CN110505923A - 用于内燃发动机的消声器 - Google Patents

Abstract

消声器具有封围多个腔室的壳体。第一流动路径穿过旁通腔室从入口延伸至出口。流管具有通向除了旁通腔室之外的腔室的多个穿孔。第二流动路径从入口通向出口而不经过旁通腔室，并且第二流动路径穿过穿孔。排气经由入口被引入消声器中并且经由出口从消声器排出。排气的第一部分沿着第一流动路径从入口流动至出口。排气的第二部分沿着第二流动路径从入口流动至出口，第一部分和第二部分至少在出口腔室中混合。半封闭管具有通向所述腔室中的一个腔室的开放端部和封闭端部。

Description

用于内燃发动机的消声器

相关申请的交叉引用

本申请要求于2017年4月4日提交的美国临时专利申请No.62/481,407的优先权，该申请的全部内容通过参引并入本文。

技术领域

本技术总体上涉及用于内燃发动机的消声器。

背景技术

具有内燃发动机的车辆设置有用于将排气从发动机排放至大气的排放系统。排放系统包括用于减小由流出发动机的排气发出的发动机噪声的消声器。发动机噪声部分地由于由发动机的燃烧循环产生的压力波而引起并且因此取决于发动机速度以及其他因素。期望针对大范围的发动机速度来减小发动机噪音，并且不过多地影响发动机的性能。

图1示出了现有技术消声器900的示例，该消声器900包括封围两个腔室930和932的壳体902。连接至左腔室930的入口管904将来自发动机的排气引入消声器900中。左腔室930通过管970流体连接至右腔室932。出口管906流体连接至右腔室932，以用于将排气从消声器900排出。从入口管904流动到左腔室930中的排气在左腔室930内经历了膨胀和声反射，膨胀和声反射减小了压力波的幅值，从而使发动机噪声衰减。然后，排气从左腔室930经由管970流动到右腔室932中，在右腔室932中，排气在最终经由出口管906流出右腔室932之前经受进一步膨胀并且因此经受发动机噪声的进一步衰减。然而，上述类型的消声器在使处于宽频率范围中的发动机噪声衰减方面并不总是足够有效的。

期望获得对发动机噪声的较大衰减。此外，将期望获得增加的发动机噪声衰减，而无需增加发动机中的背压并且无需增加消声器的尺寸、重量和/或复杂性。还将期望将发动机噪声的衰减调谐至特定的所需频率。

发明内容

本技术的目的是改善现有技术中存在的不便中的至少一些不便。

根据本技术的一个方面，提供了一种用于内燃发动机的消声器。该消声器具有封围多个腔室的壳体，所述多个腔室包括出口腔室和旁通腔室。入口接收来自发动机的排气。出口将排气从消声器排出，出口通向出口腔室。至少入口、出口、出口腔室和旁通腔室限定从入口延伸至出口并且穿过旁通腔室的第一流动路径。流管限定位于旁通腔室上游的通道，第一流动路径至少部分地由该流管限定。在流管的一部分中限定有多个穿孔，所述多个穿孔中的每个穿孔通向所述多个腔室中的除了旁通腔室之外的一个腔室。至少入口、出口、出口腔室和所述多个穿孔限定从入口延伸至出口而不穿过旁通腔室的第二流动路径，第二流动路径穿过所述多个穿孔。排气经由入口被引入消声器中并且经由出口从消声器排出。排气的第一部分沿着第一流动路径从入口流动至出口，并且排气的第二部分沿着第二流动路径从入口流动至出口，第一部分与第二部分至少在出口腔室中混合。半封闭管具有开放端部和与该开放端部相反的封闭端部，半封闭管的开放端部通向所述多个腔室中的一个腔室。

在一些实现方式中，所述多个腔室是包括入口腔室、出口腔室和旁通腔室的至少三个腔室。入口通向入口腔室。所述多个穿孔中的每个穿孔通向所述至少三个腔室中的除了入口腔室和旁通腔室之外的一个腔室。

在一些实现方式中，入口由入口管限定，该入口管从通向入口腔室的第一端部延伸至通向消声器的外部的第二端部。

在一些实现方式中，流管具有通向入口腔室的第一端部和与该第一端部相反的通向所述至少三个腔室中的除了出口腔室和入口腔室之外的一个腔室的第二端部。

在一些实现方式中，流管的第二端部通向旁通腔室，流管将入口腔室与旁通腔室流体连通。

在一些实现方式中，所述多个穿孔通向出口腔室。

在一些实现方式中，所述至少三个腔室是三个腔室。流管是将入口腔室与旁通腔室流体连通的第一流管。由第一流管限定的通道是第一通道。消声器还包括将旁通腔室与出口腔室流体连接的第二通道。第一流动路径从入口通向入口腔室、从入口腔室经由第一通道通向旁通腔室、从旁通腔室经由第二通道通向出口腔室并且从出口腔室经由出口离开消声器。第二流动路径从入口通向入口腔室、从入口腔室经由第一通道的一部分并且穿过所述多个穿孔通入出口腔室中、并且从出口腔室经由出口离开消声器。

在一些实现方式中，第二流管将旁通腔室流体连接至出口腔室并限定第二通道。

在一些实现方式中，旁通腔室布置成邻近壳体的第一端部，入口腔室布置成邻近壳体的与壳体的第一端部相反的第二端部，并且出口腔室布置在入口腔室与旁通腔室之间。

在一些实现方式中，所述至少三个腔室是包括入口腔室、出口腔室、旁通腔室和第四腔室的四个腔室。

在一些实现方式中，所述多个穿孔通向第四腔室。

在一些实现方式中，旁通腔室布置成邻近壳体的第一端部。

在一些实现方式中，半封闭管的开放端部通向入口腔室。

在一些实现方式中，流管从入口延伸至所述多个腔室中的除了出口腔室之外的一个腔室。

在一些实现方式中，所述多个穿孔通向出口腔室。

在一些实现方式中，出口管从通向出口腔室的第一端部延伸至通向消声器的外部的第二端部，出口由该出口管限定。

在一些实现方式中，出口管还包括火花捕获器。

在一些实现方式中，第一流动路径和第二流动路径至少在出口腔室中接合并且构造成提供用于声波的衰减的第一共振衰减频率，并且半封闭管构造成提供用于声波的衰减的第二共振衰减频率。

