CN109458242A - 增压柴油机排气消声器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种增压柴油机排气消声器，包括排气进口管、排气出口管、前中间管、后中间管、左支撑板、右支撑板、左侧腔体、中间腔体、右侧腔体，消声器左侧连接排气进口管，右侧连接排气出口管，排气进口管和中间管为直通穿孔管结构，排气出口管为阻流式穿孔管，左侧腔体和右侧腔体中均分别连接有穿孔护板，并在穿孔护板和消声器壁板之间充填吸声材料，本发明具有阻抗复合消声的特点，能在不增加排气压力损失的前提下，在较宽频带内获得优良的消声效果，适合工况变化范围大、排量7～9L、噪声污染问题较突出的增压柴油机排气噪声控制要求。

Description

增压柴油机排气消声器
技术领域
本发明涉及发动机排气系统的消声装置，具体涉及一种能有效降低增压柴油机排气噪声、用于内燃机排气噪声控制的装置，属于排气噪声控制相关的大气环境保护技术领域。
背景技术
柴油机由于其优越的动力性和经济性，被广泛用于商用汽车、工程机械、船舶等的动力装置。排气噪声是柴油机最主要的噪声源，柴油机的压缩比高、最大爆发压力高，排气噪声污染一般较汽油机更为严重，使用过程中对周边环境的影响较大，是城市噪声污染的重要来源。所以排气系统的降噪能力已成为衡量柴油机质量和性能的重要指标。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。
非增压柴油机的排气噪声以中低频为主，增压柴油机由于安装了高速运转的涡轮，高频噪声成分也较强，对排气噪声的控制提出了更高要求。在排气系统中安装消声器仍然是降低柴油机排气噪声的主要技术手段。目前国家对柴油机污染物排放以及噪声的限制日趋严格，导致现有增压柴油机使用的排气消声器降噪效果难以满足更严格的国标噪声限制；另一方面，为了在不增加排气压力损失的前提下，获得内燃机从低频到高频范围的良好消声效果，需要对排气消声器的内部结构及参数进行优化设计，以获得更高的排气消声效果并提升消声器性能及降噪水平。因此，设计开发动力性能优良、降噪效果良好的增压柴油机用排气消声器具有重要的意义。
发明内容
本发明是提供一种能通过对增压柴油机消声器的内部结构和参数进行优化，既能降低中低频排气噪声、又能有效控制高频噪声的新型阻抗复合排气消声器。
根据本发明提供的一种增压柴油机排气消声器，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，包括排气进口管、排气出口管、左支撑板、右支撑板、前中间管、后中间管、左侧腔体、中间腔体、右侧腔体。
消声器左侧连接有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壁板、左侧穿孔护板、左支撑板、右支撑板；在同一高度的消声器右侧连接有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壁板、右侧穿孔护板、右支撑板、左支撑板；消声器内部分别连接有横截面为圆形的前中间管和后中间管，前中间管和后中间管的管径、长度均选择相同，并对称布置在消声器内部下方；消声器内部有左支撑板、右支撑板；所述前中间管和后中间管均依次穿过左支撑板和右支撑板。消声器上侧壁板、消声器下侧壁板、消声器前侧壁板和消声器后侧壁板共同组成了截面为矩形的消声器筒壁。左支撑板、右支撑板分别固定在矩形的消声器筒壁上。
消声器左侧壁板、左支撑板和消声器筒壁之间形成的密闭空间为左侧腔体；左支撑板、右支撑板和消声器筒壁之间形成的密闭空间为中间腔体；右支撑板、消声器右侧壁板和消声器筒壁之间形成的密闭空间为右侧腔体。
