CN109763885B - 一种适于不同工况的消音器排气方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种适于不同工况的消音器排气方法，属于消音器技术领域。本排气方法包括在壳体内设置有转动连接的转轴，转轴上固定设置有位于负压腔内的负压涡轮，转轴上固定设置有位于排气腔内的引流轮；使进气管排气量较小时不能驱动负压涡轮快速旋转，尾气的排气路径为：部分气流经进气管、一级引流管、回流进气腔、二级引流管、缓流腔、三级引流管、排气腔，最后从排气管排出；另一部分气流经进气管、一级引流管、回流进气腔、回流通道、排气腔，最后从排气管排出；使进气管的排气量和排气压力较大时能够驱动负压涡轮快速旋转，尾气能够回流后再排出。本发明具有能够适应不同工况等优点。

Description

一种适于不同工况的消音器排气方法

技术领域

本发明属于消音器技术领域，涉及一种适于不同工况的消音器排气方法。

背景技术

消声器是指对于同时具有噪声传播的气流管道,可以用附有吸声衬里的管道及弯头或利用截面积突然改变及其他声阻抗不连续的管道等降噪器件,使管道内噪声得到衰减或反射回去，前者称为阻性消音器，后者称为复合式消音器，对消音器应用于汽车，有专门的国家标准，主要指标为排出噪音和排气阻力，本申请是基于理论的改良结构，在结构参数、材质等方面进行调试后可满足相关要求。

本申请旨在解决现有消音器存在的如下一个或多个缺陷；现有的消音器存在问题和矛盾在于：1、消音器连接排气管尾部，不论哪种消音器结构，都是通过延长气流路径、分散气流方向等方式阻碍气流通过，都会对消音器进气端的进气(即发动机的排气)造成阻碍，从而影响发动机性能，具体而言，发动机的给油量是根据进气量决定的，而燃烧室的容积一定，废气排出受阻必然影响进气量的大小，从而影响发动机功率和发动机排放质量；2、发动机的转速不同，排气量和排气气流强度也不同，从而反应到消音器末端的噪音大小也不同，通常情况下，国家标准对于排气噪音的要求也是基于某种特定条件和发动机某种工况下制定的范围值，也就是说发动机非正常工况下消音器未必能够达到国家标准或理想的排出噪音值，而恒定的消音器排气路径并不适合于全部的发动机工况，比如低速时由于路径较长、气流不畅而影响发动机的进气量和废气的排出量，高速时气流速度快，噪音消除效果差等。

发明内容

本发明的目的是针对现有的技术存在的上述问题，提供一种适于不同工况的消音器排气方法，本发明所要解决的技术问题是如何利用进气压力，对不同工况下废气的排气路径进行调整。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种适于不同工况的消音器排气方法，其特征在于，消音器包括筒状的壳体、进气管、排气管、第一隔板、第二隔板、第三隔板、前端盖和后端盖，所述前端盖与第一隔板之间形成负压腔，所述第一隔板与第二隔板之间形成回流进气腔，所述第二隔板和第三隔板之间形成缓流腔，所述第三隔板与后端盖之间形成排气腔，所述进气管连通负压腔，所述排气管连通排气腔，所述第一隔板上设置有连通负压腔和回流进气腔的一级引流管，所述第二隔板上设置有连通回流进气腔和缓流腔的二级引流管，所述第三隔板上设置有连通缓流腔和排气腔的三级引流管；

本排气方法包括在上述壳体内设置有转动连接在前端盖、第一隔板、第二隔板和第三隔板上的转轴，所述转轴上固定设置有位于负压腔内的负压涡轮，所述转轴上固定设置有位于排气腔内的引流轮，所述壳体外壁面上设有若干连通排气腔与回流进气腔的回流通道；使进气管排气量和排气压力较小时不能驱动负压涡轮快速旋转，尾气的排气路径为：部分气流经进气管、一级引流管、回流进气腔、二级引流管、缓流腔、三级引流管、排气腔，最后从排气管排出；另一部分气流经进气管、一级引流管、回流进气腔、回流通道、排气腔，最后从排气管排出；使进气管的排气量和排气压力较大时能够驱动负压涡轮快速旋转，尾气的排气路径为：全部气流经进气管、一级引流管、回流进气腔、二级引流管、缓流腔、三级引流管、排气腔，最后从排气管排出；排气腔内的部分气流经三级引流管末端、排气腔、回流通道、回流进气腔、回流进气腔、二级引流管、缓流腔、三级引流管、排气腔，最后从排气管排出。

在排气量较小时的两种路径各自的排气量在消音器规格尺寸已定的情况下由进气管的进气量大小、进气压力和进气频率决定，由于气流压力较小，负压涡轮不旋转或低速旋转，不能够驱使引流轮对排气腔内的气流起到较好的引流至回流通道的效果，回流通道与排气腔相通的开口在该工况下压力较小，且远小于回流通道另一开口处的压力，使气流存在上述两种路径成为可能。