在一些实现方式中，第二共振衰减频率大于第一共振衰减频率。

在一些实现方式中，第二共振衰减频率是相对于第一共振衰减频率的反共振频率。

根据本技术的另一方面，提供了一种动力单元，该动力单元具有带有至少一个排放口的内燃发动机和根据以上实现方式中的任一实现方式的消声器。该消声器的入口流体连接至所述至少一个排放口以接收来自所述至少一个排放口的排气。

根据本技术的另一方面，提供了一种具有该动力单元的车辆。

出于本申请的目的，使用参照系来描述与空间取向相关的术语，比如上、下、向下、向后、向前、前、后、左、右、上方、和下方，在参照系中，排气从消声器的左侧进入消声器中并从消声器的右侧离开消声器，并且在参照系中消声器在竖向延伸且纵向延伸的平面中具有椭圆形横截面，该椭圆形横截面的长轴水平地延伸。本文中所示出的取向和所选择用于描述的参照系仅仅是为了简化描述。比如前、后、上、下的方向术语是相对性术语而不意在是限制性的。

本技术的实现方式具有上述目的和/或方面中的至少一个目的和/或方面，但不一定具有上述目的和/或方面中的所有目的和/或方面。

根据下面的描述、附图和所附权利要求，本发明的实施方式的附加和/或替代性的特征、方面和优点将变得明显。

附图说明

为了更好地理解本技术以及本技术的其他方面和进一步的特征，参照要结合附图使用的以下描述，在附图中：

图1是现有技术消声器的示意图；

图2是其上已安装有根据本技术的一个实现方式的消声器的车辆的右侧视图；

图3A是单独示出的图2的消声器的从底后右侧获得的立体图；

图3B是图3A的消声器的俯视平面图，其一同示出了图2的车辆的发动机和排放系统的示意图；

图3C是图3A的消声器的后视图；

图3D是图3A的消声器的正视图；

图4A是图3A的消声器的一部分的从底后右侧获得的立体图，其中，为清楚起见，壳体的壁被移除；

图4B是图4A的消声器部分的俯视平面图，其中，出口管的一部分被部分切除以示出火花捕获器；

图4C是图4A的消声器部分的后视图；

图4D是图4A的消声器部分的正视图；

图4E是图4A的消声器部分的一部分的从底后和右侧截取的另一立体图；

图5是图3A的消声器的示意图，其示出了穿过消声器的流动路径；

图6是根据本技术的第二实现方式的消声器的示意图，其示出了穿过消声器的流动路径；

图7是根据本技术的第三实现方式的消声器的示意图，其示出了穿过消声器的流动路径；

图8是根据本技术的第四实现方式的消声器的示意图，其示出了穿过消声器的流动路径；以及

图9是由图3A的消声器、没有消声器的半封闭管的图3A的消声器以及图1的现有技术消声器进行的声波衰减的图形说明。

具体实施方式

尽管下面的描述是关于具有四冲程双缸直列式内燃发动机的并排式车辆10提供的，但是本技术的各方面可以应用于其他类型的车辆和其他类型的发动机。

参照图2，并排式车辆(SSV)10具有前端部12、后端部14和两个横向侧部16(左侧和右侧)。SSV 10包括框架18。一对前轮20A经由前悬架组件22A从框架18的前部部分悬挂。一对后轮20B经由后悬架组件22B从框架18的后部部分悬挂。四个车轮20A、20B中的每个车轮具有轮胎24。

驾驶舱区域26设置在框架18的中间部分中。左座椅28和右座椅28连接至框架18的中间部分。防滚架30连接至框架18并布置在驾驶舱区域26的上方。防滚架30是有助于保护驾乘者的金属管装置。驾驶舱区域26在SSV 10的两个横向侧部16处开放，从而形成两个横向通道32(左侧和右侧)，驾乘者可以通过横向通道32进入和离开SSV 10。可以设想门可以设置在两个横向通道32中以选择性地部分地封闭横向通道32。

货箱34在座椅28后方安装至框架18。可以设想货箱34可以由货架替代或者货箱34可以被省去。

包括方向盘46的转向装置设置在左座椅28的前方。可以设想方向盘46可以设置在右座椅28的前方。转向装置操作性地连接至两个前轮20A以允许SSV 10的转向。显示盘48设置在方向盘46的前方。呈油门踏板(未示出)形式的油门操作器设置在驾驶舱区域26的底板上方、方向盘46下方并且在左座椅28的前方。

SSV 10具有安装至框架18的车身。车身包括发动机罩50、前车身面板52、后车身面板54和多个侧部车身面板56、58、60。还可以设想SSV 10的车身可以具有比上面描述的更多或更少的车身面板。

SSV 10由内燃发动机62(在图3B中示意性地示出)提供动力。在所示的SSV 10的实现方式中，发动机62是具有两个缸63(在图3B中示意性地示出)的四冲程V型发动机。然而，可以设想发动机62可以是不同类型的内燃发动机，例如直列式三缸发动机。发动机62在座椅底座28A的后方设置在货箱34下方。发动机62操作性地连接至前轮20A和后轮20B。可以设想的是，四个车轮20A、20B中的仅两个车轮可以由发动机62驱动。

待输送至发动机62的燃料存储在设置于发动机62的右侧并且部分地位于右座椅底座28A后方的燃料箱84(在图2中示意性地示出)中。可拆卸的燃料盖86覆盖该箱的燃料箱入口。可以设想燃料箱84可以设置在发动机62的左侧。

参照图1和图3B，由发动机62排出的排气经由排放系统90排放至大气，排放系统90包括消声器100、排放歧管91和排放导管92。消声器100在货箱34下方横向延伸。如图3B中可以看到的，消声器100通过排放歧管91连接至每个缸63的排放口64。消声器100经由排放导管92将气体排放至大气，排放导管92具有位于SSV 10的右侧上的面向后的出口。可以设想消声器100可以以与本文中所示的取向不同的取向安装。