前中间管在中间腔体中的管段部分的管壁上开有中间管管壁小孔，本实施例的中间管管壁小孔为均匀分布，孔径为8mm；同样的，后中间管在中间腔体中的管段部分的管壁上也开有中间管管壁小孔，小孔均匀分布，孔径8mm，且与前中间管小孔开孔数相同。排气进口管在中间腔体中的管段部分管壁上开有进口管管壁小孔，本实施例小孔均布，孔径为8mm。排气出口管在中间腔体中的管段部分管壁上也开有出口管管壁小孔，本实施例小孔均布，孔径为8mm。排气出口管的左侧顶端被排气出口管端堵头封堵。
左侧腔体中连接有左侧穿孔护板，与消声器左侧壁板之间充填吸声材料；同样的，右侧腔体中连接有右侧穿孔护板，与消声器右侧壁板之间充填吸声材料。
应用本发明的技术方案，增压柴油机的排气高速流入排气进口管后，部分排气可通过所述排气进口管的右侧出口流入作为膨胀腔的右侧腔体，部分排气可通过进口管管壁小孔流入中间腔体；排气在中间腔体内来回反射流动、能量衰减，排气可分别从两个中间管管壁小孔流入中间管并进入左侧腔体，也可通过出口管壁小孔流入左侧管端被封堵的排气出口管，从排气出口管向右流动经尾管排向大气。
附图说明
图1示出了本发明实施例提供的增压柴油机排气消声器的结构示意图。
图2为示出了图1中的A-A位置剖切后得到的增压柴油机排气消声器的横截面示意图。
图3示出了图1中的B-B位置剖切后得到的增压排气消声器的横截面示意图。
图中各标号表示：
1消声器 2排气进口管 3消声器上侧壁板 4左支撑板 5进口管管壁小孔 6右支撑板 7消声器右侧壁板 8右侧腔体 9消声器下侧壁板 10中间腔体 11中间管管壁小孔 12前中间管 13左侧腔体 14消声器左侧壁板 15排气出口管端堵头 16出口管管壁小孔 17右侧穿孔护板 18排气出口管 19吸声材料 20左侧穿孔护板 21消声器后侧壁板 22后中间管23消声器前侧壁板
具体实施方式
根据图1、图2和图3所示，消声器1用于并未示出的增压柴油机排气系统中，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，包括排气进口管2、排气出口管18、左支撑板4、右支撑板6、前中间管12、后中间管22、左侧腔体13、中间腔体10、右侧腔体8。其特征是消声器左侧连接有横截面为圆形的排气进口管2，所述排气进口管依次穿过消声器左侧壁板14、左侧穿孔护板20、左支撑板4、右支撑板6；所述排气进口管2均以胀管工艺方式固定连接到所述消声器左侧壁板14、左支撑板4和右支撑板6上，以保持气密连接。在同一高度的消声器右侧连接有横截面为圆形的排气出口管18，所述排气出口管依次穿过消声器右侧壁板7、右侧穿孔护板17、右支撑板6、左支撑板4；所述排气出口管18均以胀管工艺方式固定连接到所述消声器右侧壁板7、右支撑板6、左支撑板4上，以保持气密连接。消声器内部分别连接有横截面为圆形的前中间管12和后中间管22，所述前中间管12和后中间管 22的管径、长度均选择相同，并对称布置在消声器内部下方；所述消声器内部有左支撑板4、右支撑板6；所述前中间管和后中间管均依次穿过左支撑板4和右支撑板6。所述前中间管 12和后中间管22依次穿过所述的左支撑板4和右支撑板6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。消声器上侧壁板3、消声器下侧壁板9、消声器前侧壁板 23和消声器后侧壁板21共同组成了截面为矩形的消声器筒壁。所述左支撑板4、右支撑板6 分别固定在矩形的消声器筒壁上，并通过无间隙连接以保持气密性。
消声器左侧壁板14、左支撑板4和消声器筒壁之间形成的密闭空间为左侧腔体13；左支撑板4、右支撑板6和消声器筒壁之间形成的密闭空间为中间腔体10；右支撑板6、消声器右侧壁板7和消声器筒壁之间形成的密闭空间为右侧腔体8。
