CN110848000A - 多孔进气谐振静音式消声器及发电机组 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多孔进气谐振静音式消声器及发电机组，包括进气管、排气管和消声筒体，进气管密封插入消声筒体内腔且插入管段为进气谐振管段，进气谐振管段内侧端部封闭，侧壁开有连通进气谐振管段内外的多个进气谐振孔，本发明在发动机排气过程中，降低背压，具有多孔板的消声和缓冲效果，发动机废气进入进气谐振管段后，气体通过进气谐振孔均从侧向排出至消声筒体内，消声筒体内由于前次排气形成的压力频率具有叠加从而与消声筒体内的气体具有规律的相互作用，从而产生较好效果的规律谐振，实现降噪减振，并由于规律的谐振使得发动机排气顺畅而提高工作效率，达到节能的目的；同时，本发明的消声器结构简单，利用现有的型材简单加工即可成型，并可根据发动机排量的大小灵活改变大小，而保持结构不变，具有较强的适应能力。

Description

多孔进气谐振静音式消声器及发电机组

技术领域

本发明涉及发动机排气降噪静音的环保领域，具体涉及一种利用谐振效果达到静音的发动机消声器及其发动机。

背景技术

发电机组属于常用的通用机械，小型发电机组多采用发动机驱动，由于使用环境具有较高的要求，而发动机噪声则是发电机组的主要环保指标之一。发动机消声器是发动机的主要部件之一，是发动机运行静音降噪的必备条件。由于发动机依靠燃料的爆燃产生高压从而产生驱动动力，因此排气噪声较大，如何尽最大程度的消除噪声，则是发动机领域技术人员长期思考的重要问题。现有技术中，发动机消声器已经能够较多的消除发动机排气噪声，但在技术上难以实现进一步的降低噪声。现有的消声器较多的采用传统的阻性消声器、抗性消声器以及两者复合型消声器，较多的在消声器内部结构做改进，期待形成较好的消声效果。但是，现有技术的改进并没有考虑到消声器本身内部结构以外的因素，因此，造成消声器整体内部结构复杂，且运行背压较高，还通过厚度较高的吸声层辅助实现最大的消声目的，增加了制造成本；为解决上述问题，现有技术中，较为简单的消声器结构如图1所示，进气管11和排气管12均插入消声筒体，且插入段均设有小孔(包括插入段开口处也由孔板封闭)，图中1101、1102、1201、1202所示均设置多个小孔，形成横向和纵向均有气流的分散式缓冲的进排气结构；同时，还设有中间缓冲段，中间缓冲段包括前隔板、后隔板和中间筒41，中间筒一般为两个，其中一个一端连通进气，另一端封闭，另一个中间筒一端连通排气，另一端封闭，图中13、14所指两处为封闭，两个中间筒位于所述前隔板和后隔板之间的部分设有通气孔4101，则废气先进入一个中间筒，并通过气孔排出后通过另一个中间筒的气孔进入后排出，形成两个中间筒串联排气的效果，最后由排气管排出；整个消声器从结构上为抗性消声器原理，两个中间筒的直径也根据排气的先后直径变大，便于缓冲；且从进气管和排气管上设置的气孔方位上来看，也是利用抗性原理实现降噪减振；但该结构的消声器依然存在背压较大的问题，降噪效果并不理想，最高只能达到25dB。

因此，需要对现有技术的消声器进行改进，较大幅度的消除现有技术中存在的背压较高导致的噪声、震动较大的问题，采用较为简单的结构，避免了复杂的结构降低排气性能的问题，有效提高发动机效率，并减少制造成本。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种多孔进气谐振静音式消声器及发电机组，较大幅度的消除现有技术中存在的背压较高导致的噪声、震动较大的问题，采用较为简单的结构，避免了复杂的结构降低排气性能的问题，有效提高发动机效率，并减少制造成本。

本发明的多孔进气谐振静音式消声器，包括进气管、排气管和消声筒体，所述进气管密封插入消声筒体内腔且插入管段为进气谐振管段，所述进气谐振管段内侧端部封闭，侧壁开有连通进气谐振管段内外的多个进气谐振孔，内侧端部指的是位于消声筒体内部的端部，在此不再赘述；进气管和排气管按照气体流向连通于消声筒体，且进气管、消声筒体和排气管通常结构均为横截面为圆形的筒状结构，安装结构也属于消声器的通常结构，在此不再赘述；进气谐振管段侧壁上设有进气谐振孔，在发动机排气过程中，本次排气的气体通过进气谐振孔均从侧向排出并进入消声筒体内，自动与上次排于消声筒体内的所余废气(具有压力)在频率上搭接发生规律的谐振，具有较好的缓冲谐振效果，减小排气阻力以及提高发动机效率，使用时结合现有技术中所采用的阻性消声器的结构，进一步降低排气噪声，利于环保且有效节能。

进一步，所述进气谐振孔为径向通孔，且近似均匀的分布在进气谐振管段或者将进气谐振管段分区块在区块范围内近似均匀的分布；径向通孔利于加工且易于形成与主流道垂直的旁通气流，旁通气流具有形成谐振的作用，从而进一步优化谐振降噪效果；近似均匀分布指的是孔与孔之间的间距基本相等，允许有一定的间距误差，将进气谐振管段分区块指的是为了制造方便在焊缝附近不加工进气谐振孔，或者人为将进气谐振管段分成若干区块，在区块范围内加工进气谐振孔，可针对性的形成谐振，具有设定的降噪效果。