将参照图3A至图5更详细地描述消声器100。

参照图3A至图3D，消声器100呈具有两个封闭端部圆柱(更具体地，在所示实现方式中为椭圆柱)的总体形状。消声器100包括壳体102、入口管104和出口管106。两个安装支架94连接至壳体102，以使消声器100能够安装至SSV 10的框架18。连接至壳体102和入口管104的安装突片96使得外壳(未示出)能够安装至消声器100。来自发动机62的排气经由入口管104被引入消声器100中并且经由出口管106从消声器100排出。消声器100构造成如下面将更详细地描述的那样衰减声波。

壳体102包括椭圆柱形的外壁110、封盖外壁110的左端部的左端盖112和封盖外壁110的右端部的右端盖114。在所示的实现方式中，消声器100是椭圆柱形消声器，但是可以设想消声器100可以定形状成不同于如所示出的形状。例如，消声器100可以是具有一致的圆形横截面的圆柱形或者可以具有带有不同直径的部分。

参照图4A至图4E，在左端盖112中限定有开口116。入口管104的右端部120围绕开口116连接。入口管104远离左端盖112向外延伸至左端部122，左端部122形成开口并且左端部122流体连接至发动机62。入口管104限定通道121(图3D)。如可以看到的那样，入口管104向前弯曲至端部122，但是可以设想入口管104的形状可以不同于如本文中所示出的形状。入口管104的端部122具有连接至端部122的夹持件98，以便于将入口管104连接至排放歧管91的导管99(在图3B中示意性地示出)，排放歧管91通向发动机62的缸63的排放口64。

在右端盖114中限定有开口118。出口管106延伸穿过开口118。出口管106的左端部124布置在壳体102内部，如图4B中可以最佳看到的那样，并且出口管106的右端部126设置在壳体102的外部。出口管106的右端部126具有安装支架95，导管92(图2)连接至该安装支架95。出口管106限定通道125，排气穿过通道125流出消声器100。

火花捕获器128(图4B)连接至出口管106的布置在壳体102的外部的部分，以防止从发动机62发射出火花和可燃碎屑。火花捕获器128呈衬在出口管106的内表面上的网状物的形式。在所示的实现方式中，网状物由优质钢制成，但是可以设想火花捕获器可以呈任何合适的形式。可以设想火花捕获器128可以被省去。

参照图4A至图4E，消声器100包括由壳体102封围的三个腔室130、132、134。还被封围在壳体102内的是管150、160、170、挡板140和142以及支撑支架144。

腔室130、132、134部分地由连接至外壁110的挡板140和142限定。左腔室130由左端盖112、左挡板140和外壁110限定。中间腔室132由挡板140和142以及外壁110限定。右腔室134由右挡板142、右端盖114和外壁110限定。

支撑支架144布置在位于左挡板140与右挡板142之间的中间腔室132中并且连接至外壁110。支撑支架144支撑出口管106的左端部124和管170的左端部172。可以设想支撑支架144可以被省去。

发动机62的排放口64经由入口管104的通道121流体连接至左腔室130。可以设想入口管104的右端部120可以延伸到左腔室130中而代替连接至左端盖112的开口116。

出口管106的左端部124布置在中间腔室132的内部，以用于经由出口通道125将中间腔室132流体连接至外部。可以设想，替代使开放的左端部124延伸穿过挡板142的开口142c进入中间室132中，左端部124可以围绕开口142c连接至挡板142以用于将出口管通道125流体连接至中间室132。

管150是左端部152开放而右端部154(图5)封闭的半封闭管。管150在下文中将被称为半封闭管150。在所示的实现方式中，开放的左端部152布置在左腔室130中，并且封闭的右端部154连接至右端盖114。半封闭管150分别延伸穿过右挡板142的开口142a和左挡板140的开口140a。然而，可以设想开放的左端部152可以布置在其他腔室132、134中的一个腔室而替代布置在左腔室130中。类似地，右端部154可以布置在腔室130、132、134中的一个腔室内或者甚至可以穿过右端盖114延伸出壳体。可以设想，替代形成有封闭的右端部154的半封闭管150，右端部154可以通过使右端盖114抵靠右端部154来封闭以有效地形成半封闭管150。还可以设想，半封闭管150可以使左端部152封闭而右端部154开放，只要开放端部通向腔室130、132、134中的一个腔室即可。半封闭管150用作四分之一波长管，以提供用于在流体连接至开放端部152的腔室130、132、134内的声波衰减的共振。下面将更详细地描述由消声器100进行的声波衰减。

管160是开放管，其中，两个端部162、164都是开放的。左端部162布置在左腔室130中，并且右端部164布置在右腔室134中。管160分别延伸穿过挡板140的开口140b和挡板142的142b并且限定流体连接左腔室130与右腔室134的通道163。可以设想，管160的左端部162可以连接至左挡板140的开口140b，而替代延伸到左腔室130中并且布置在左腔室130中。可以设想，管160的右端部164可以连接至右挡板142的开口142b，而替代延伸到右腔室134中并且布置在右腔室134中。

管160具有穿孔部分166，穿孔部分166具有延伸穿过管160的壁的多个穿孔168。穿孔部分166布置在中间腔室132中，使得穿孔168流体连接通道163与中间腔室132。

管170是开放管，其中，两个端部172、174都是开放的。左端部172布置在中间腔室132中，并且右端部174布置在右腔室134中。管170布置在出口管106下方并延伸穿过右挡板142的开口142d。管170限定流体连接中间腔室132与右腔室134的通道173。可以设想，管170可以被省去，并且流体连接中间腔室132与右腔室134的通道173可以由挡板142中的开口142d形成。还可以设想，管170的左端部172或右端部174中的一个端部可以连接至右挡板142的开口142d，而替代穿过右挡板142延伸到位于右挡板142的另一侧上的另一个腔室132或134中。