前中间管12在中间腔体中10的管段部分的管壁上开有中间管管壁小孔11，本实施例的中间管管壁小孔11为均匀分布，孔径为8mm；同样的，后中间管22在中间腔体10中的管段部分的管壁上也开有中间管管壁小孔，小孔均匀分布，孔径8mm，且与前中间管小孔开孔数相同。排气进口管2在中间腔体10中的管段部分的管壁上开有进口管管壁小孔5，本实施例小孔均布，孔径为8mm。排气出口管18在中间腔体10中的管段部分的管壁上也开有出口管管壁小孔16，本实施例小孔均布，孔径为8mm。所述排气出口管的左侧顶端被排气出口管端堵头15封堵。
左侧腔体13中连接有左侧穿孔护板20，与消声器左侧壁板之间充填吸声材料19；同样的，右侧腔体8中连接有右侧穿孔护板17，与消声器右侧壁板之间充填吸声材料19。所述左侧穿孔护板20和右侧穿孔护板17上均匀开有小孔，本实施例两个穿孔护板的开孔率均为 25％，以保护吸声材料不被气流吹走；优选地，吸声材料19均采用玻璃丝棉。
本实施例提供的一种排气消声器，具有如下效果：
1.本发明的增压柴油机消声器利用排气进口管2和两个中间管具有的直通穿孔管消声结构以及排气出口管18具有的阻流式穿孔管消声结构，有效消除低、中频噪声。
2.本发明具有阻抗复合消声的特点，排气分别与左侧腔体13和右侧腔体8内的吸声材料19发生摩擦和阻尼作用，将传播的声能转化为热能，又可获得良好的中、高频消声效果。
3.本发明能在不增加排气压力损失的前提下，在较宽的频带内获得优良的消声效果，适合工况变化范围大、排量7～9L、噪声污染问题较突出的增压柴油机排气噪声控制要求。

Claims (3)

1.一种增压柴油机排气消声器，包括排气进口管(2)、排气出口管(18)、左支撑板(4)、右支撑板(6)、前中间管(12)、后中间管(22)、左侧腔体(13)、中间腔体(10)、右侧腔体(8)；其特征是消声器左侧连接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壁板(14)、左侧穿孔护板(20)、左支撑板(4)、右支撑板(6)；在同一高度的消声器右侧连接有横截面为圆形的排气出口管(18)，所述排气出口管依次穿过消声器右侧壁板(7)、右侧穿孔护板(17)、右支撑板(6)、左支撑板(4)；消声器内部分别连接有横截面为圆形的前中间管(12)和后中间管(22)，所述前中间管(12)和后中间管(22)的管径、长度均选择相同，并对称布置在消声器内部下方；消声器内部有左支撑板(4)、右支撑板(6)；前中间管(12)和后中间管(22)均依次穿过左支撑板(4)和右支撑板(6)；消声器上侧壁板(3)、消声器下侧壁板(9)、消声器前侧壁板(23)和消声器后侧壁板(21)共同组成了截面为矩形的消声器筒壁；左支撑板(4)、右支撑板(6)分别固定在矩形的消声器筒壁上。
2.根据权利要求1所述的一种增压柴油机排气消声器，其特征是前中间管(12)在中间腔体(10)中的管段部分管壁上开有中间管管壁小孔(11)，中间管管壁小孔(11)为均匀分布，孔径为8mm；同样的，后中间管(22)在中间腔体(10)中的管段部分的管壁上也开有中间管管壁小孔，小孔均匀分布，孔径8mm，且与前中间管小孔开孔数相同；排气进口管(2)在中间腔体(10)中的管段部分管壁上开有进口管管壁小孔(5)，小孔均布，孔径为8mm；排气出口管(18)在中间腔体(10)中管段部分管壁上开有出口管管壁小孔(16)，小孔均布，孔径为8mm。
3.根据权利要求1所述的一种增压柴油机排气消声器，其特征是左侧腔体(13)中连接有左侧穿孔护板(20)，与消声器左侧壁板之间充填吸声材料(19)；同样的，右侧腔体(8)中连接有右侧穿孔护板(17)，与消声器右侧壁板之间充填吸声材料(19)，吸声材料(19)采用玻璃丝棉。
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