运行，延长循环制冷系统使用寿命。
处理器采用DSPIC30F数字信号控制器。
该系统的工作步骤如下：
S1，尾气经过进气管进入筒体后，温度传感器开始采样筒体的温度值，当温度超过设定阈值时，开启循环水泵进行循环水冷却操作，为了使筒体能够保持最佳的工作温度，当温度传感器采集温度值超过一定阈值后，通过循环水泵的PWM脉冲调节对循环水的流速进行实时调节，温度过高时加快循环水的流速，当温度降低于设定阈值时，减缓循环水的流速；
S2，在循环水泵工作过程中，通过对输入电压变化的基准信号与反馈回的输出检测信号相比较来判断电压浮动值，并且输出误差放大信号；当输出电压低于基准电压时，处理器通过欠压保护电路对整流电路进行保护；当输出的工作电流超过基准电流时，处理器通过过流保护电路对处理器进行电流保护；将所述误差电流与预定的基准电流相比较，并且产生并输出PWM控制信号，对过流电流进行调整，从而符合处理器的工作电流，循环水泵正常状态下的输入电流，并拟定一输入电流区间进行存储；获取循环水泵的实时电流；判断所述实时电流是否在预设的输入电流区间内；当所述实时电流不在预设的输入电流区间内时，停止循环水泵工作；计算出PWM数字输出信号的占空比；根据所述占空比控制隔离驱动电路中开关管的通断时间，由此控制循环水泵的转速；
S3，如果由于循环水泵的故障导致筒体温度无法降低，温度传感器获取温度值超过一定阈值后，通过过热保护电路发送信号到处理器，处理器发送停止工作信号到消声装置主机，处理器通过故障输出电路输出故障信号，同时通过无线传输模块发送到智能终端。
本发明的工作原理如下：
如图1和图2所示，震动声波随气体在进气管1中往后流动，当气体流动到第一腔室4处，其中部分震动声波进入第一腔室4并由第一腔室4内壁的消声材料进行消声，其余震动声波和气体继续向后流动并进入到第二腔室5中，其中，震动声波在通管7前管口处与第三腔室6中所传过来的同频率声波形成摩擦干涉相消，气体与最后一小部分的震动声波则由出气管3排出。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (2)

1.一种用于车辆消声作用的采集循环制冷工作方法，包括从前往后依次设置的进气管(1)、筒体(2)和排气管(3)，所述筒体(2)的前端由前盖(8)封口，后端由后盖(9)封口，其特征是：所述筒体(2)的内部由前隔板(10)和后隔板(11)分隔成三个腔室，从前往后依次为第一腔室(4)、第二腔室(5)和第三腔室(6)，第一腔室(4)的容积等于第二腔室(5)的容积，第三腔室(6)的容积是第一腔室(4)容积的3-4倍，在第一腔室(4)的内环壁上设置有一圈消声材料(12)；所述进气管(1)的后端由前往后穿过前盖(8)及前隔板(10)，并伸入到第二腔室(5)中，进气管(1)的后端部靠近后隔板(11)，该进气管(1)位于第一腔室(4)及第二腔室(5)的管身上均开有流通网孔；所述排气管(3)的前端由后往前穿过后盖(9)及后隔板(11)，并伸入到第二腔室(5)中，排气管(3)的前端部靠近前隔板(10)，该排气管(3)位于第二腔室(5)的管身上开有流通网孔；在所述后隔板(11)的上部穿设有通管(7)，该通管(7)的前端口伸入到第二腔室(5)中，通管(7)的前端口位于进气管(1)的后端部与排气管(3)的前端部之间，该通管(7)的后端口伸入到第三腔室(6)中；
在筒体(2)一侧设置双层散热片(17)，在散热片夹层处安装循环水管(16)，循环水管呈“S”形布局，在筒体(2)另一侧开设导气管(20)，导气管(20)呈拱形，在筒体内部安装温度传感器，监测筒体温度，在循环水管(16)一侧安装循环水泵；
处理器过热信号接收端连接过热保护电路信号输出端，处理器显示信号发送端连接显示单元信号接收端，处理器温度信号接收端连接模数转换电路信号 发送端，模数转换电路信号接收端连接温度传感器信号发送端，欠压保护电路信号发送端连接处理器电压信号接收端，过流保护电路信号发送端连接处理器电路信号接收端，处理器电机工作信号端连接隔离驱动电路信号接收端，隔离驱动电路信号发送一端分别连接第五晶体管基极和第八晶体管基极，隔离驱动电路信号发送二端分别连接第六晶体管基极和第九晶体管基极，隔离驱动电路信号发送三端分别连接第七晶体管基极和第十晶体管基极，第五晶体管发射极分别连接第八晶体管集电极和循环水泵第一端，第六晶体管发射极分别连接第九晶体管集电极和循环水泵第二端，第七晶体管发射极分别连接第十晶体管集电极和循环水泵第三端，第五晶体管集电极、第六晶体管集电极和第七晶体管集电极连接整流电路正极端，第八晶体管发射极、第九晶体管发射极和第十晶体管发射极连接整流电路负极端，整流电路还并联第六电容；
震动声波随气体在进气管(1)中往后流动，当气体流动到第一腔室(4)处，其中部分震动声波进入第一腔室(4)并由第一腔室(4)内壁的消声材料进行消声，其余震动声波和气体继续向后流动并进入到第二腔室(5)中，其中，震动声波在通管(7)前管口处与第三腔室(6)中所传过来的同频率声波形成摩擦干涉相消，气体与最后一小部分的震动声波则由排气管(3)排出；保持消声器长度不变，使用圆形平板状的前盖与后盖，增大消声器的容积；
该工作方法具体步骤如下：
S1，尾气经过进气管进入筒体后，温度传感器开始采样筒体的温度值，当温度超过设定阈值时，开启循环水泵进行循环水冷却操作，为了使筒体能够保持最佳的工作温度，当温度传感器采集温度值超过一定阈值后，通过循环水泵的PWM脉冲调节对循环水的流速进行实时调节，温度过高时加快循环水的流速，当温度低于设定阈值时，减缓循环水的流速；
S2，在循环水泵工作过程中，通过对输入电压变化的基准信号与反馈回的 输出检测信号相比较来判断电压浮动值，并且输出误差放大信号；当输出电压低于基准电压时，处理器通过欠压保护电路对整流电路进行保护；当输出的工作电流超过基准电流时，处理器通过过流保护电路对处理器进行电流保护；将误差电流与预定的基准电流相比较，并且产生并输出PWM控制信号，对过流电流进行调整，从而符合处理器的工作电流，循环水泵正常状态下的输入电流，并拟定一输入电流区间进行存储；获取循环水泵的实时电流；判断所述实时电流是否在预设的输入电流区间内；当所述实时电流不在预设的输入电流区间内时，停止循环水泵工作；计算出PWM数字输出信号的占空比；根据所述占空比控制隔离驱动电路中开关管的通断时间，由此控制循环水泵的转速；
S3，如果由于循环水泵的故障导致筒体温度无法降低，温度传感器获取温度值超过一定阈值后，通过过热保护电路发送信号到处理器，处理器发送停止工作信号到消声装置主机，处理器通过故障输出电路输出故障信号，同时通过无线传输模块发送到智能终端。
2.如权利要求1所述的用于车辆消声作用的采集循环制冷工作方法，其特征是：所述第一腔室(4)和第二腔室(5)的长度均为88mm，第三腔室(6)的长度为300mm。
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