腔室130、132、134相对于彼此以及相对于管150、160、170、104和106的相对尺寸可以不同于如本文中所示的尺寸。管150、160、170、104和106在腔室130、132、134内的位置以及相对于彼此的位置也可以不同于如本文中所示的位置。管160、170的长度也可以不同于本文中所示的长度。穿孔部分166的长度和位置也可以不同于本文中所示的长度和位置。总体上，腔室130、132、134和管150、160、170、104和106以及穿孔部分166构造成实现期望频率的衰减，如下面将描述的那样。

现在将参照图5描述排气穿过消声器100的流动。暗示声波在排气流内传播。

排气通过入口180进入并通过出口182离开。在通过入口180进入后，排气的第一部分经由第一流动路径184流动至出口182，并且排气的第二部分经由第二流动路径186流动至出口182。

在所示的实现方式中，排气从入口管104进入左腔室130中、在经由管160的左端部162流动到管160中之前在左腔室130中膨胀。排气的第一部分通过管160的右端部164离开管160并膨胀到右腔室134中。排气的第一部分从右腔室134通过管170流动到中间腔室132中。排气从中间腔室132经由出口182和出口管通道125流出消声器100。排气的第二部分穿过穿孔168流出管160进入中间腔室132中，从而避开右腔室134。在中间腔室中，排气的第二部分与绕过右腔室134流动到中间腔室132中的排气的第一部分混合。全部排气从中间腔室132经由出口管106流出消声器100。

因此，由排气的第一部分采取的第一流动路径184从管104通向左腔室130、然后从左腔室130穿过管160的通道163通入右腔室134中。第一流动路径184从右腔室134穿过管170的通道173通入中间腔室132中。第一流动路径184从中间腔室132穿过出口管106并由此离开消声器100。

由排气的第二部分采取的第二流动路径186从入口管104通入左腔室130中、然后通过管160的左端部162进入管160中。第二流动路径186在通过左端部162进入管160之后穿过穿孔部分166的穿孔168通入中间腔室132中。因此，第二流动路径186不穿过管160的整个通道163，而是仅穿过通道163的直到穿孔部分166为止的一部分。第二流动路径186从中间腔室132穿过出口管106并由此离开消声器100。第二流动路径186从入口管104通向出口管106而不经过右腔室134。

两个流动路径184、186在中间腔室132中接合，在中间腔室中，排气的两个部分的混合在排气经由出口管106流出消声器100之前发生。沿着两个路径传播的声波在中间腔室132中相遇。

具有通向腔室的入口管104的腔室、比如左腔室130在本文中被定义为入口腔室并且在下文中由附图标记130标识。具有通向腔室的出口管106的腔室、比如中间腔室132在本文中被定义为出口腔室并且在下文中由附图标记132标识。被第二流动路径186绕过的腔室、比如右腔室134在本文中被定义为旁通腔室并且在下文中由附图标记134标识。

现在将参照图5和图9来描述消声器100中的声波衰减。

在图5所示的实现方式中，旁通腔室134与管170、和管160的布置在穿孔部分166的下游的部分结合形成亥姆霍兹共振器(Helmholtz resonator)。

流动路径184、186构造成使得对于对应于第一共振衰减频率的声波，排气的沿着第一流动路径184流动的第一部分的声波与排气的沿着第二流动路径186流动的第二部分的声波在这两个部分于中间腔室132中结合时异相，从而导致对应于第一共振衰减频率的声波发生增强的衰减。第一流动路径184和第二流动路径186的声波的相位可以相差180°、540°或180°的任何其他奇数倍，或者相差并不是180°的偶数倍的另一个值。

流动路径184、186还限定用于声波衰减的多个第一反共振频率。这些第一反共振频率将对应于下述频率：对于该频率，第一流动路径184与第二流动路径186之间的相位差是180°的偶数倍。

在所示的实现方式中，半封闭管150构造成使对应于第二共振衰减频率的声波衰减。半封闭管150用作产生针对某些频率的驻波的共振器。因此，半封闭管150将使左腔室130中的声波衰减，为此，管150的长度对应于声波的四分之一波长或四分之一波长的奇数倍。

在所示的实现方式中，半封闭管150构造成使得第二共振衰减频率对应于由第一流动路径184和第二流动路径186限定的多个第一反共振频率中的一个第一反共振频率。例如，反共振频率将是下述频率：对于该频率，第一流动路径184和第二流动路径186的声波具有360°、720°或者180°的任何其他偶数倍或者并不是180°的奇数倍的另一个值的相位差。然而，可以设想第二共振衰减频率不对应于由第一流动路径184和第二流动路径186限定的多个第一反共振频率中的一个第一反共振频率。

图9示出了根据用于图2至图5的消声器100的频率的衰减的曲线图(蓝色实线)。图9还示出了根据用于类似于上述消声器100但其中没有设置半封闭管150的消声器的频率的衰减的曲线图(由实心圆插入的红色实线)。此外，图9还示出了根据用于与图1的现有技术消声器900类似的双腔室消声器的频率的衰减的曲线图(由十字形插入的绿色实线)。

在图9中，虚线之间的频率范围1010表示期望进行发动机噪声衰减的范围。然而，应当理解的是，不同的发动机将输出具有与如本文中所示的特性不同的特性的发动机噪声，并且因此，用于发动机噪声衰减的期望频率范围1010可以与本文中所示的频率范围不同。

对于两腔室的现有技术消声器900(图1)，在该期望频率范围1010中，声波的衰减总体上保持恒定或随频率增加。

对于除了省去半封闭管150之外与上面描述的消声器100类似的消声器，在期望的频率范围1010中，声波的衰减在第一频率1022处具有波峰1020并且在大于第一频率1022的第二频率1032处具有波谷1030。在第一频率1022周围，由没有半封闭管150的消声器100进行的声波衰减显著大于由两腔室的现有技术消声器900进行的声波衰减。在第二频率1032周围，由没有半封闭管150的消声器100进行的声波衰减显著低于由两腔室的现有技术消声器900进行的声波衰减。