对应的发动机工况是低速、怠速等，由于气流排出路径较多，特别是经过回流通道的排气路径，大大缩短了排气时间，使排气顺畅性大大提高，提高发动机燃油性和实际效能。

在进气量较大时，由于气流压力较大，负压涡轮较高速度旋转，驱使引流轮对排气腔内的气流起到较好的引流至回流通道的效果，回流通道与排气腔相通的开口在该工况下压力较大，且大于回流通道另一开口处的压力，使回流进气腔内的气流不能够从回流通道直接进入排气腔，从而对部分气流进行了再循环，延长了气流路径，增大了消音效果，而且，由于负压涡轮的旋转，在负压腔与进气管处形成负压，驱使废气进入效率更高，增大排气效率，提高发动机性能，这里所指的发动机性能在背景技术中有提及，且为本领域人员熟知的综合性能。

在尾气气流压力较大和较小之间存在一个平衡，即气流压力能够驱使负压涡轮旋转，且在回流通道的两侧形成相当气压时，回流通道相当于截止，对应于中等转速下的发动机工况。

在上述的一种适于不同工况的消音器排气方法中，所述引流轮垂直转轴，所述引流轮拦截排气腔横截面三分之二以上。

引流轮能够拦截部分气流，使其部分能够进入回流通道内。

附图说明

图1是本消音器的横截面图。

图2是本消音器在尾气排出量较小时的气流路径示意图。

图3是本消音器在尾气排出量较大时的气流路径示意图。

图4是负压涡轮和引流轮的结构示意图。

图中，1、壳体；2、进气管；3、排气管；41、第一隔板；42、第二隔板；43、第三隔板；44、前端盖；45、后端盖；51、负压腔；52、回流进气腔；53、缓流腔；54、排气腔；61、一级引流管；62、二级引流管；63、三级引流管；71、转轴；72、负压涡轮；73、引流轮；731、导向片；8、外套；9、回流通道。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

如图1、图2和图4所示，本消音器包括筒状的壳体1、进气管2、排气管3、第一隔板41、第二隔板42、第三隔板43、前端盖44和后端盖45，前端盖44与第一隔板41之间形成负压腔51，第一隔板41与第二隔板42之间形成回流进气腔52，第二隔板42和第三隔板43之间形成缓流腔53，第三隔板43与后端盖45之间形成排气腔54，进气管2连通负压腔51，排气管3连通排气腔54，第一隔板41上设置有连通负压腔51和回流进气腔52的一级引流管61，第二隔板42上设置有连通回流进气腔52和缓流腔53的二级引流管62，第三隔板43上设置有连通缓流腔53和排气腔54的三级引流管63，壳体1内设置有转动连接在前端盖44、第一隔板41、第二隔板42和第三隔板43上的转轴71，转轴71上固定设置有位于负压腔51内的负压涡轮72，转轴71上固定设置有位于排气腔54内的引流轮73，壳体1外壁面上设有若干连通排气腔54与回流进气腔52的回流通道9。

如图2所示，进气管2排气量和排气压力较小时，尾气的排气路径为：部分气流经进气管2、一级引流管61、回流进气腔52、二级引流管62、缓流腔53、三级引流管63、排气腔54，最后从排气管3排出；另一部分气流经进气管2、一级引流管61、回流进气腔52、回流通道9、排气腔54，最后从排气管3排出。

以上两种路径各自的排气量在消音器规格尺寸已定的情况下由进气管2的进气量大小、进气压力和进气频率决定，由于气流压力较小，负压涡轮72不旋转或低速旋转，不能够驱使引流轮73对排气腔54内的气流起到较好的引流至回流通道9的效果，回流通道9与排气腔54相通的开口在该工况下压力较小，且远小于回流通道9另一开口处的压力，使气流存在上述两种路径成为可能。

对应的发动机工况是低速、怠速等，由于气流排出路径较多，特别是经过回流通道9的排气路径，大大缩短了排气时间，使排气顺畅性大大提高，提高发动机燃油性和实际效能。

如图3所示，进气管2的排气量和排气压力较大时，尾气的排气路径为：全部气流经进气管2、一级引流管61、回流进气腔52、二级引流管62、缓流腔53、三级引流管63、排气腔54，最后从排气管3排出；排气腔54内的部分气流经三级引流管63末端、排气腔54、回流通道9、回流进气腔52，然后重复上述循环。

由于气流压力较大，负压涡轮72较高速度旋转，驱使引流轮73对排气腔54内的气流起到较好的引流至回流通道9的效果，回流通道9与排气腔54相通的开口在该工况下压力较大，且大于回流通道9另一开口处的压力，使回流进气腔52内的气流不能够从回流通道9直接进入排气腔54，从而对部分气流进行了再循环，延长了气流路径，增大了消音效果，而且，由于负压涡轮72的旋转，在负压腔51与进气管2处形成负压，驱使废气进入效率更高，增大排气效率，提高发动机性能，这里所指的发动机性能在背景技术中有提及，且为本领域人员熟知的综合性能。