对于上面所描述的消声器100(图2至图5)，在期望的频率范围1010中，声波的衰减在大约第一频率1022(第一共振衰减频率)处具有第一波峰1040并且在第三频率1062(第二共振衰减频率)处具有第二波峰1060。在所示的实现方式中，第三频率1062(第二共振衰减频率)大于第二频率1032，但是可以设想第三频率1062可以低于第二频率1032或与第二频率1032大致相同。在所示的实现方式中，在第一波峰1040和第二波峰1060周围，由消声器100进行的声波衰减显著大于由两腔室的现有技术消声器900进行的声波衰减。在第二波峰1060周围，由消声器100进行的声波衰减也显著大于由类似于消声器100但没有半封闭管150的消声器进行的声波衰减。在第一波峰1040周围，由消声器100进行的声波衰减至少与由类似于消声器100但没有半封闭管150的消声器进行的声波衰减一样好。对于期望频率范围1010中的大部分频率范围，除了在最高频率处之外，由消声器100进行的声波衰减至少与以两腔室消声器900和类似于消声器100但没有半封闭管150的三腔室消声器实现的声波衰减一样大。如可以看到的，半封闭管150的增加减小了反共振波峰1030的影响并且在期望频率范围1010中的几乎所有频率处额外提供了增加的衰减。半封闭管150的增加具有类似于增加第三流动路径的效果但与具有从入口180至出口182的第三流动路径将所需的复杂性和部件相比具有更小的复杂性和更少的部件。

总体上，第一共振衰减频率1022的值取决于右腔室134的尺寸以及管160和170的尺寸。可以调整这些尺寸以实现对于第一衰减频率的期望值。

类似地，第二共振衰减频率1062的值取决于管150的尺寸并且可以通过改变管150的尺寸来相应地调整。

在所示实现方式中，第二共振衰减频率1062大于第一共振衰减频率1022。还可以设想第二共振衰减频率1062可以低于第一共振衰减频率1022。

在所示实施方案中，第二共振衰减频率1062选择成使得补偿与第一共振衰减频率1022相对应的特定第一反共振频率1032，其中，特定第一反共振频率1032处于比第一共振衰减频率1022高的频率。然而，可以设想被补偿的特定第一反共振频率1032低于第一共振衰减频率1022。还可以设想第二共振衰减频率1062不是为了补偿任何特定的第一反共振频率而选择的。

现在将参照图6描述根据本技术的另一实现方式的消声器600。

消声器600具有与消声器100的特征相对应的许多特征。消声器100、600的对应特征已经以相同的附图标记来标记并且除了关于它们之间的差异之外将不在本文中进行详细描述。

消声器600具有四个腔室130、132、134、136来替代消声器100中的三个腔室130、132、134。入口腔室130布置成邻近左端盖112，入口腔室130具有通向入口腔室的入口管104，出口腔室132布置成邻近入口腔室130，出口腔室132具有通向出口腔室的出口管106，如在消声器100中那样。旁通腔室134布置成邻近右端盖114，如在消声器100中那样。第四腔室136在消声器600中布置于出口腔室132与旁通腔室134之间。挡板142将第四腔室136与旁通腔室134分开，并且第四腔室136通过挡板146与出口腔室132分开。

具有穿孔部分166的管160从入口腔室130延伸至位于壳体102的右端部处的旁通腔室134。穿孔部分166布置在第四腔室136中而替代如在消声器100中那样布置在出口腔室132中。

管170从旁通腔室134延伸至第四腔室136而替代延伸至出口腔室132，以用于将旁通腔室134流体连接至第四腔室136。

具有两个开放端部192、194的管190在第四腔室136与出口腔室132之间延伸，以用于将第四腔室136流体连接至出口腔室132。

与在消声器100中类似，排气从入口管104至出口管106流动穿过消声器600。排气的第一部分沿着第一流动路径684从入口管104流动至出口管106，并且排气的第二部分沿着第二流动路径686从入口管104流动至出口管106。

第一流动路径684从入口管104通入入口腔室130中、从入口腔室130通入管160中并且穿过管160的通道163的整个长度通入旁通腔室134中。第一流动路径684从旁通腔室134经由管170通入第四腔室136中、然后在经由出口管106离开消声器600之前从第四腔室136经由管190通入出口腔室132中。

第二流动路径686从入口管104通入入口腔室130中、从入口腔室130通入管160中并穿过管160的通道163的一部分且穿过穿孔部分166的穿孔168绕过旁通腔室134通入第四腔室136中。排气的第一部分与排气的第二部分在第四腔室136中混合。第二流动路径186在经由出口管106离开消声器600之前从第四腔室136经由管190通入出口腔室132中。排气的两部分继续在管190中和出口腔室132中混合。因此，在该实现方式中，排气的两部分的混合发生在出口腔室132以及第四腔室136中。

在消声器600中，半封闭管150的开放端部152通向出口腔室132而替代如在消声器100中那样通向入口腔室130，并且封闭端部154如在消声器100中布置成抵接右端盖114。可以设想，管150的端部152、154中的任一端部可以布置在腔室130、132、134、136中的任一腔室中。还可以设想，封闭端部154可以布置在壳体102外部。

还可以设想穿孔部分166可以如在消声器100中那样布置在出口腔室132中而替代如此处所示的那样布置在第四腔室136中。在这种情况下，流动穿过穿孔168的第一流动路径684将绕过第四腔室136以及旁通腔室134，并且排气的第一部分和第二部分的混合将发生在出口腔室132中而不是第四腔室136中。

现在将参照图8描述根据本技术的又一实现方式的消声器800。

消声器800具有与消声器600的特征相对应的许多特征。消声器600和800的对应特征已经以相同的附图标记来标记并且除了关于它们之间的差异之外将不在本文中进行详细描述。

如在消声器600中那样，消声器800具有由壳体102和挡板140、142和146限定的四个腔室130、132、134、136。在消声器800中，如在消声器600中那样，入口管104连接至左端盖112的开口116并且入口腔室130布置成邻近左端盖112。在消声器800中，出口管106的左端部124连接至被限定在右端盖114中的开口118，而替代如在消声器600中那样穿过开口118在壳体102的内部延伸。因此，在消声器800中，出口腔室132布置成邻近右端盖114，出口腔室132具有通向出口腔室132的出口管106。