在尾气气流压力较大和较小之间存在一个平衡，即气流压力能够驱使负压涡轮72旋转，且在回流通道9的两侧形成相当气压时，回流通道9相当于截止，对应于中等转速下的发动机工况。

进气管2与转轴71垂直；进气管2的出气口对准负压涡轮72，并能够驱使负压涡轮72旋转。进气管2与转轴71垂直，且对准负压涡轮72，负压涡轮72为螺旋桨片式结构，能够最大作用的驱使负压涡轮72旋转，提高负压涡轮72的灵敏度。

三级引流管63的出口对准引流轮73，引流轮73上具有将三级引流管63上的气流导向回流通道9入口的导向片731。导向片731为平直板状，对气流其导向作用，并针对三级引流管63排出的气体进行增压，使增压后的气流进入回流通道9。

在上述的一种气流再循环式消音器中，壳体1外包裹有一外套8，各回流通道9为管状结构，且连接外套8和壳体1，壳体1与外套之间的腔体内填充有位于各回流通道9两侧的消音材料。

通过第一隔板41、第二隔板42、第三隔板43和壳体1材料的设置，比方说其均设置为具有消音效果的材料，也能够较好的对尾气的噪音进行吸附中和，通过在外套8内填充消音材料能够具有更好的效果，消音材料为本领域熟知的全部材料或不同材料组合，如海绵、沥青、硅酸铝棉等。

二级引流管62位于一级引流管61外侧，三级引流管63位于二级引流管62内侧，一级引流管61的末端靠近第二隔板42，二级引流管62的始端靠近第一隔板41，回流通道9位于回流进气腔52的开口靠近二级引流管62的始端。这一设置为常规设置，旨在延长气流路径。

引流轮73垂直转轴71，引流轮73拦截排气腔54横截面三分之二以上。引流轮73能够拦截部分气流，使其部分能够进入回流通道9内。

附图中，图1和图2的关系是：图2由图1中A-A方向截面而来，图1由图2中B-B方向截面而来。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (2)

1.一种适于不同工况的消音器排气方法，其特征在于，消音器包括筒状的壳体(1)、进气管(2)、排气管(3)、第一隔板(41)、第二隔板(42)、第三隔板(43)、前端盖(44)和后端盖(45)，所述前端盖(44)与第一隔板(41)之间形成负压腔(51)，所述第一隔板(41)与第二隔板(42)之间形成回流进气腔(52)，所述第二隔板(42)和第三隔板(43)之间形成缓流腔(53)，所述第三隔板(43)与后端盖(45)之间形成排气腔(54)，所述进气管(2)连通负压腔(51)，所述排气管(3)连通排气腔(54)，所述第一隔板(41)上设置有连通负压腔(51)和回流进气腔(52)的一级引流管(61)，所述第二隔板(42)上设置有连通回流进气腔(52)和缓流腔(53)的二级引流管(62)，所述第三隔板(43)上设置有连通缓流腔(53)和排气腔(54)的三级引流管(63)；

本排气方法包括在所述壳体(1)内设置有转动连接在前端盖(44)、第一隔板(41)、第二隔板(42)和第三隔板(43)上的转轴(71)，所述转轴(71)上固定设置有位于负压腔(51)内的负压涡轮(72)，所述转轴(71)上固定设置有位于排气腔(54)内的引流轮(73)，所述壳体(1)外壁面上设有若干连通排气腔(54)与回流进气腔(52)的回流通道(9)；使发动机工况为低速、怠速时不能驱动负压涡轮(72)快速旋转，尾气的排气路径为：部分气流经进气管(2)、一级引流管(61)、回流进气腔(52)、二级引流管(62)、缓流腔(53)、三级引流管(63)、排气腔(54)，最后从排气管(3)排出；另一部分气流经进气管(2)、一级引流管(61)、回流进气腔(52)、回流通道(9)、排气腔(54)，最后从排气管(3)排出；

当气流压力能够驱使负压涡轮(72)旋转，且在回流通道(9)的两侧形成相当气压时，回流通道(9)相当于截止，对应于中等转速下的发动机工况；使进气管(2)的排气量和排气压力较所述中等转速下进气管排气量和排气压力更大时能够驱动负压涡轮(72)快速旋转，尾气的排气路径为：全部气流经进气管(2)、一级引流管(61)、回流进气腔(52)、二级引流管(62)、缓流腔(53)、三级引流管(63)、排气腔(54)，最后从排气管(3)排出；排气腔(54)内的部分气流经三级引流管(63)末端、排气腔(54)、回流通道(9)、回流进气腔(52)、回流进气腔(52)、二级引流管(62)、缓流腔(53)、三级引流管(63)、排气腔(54)，最后从排气管(3)排出。

2.根据权利要求1所述一种适于不同工况的消音器排气方法，其特征在于，所述引流轮(73)垂直转轴(71)，所述引流轮(73)拦截排气腔(54)横截面三分之二以上。