在消声器800中，旁通腔室134布置成邻近出口腔室132而不是如在消声器600中那样邻近右端盖114。具有穿孔部分166的管160从布置在入口腔室130中的左端部162延伸至布置在邻近出口腔室132的旁通腔室134中的右端部164。穿孔部分166布置在第四腔室136中，第四腔室136布置成邻近入口腔室130。

管170从旁通腔室834,134延伸至第四腔室136，以用于将旁通腔室134流体连接至第四腔室136。

管190在第四腔室136与出口腔室132之间延伸，以用于将第四腔室136流体连接至出口腔室132。

半封闭管150使其左端部152封闭并布置在入口腔室130中，而右端部154是开放的并布置在出口腔室132中。封闭的左端部152不抵靠左端盖112抵接而是与左端盖112间隔开。可以设想，管150的端部152、154中的任一端部可以布置在腔室130、132、134、136中的任一腔室中。还可以设想，封闭端部152可以布置在壳体102的外部。

与在消声器100和600中类似，排气从入口管104至出口管106流动穿过消声器800。排气的第一部分沿着第一流动路径884从入口管104流动至出口管106，并且排气的第二部分沿着第二流动路径886从入口管104流动至出口管106。

第一流动路径884从入口管104通入入口腔室130中、从入口腔室130通入管160中并且穿过管160的通道163的整个长度通入旁通腔室134中。第一流动路径884从旁通腔室134经由管170通入第四腔室136中、然后在经由出口管106离开消声器800之前从第四腔室136经由管190通入出口腔室132中。

第二流动路径886从入口管104通入入口腔室130中、从入口腔室130通入管160中并穿过管160的通道163的一部分且穿过穿孔部分166的穿孔168绕过旁通腔室134通入第四腔室136中。排气的第一部分与排气的第二部分在第四腔室136中混合。第二流动路径886在经由出口管106离开消声器800之前从第四腔室136经由管190通入出口腔室132中。排气的两部分继续在管190中和出口腔室132中混合。因此，在消声器800的这种实现方式中，排气的两部分的混合如在消声器600中那样发生在出口腔室132以及第四腔室136中。

现在将参照图7描述根据本技术的另一实现方式的消声器700。

消声器700具有与消声器100的特征相对应的许多特征。消声器100、700的对应特征已经以相同的附图标记来标记并且除了关于它们之间的差异之外将不在本文中进行详细描述。

消声器100的入口管104和管160在消声器700中已经一体化到单个管200中。已经从消声器700省去了消声器100的通有入口管104的入口腔室130。因此，消声器700具有两个腔室132、134而替代消声器100中的三个腔室130、132、134。消声器100的左挡板140在消声器700中被省去，并且出口腔室132在消声器700中布置成邻近左端盖112，该出口腔室13具有通向出口腔室132的出口管106。

管200具有布置在壳体102的外部的左端部202和布置在右腔室134(旁通腔室134)的内部的右端部204。管202从左端部202穿过左端盖112的开口116并穿过出口腔室132延伸到旁通腔室134中。管200限定从壳体102的外部延伸至旁通腔室134的通道203。管202具有带有多个穿孔168并且布置在出口腔室132中的穿孔部分166。可以设想，管200可以不延伸穿过左端盖112的开口116。例如，管200的左端部可以围绕左端盖112的开口116连接。

出口管106从出口管106的布置在出口腔室132中的左端部124穿过旁通腔室134和右端盖114中的开口118延伸至布置在壳体102的外部的右端部126，类似于消声器100的出口管106。

管170在出口腔室132与旁通腔室134之间延伸，以用于将出口腔室132与旁通腔室134流体连接。

排气通过管200的左端部202被引入消声器700中。然后排气的第一部分沿着第一流动路径784流动至出口管106，并且排气的第二部分沿着第二流动路径786流动至出口管106。

第一流动路径784从管200的左端部202穿过通道203的整个长度并且从管200的右端部204离开通入旁通腔室134中。第一流动路径784从旁通腔室134经由管170通入出口腔室132中、然后从出口腔室132通入出口管106中并由此离开消声器700。

第二流动路径786从管200的左端部202穿过通道203的一部分且穿过穿孔168通入出口腔室132中。第二流动路径186从出口腔室132通入出口管106中并由此离开消声器700。因此，第二流动路径786绕过旁通腔室134。

第一流动路径784和第二流动路径786在出口腔室132中接合，排气的第一部分和第二部分在通过出口管106离开消声器700之前在出口腔室132中混合。

总体上，根据本技术的消声器100、600、700、800具有至少两个腔室132、134和通向腔室132、134中的一个腔室的半封闭管150。所述腔室通过限定穿过消声器100、600、700、800的至少两个不同的流动路径184和186、684和686、784和786、884和886的通道相互连接。可以针对每个消声器100、600、700、800限定入口180，所有排气在分离成沿着第一流动路径184、684、784、884流动的第一部分和沿第二流动路径186、686、786、886流动的第二部分之前通过入口180。还可以针对每个消声器100、600、700、800限定出口182，所有排气在分离成沿着第一流动路径184、684、784、884流动的第一部分和沿第二流动路径186、686、786、886流动的第二部分之后并且在随后将第一流动路径184、684、784、884和第二流动路径186、686、786、886重新接合之后通过出口182流出消声器100、600、700、800。

因此，在图3A至图5的消声器100中、图6的消声器600和图8的消声器800中，入口管104用作入口180。如果在消声器100或600中入口管104被省去，则左端盖112的开口116的可以用作入口180。在这些消声器100、600、800中，入口180通向入口腔室130。

在图7的消声器700中，当排气在经由管200的右端部204离开管200之前分离成沿着第一流动路径784流动的第一部分和沿着第二流动路径786流动的第二部分时，管200的左端部202用作用于消声器700的入口180。在消声器700中，入口180布置在壳体102的外部。

在图3A至图5的消声器100中、图6的消声器600、图8的消声器800中以及图7的消声器700中，出口管106用作出口182，排气通过该出口182从消声器100、600、700、800排出。出口182通向出口腔室132。在图8的消声器800中，如果出口管106被省去，则右端盖114的开口118可以用作出口182。

消声器100、600、700、800实现了发动机噪声的大的衰减，而没有随之而来的背压和/或部件复杂性方面的大的增加。消声器100、600、700、800的重量也是轻的且尺寸紧凑。

根据本技术的一些非限制性实现方式实现的消声器可以被表示为如在以下编号的条款中所呈现出的那样。

条款1.一种用于内燃发动机的消声器，所述消声器包括：壳体，所述壳体封围多个腔室，所述多个腔室包括出口腔室和旁通腔室；入口，所述入口用于接收来自所述发动机的排气；出口，所述出口用于将排气从所述消声器排出，所述出口通向所述出口腔室；至少所述入口、所述出口、所述出口腔室和所述旁通腔室限定从所述入口延伸至所述出口并且穿过所述旁通腔室的第一流动路径；流管，所述流管限定位于所述旁通腔室上游的通道，所述第一流动路径至少部分地由所述流管限定；以及多个穿孔，所述多个穿孔被限定在所述流管的一部分中，所述多个穿孔中的每个穿孔通向所述多个腔室中的除了所述旁通腔室之外的一个腔室；至少所述入口、所述出口、所述出口腔室和所述多个穿孔限定从所述入口延伸至所述出口而不穿过所述旁通腔室的第二流动路径，所述第二流动路径穿过所述多个穿孔，由此，排气经由所述入口被引入所述消声器中并且经由所述出口从所述消声器排出；所述排气的第一部分沿着所述第一流动路径从所述入口流动至所述出口，并且所述排气的第二部分沿着所述第二流动路径从所述入口流动至所述出口，所述第一部分与所述第二部分至少在所述出口腔室中混合，以及半封闭管，所述半封闭管具有开放端部和与所述开放端部相反的封闭端部，所述半封闭管的所述开放端部通向所述多个腔室中的一个腔室。

条款2.根据条款1所述的消声器，其中：所述多个腔室是包括入口腔室、所述出口腔室和所述旁通腔室的至少三个腔室；所述入口通向所述入口腔室；所述多个穿孔中的每个穿孔通向所述至少三个腔室中的除了所述入口腔室和所述旁通腔室之外的一个腔室。

条款3.根据条款2所述的消声器，其中，所述入口由入口管限定，所述入口管从通向所述入口腔室的第一端部延伸至通向所述消声器的外部的第二端部。

条款4.根据条款2或3所述的消声器，其中，所述流管包括：第一端部，所述第一端部通向所述入口腔室；以及第二端部，所述第二端部与所述第一端部相反，所述第二端部通向所述至少三个腔室中的除了所述出口腔室和所述入口腔室之外的一个腔室。

条款5.根据条款4所述的消声器，其中，所述流管的所述第二端部通向所述旁通腔室，所述流管将所述入口腔室与所述旁通腔室流体连通。

条款6.根据条款2至5中的任一项所述的消声器，其中，所述多个穿孔通向所述出口腔室。

条款7.根据条款6所述的消声器，其中：所述至少三个腔室是三个腔室；所述流管是将所述入口腔室与所述旁通腔室流体连通的第一流管；由所述第一流管限定的通道是第一通道；所述消声器还包括将所述旁通腔室与所述出口腔室流体连接的第二通道；所述第一流动路径从所述入口通向所述入口腔室、从所述入口腔室经由所述第一通道通向所述旁通腔室、从所述旁通腔室经由所述第二通道通向所述出口腔室并且从所述出口腔室经由所述出口离开所述消声器；第二流动路径从所述入口通向所述入口腔室、从所述入口腔室经由所述第一通道的一部分并且穿过所述多个穿孔通向所述出口腔室中、并且从所述出口腔室经由所述出口离开所述消声器。

条款8.根据条款7所述的消声器，还包括第二流管，所述第二流管将所述旁通腔室流体连接至所述出口腔室并限定所述第二通道。

条款9.根据条款2至8中的任一项所述的消声器，其中：所述旁通腔室布置成邻近所述壳体的第一端部；所述入口腔室布置成邻近所述壳体的与所述壳体的所述第一端部相反的第二端部；并且所述出口腔室布置在所述入口腔室与所述旁通腔室之间。

条款10.根据条款2至5和条款9中的任一项所述的消声器，其中，所述至少三个腔室是包括所述入口腔室、所述出口腔室、所述旁通腔室和第四腔室的四个腔室。

条款11.根据条款10所述的消声器，其中，所述多个穿孔通向所述第四腔室。

条款12.根据条款1至8中的任一项所述的消声器，其中，所述旁通腔室布置成邻近所述壳体的第一端部。

条款13.根据条款2至12中的任一项所述的消声器，其中，所述半封闭管的所述开放端部通向所述入口腔室。

条款14.根据条款1所述的消声器，其中：所述流管从所述入口延伸至所述多个腔室中的除了所述出口腔室之外的一个腔室。

条款15.根据条款14所述的消声器，其中，所述多个穿孔通向所述出口腔室。

条款16.根据条款1至15中的任一项所述的消声器，还包括出口管，所述出口管从通向所述出口腔室的第一端部延伸至通向所述消声器的外部的第二端部，所述出口由所述出口管限定。

条款17.根据条款16所述的消声器，其中，所述出口管还包括火花捕获器。

条款18.根据条款1至17中的任一项所述的消声器，其中：所述第一流动路径和所述第二流动路径至少在所述出口腔室中接合并且构造成提供用于声波的衰减的第一共振衰减频率，并且所述半封闭管构造成提供用于声波的衰减的第二共振衰减频率。

条款19.根据条款18所述的消声器，其中，所述第二共振衰减频率大于所述第一共振衰减频率。

条款20.根据条款18或19所述的消声器，其中，所述第二共振衰减频率是相对于所述第一共振衰减频率的反共振频率。

条款21.一种动力单元，包括：内燃发动机，所述内燃发动机具有至少一个排放口；以及根据条款1至20中的任一项所述的消声器，所述消声器的所述入口流体连接至所述至少一个排放口以接收来自所述至少一个排放口的排气。

条款22.一种车辆，包括：根据条款21所述的动力单元。

对于本领域技术人员而言，对本发明的上述实施方式的改型和改进可以变得明显。前面的描述意在是示例性的而不是限制性的。本发明的范围因此意在仅受所附权利要求的范围的限制。

Claims (22)

1.一种用于内燃发动机的消声器，所述消声器包括：

壳体，所述壳体封围多个腔室，所述多个腔室包括出口腔室和旁通腔室；

入口，所述入口用于接收来自所述发动机的排气；

出口，所述出口用于将排气从所述消声器排出，所述出口通向所述出口腔室；

至少所述入口、所述出口、所述出口腔室和所述旁通腔室限定从所述入口延伸至所述出口并且穿过所述旁通腔室的第一流动路径；

流管，所述流管限定位于所述旁通腔室上游的通道，所述第一流动路径至少部分地由所述流管限定；以及

多个穿孔，所述多个穿孔被限定在所述流管的一部分中，所述多个穿孔中的每个穿孔通向所述多个腔室中的除了所述旁通腔室之外的一个腔室；

至少所述入口、所述出口、所述出口腔室和所述多个穿孔限定从所述入口延伸至所述出口而不穿过所述旁通腔室的第二流动路径，所述第二流动路径穿过所述多个穿孔，

由此，

排气经由所述入口被引入所述消声器中并且经由所述出口从所述消声器排出；

所述排气的第一部分沿着所述第一流动路径从所述入口流动至所述出口，并且所述排气的第二部分沿着所述第二流动路径从所述入口流动至所述出口，所述第一部分与所述第二部分至少在所述出口腔室中混合，以及

半封闭管，所述半封闭管具有开放端部和与所述开放端部相反的封闭端部，所述半封闭管的所述开放端部通向所述多个腔室中的一个腔室。

2.根据权利要求1所述的消声器，其中：

所述多个腔室是包括入口腔室、所述出口腔室和所述旁通腔室的至少三个腔室；

所述入口通向所述入口腔室；

所述多个穿孔中的每个穿孔通向所述至少三个腔室中的除了所述入口腔室和所述旁通腔室之外的一个腔室。

3.根据权利要求2所述的消声器，其中，所述入口由入口管限定，所述入口管从通向所述入口腔室的第一端部延伸至通向所述消声器的外部的第二端部。

4.根据权利要求2所述的消声器，其中，所述流管包括：

第一端部，所述第一端部通向所述入口腔室；以及

第二端部，所述第二端部与所述第一端部相反，所述第二端部通向所述至少三个腔室中的除了所述出口腔室和所述入口腔室之外的一个腔室。

5.根据权利要求4所述的消声器，其中，所述流管的所述第二端部通向所述旁通腔室，所述流管将所述入口腔室与所述旁通腔室流体连通。

6.根据权利要求2所述的消声器，其中，所述多个穿孔通向所述出口腔室。

7.根据权利要求6所述的消声器，其中：

所述至少三个腔室是三个腔室；

所述流管是将所述入口腔室与所述旁通腔室流体连通的第一流管；

由所述第一流管限定的通道是第一通道；

所述消声器还包括将所述旁通腔室与所述出口腔室流体连接的第二通道；

所述第一流动路径从所述入口通向所述入口腔室、从所述入口腔室经由所述第一通道通向所述旁通腔室、从所述旁通腔室经由所述第二通道通向所述出口腔室并且从所述出口腔室经由所述出口离开所述消声器；

所述第二流动路径从所述入口通向所述入口腔室、从所述入口腔室经由所述第一通道的一部分并且穿过所述多个穿孔通入所述出口腔室中、并且从所述出口腔室经由所述出口离开所述消声器。

8.根据权利要求7所述的消声器，还包括第二流管，所述第二流管将所述旁通腔室流体连接至所述出口腔室并限定所述第二通道。

9.根据权利要求2所述的消声器，其中：

所述旁通腔室布置成邻近所述壳体的第一端部；

所述入口腔室布置成邻近所述壳体的与所述壳体的所述第一端部相反的第二端部；并且

所述出口腔室布置在所述入口腔室与所述旁通腔室之间。

10.根据权利要求2所述的消声器，其中，所述至少三个腔室是包括所述入口腔室、所述出口腔室、所述旁通腔室和第四腔室的四个腔室。

11.根据权利要求10所述的消声器，其中，所述多个穿孔通向所述第四腔室。

12.根据权利要求1所述的消声器，其中，所述旁通腔室布置成邻近所述壳体的第一端部。

13.根据权利要求2所述的消声器，其中，所述半封闭管的所述开放端部通向所述入口腔室。

14.根据权利要求1所述的消声器，其中：

所述流管从所述入口延伸至所述多个腔室中的除了所述出口腔室之外的一个腔室。

15.根据权利要求14所述的消声器，其中，所述多个穿孔通向所述出口腔室。

16.根据权利要求1所述的消声器，还包括出口管，所述出口管从通向所述出口腔室的第一端部延伸至通向所述消声器的外部的第二端部，所述出口由所述出口管限定。

17.根据权利要求16所述的消声器，其中，所述出口管还包括火花捕获器。

18.根据权利要求1所述的消声器，其中：

所述第一流动路径和所述第二流动路径至少在所述出口腔室中接合并且构造成提供用于声波的衰减的第一共振衰减频率，并且

所述半封闭管构造成提供用于声波的衰减的第二共振衰减频率。

19.根据权利要求18所述的消声器，其中，所述第二共振衰减频率大于所述第一共振衰减频率。

20.根据权利要求18所述的消声器，其中，所述第二共振衰减频率是相对于所述第一共振衰减频率的反共振频率。

21.一种动力单元，包括：

内燃发动机，所述内燃发动机具有至少一个排放口；以及

根据权利要求1至20中的任一项所述的消声器，所述消声器的所述入口流体连接至所述至少一个排放口以接收来自所述至少一个排放口的排气。

22.一种车辆，包括：

根据权利要求21所述的动力单元。