进一步，所述多个进气谐振孔的开孔面积总和与进气谐振管段内腔横截面积之比为1.5-2.5:1；谐振的产生需要进气谐振管段内部气流与外部气压(消音筒体内)之间以及通过谐振迂回进气谐振孔发生谐振的气流与进气谐振孔的排出气流比例之间的合理配合来实现，所述的上述比例范围偏大则形成直接的缓冲消音(抗性消音)，得到的效果也只能是直接为现有的抗性消音效果，偏小则完成不了所期待的全面谐振效果谐振，甚至无法形成谐振。

进一步，所述多个进气谐振孔的开孔面积总和占进气谐振管段展开面积的25％-40％；期待的谐振效果需要足够的开孔面积并配合以进气谐振管段的长度和管径尺寸，如果单一的追求开孔面积，则会影响进气谐振管段的整体强度，会发生共振断裂而增加振动和增加噪声，如果开孔面积过小，则会无法实现整体谐振，从而达不到最终期待的效果。

进一步，所述多个进气谐振孔的开孔面积总和与进气谐振管段内腔横截面积之比为2:1，所述多个进气谐振孔的开孔面积总和占进气谐振管段展开面积的30％；进气谐振孔的面积总和、进气谐振管段内腔横截面积与进气谐振管段展开面积(需要长度和内腔的拟合达到上述比例)之间具有合理的结构参数，才能达到上述比例，从而达到最佳的谐振降噪效果，并能保证进气谐振管段本身强度，避免发生振动从而影响整体消声效果。

进一步，所述消声筒体为横截面规则的筒状，一般为圆筒形，横截面为圆形，所述进气谐振管段沿垂直于所述消声筒体轴向中心线的方向插入且插入深度为消声筒体的轴向中心线附近或超过消声筒体的轴向中心线，但总的插入长度不应超过消声筒体内腔在该方向上总长度的60％；即进气谐振管段插入消声筒体的深度对形成谐振具有明显的影响，插入范围大，利于形成腔体内的大范围谐振，但范围过大则会影响进气谐振管段的进气谐振孔排气，造成更大的噪声和震动，因此，最佳范围的插入深度为消声筒体内腔在该方向上总长度的56-58％左右，进气谐振管段排气形成迂回运动参与进气谐振孔出气的谐振，可实现整个进气段的谐振，最终实现降噪效果。

进一步，还包括位于消声筒体腔内的内谐振组件，所述内谐振组件包括前隔板、后隔板和中间谐振筒，所述前隔板和后隔板按照气体流向前后并列密封设置于消声筒体内腔，且将消声筒体3内腔分隔成位于前隔板5前的且连通进气管1的进气腔Ⅰ、位于前隔板5和后隔板6之间的中间谐振腔Ⅱ和位于后隔板6后的且连通排气管2的排气腔Ⅲ，所述中间谐振筒两端对应支撑于所述前隔板和后隔板，如图所示，中间谐振筒两端可穿过所述前隔板和后隔板并形成支撑，当然，圆周方向需要形成密封(焊接)，在此不再赘述；所述中间谐振筒前端开口连通于进气腔，后端开口连通于排气腔，连通于所述中间谐振筒内与所述中间谐振腔之间在中间谐振筒筒体上设置多个中间谐振孔；发动机废气通过进气管进入进气腔，由进气腔通过中间谐振筒进入，中间谐振腔内具有一定压力的气体(通过排气形成)，中间谐振筒通过中间谐振孔排出至中间谐振腔(位于前隔板和后隔板之间)并频率具有叠加从而与中间谐振腔内的气体相互作用，可以是每个中间谐振孔进气排气均发生或者同时发生，产生较好效果的谐振，从而进一步降噪减震；并且，可与进气腔(也可形成谐振)以及排气腔(也可形成谐振)相互配合，进一步保证降噪，保证了环保的同时，利用排气自身的谐振效果，还利于提高发动机的运行效率。

进一步，所述中间谐振孔为径向通孔，且近似均匀的分布在中间谐振筒筒体或者将中间谐振筒筒体分区块在区块范围内近似均匀的分布；与进气谐振管段的原理同理，径向通孔利于加工且易于形成与主流道垂直的旁通气流，旁通气流具有形成谐振的作用，从而进一步优化谐振降噪效果；近似均匀分布指的是孔与孔之间的间距基本相等，允许有一定的间距误差，将中间谐振筒筒体分区块指的是为了制造方便在焊缝附近不加工中间谐振孔，或者人为将中间谐振筒筒体分成若干区块，在区块范围内加工中间谐振孔，可针对性的形成谐振，具有设定的降噪效果。

进一步，所述中间谐振筒为至少一个，且中间谐振筒的内腔横截面积总和与进气谐振管段的内腔横截面积之比为1-1.5:1，优选为1.2:1；谐振用于消除消声器的噪声和震动，在本方案中，进气谐振管段在进气谐振腔内产生的谐振会影响到在后的中间谐振腔，在中间谐振腔内继续进行谐振处理，才能得以最终产生较佳的效果；同时，中间谐振管的流通能力也影响到进气谐振管段在进气谐振腔内的谐振效果，因此，本方案中，中间谐振筒与进气谐振管之间管径(内腔横截面积)之间的比例范围能够保证进气谐振腔的谐振效果，同时，保证中间谐振腔能够具有足够的进气形成谐振。

进一步，所述中间谐振筒为至少一个，单个中间谐振筒的所述多个中间谐振孔的开孔面积总和与对应的中间谐振筒的内腔横截面积之比为2.5-3.5:1；同理，中间谐振腔的谐振的产生需要中间谐振筒内部气流与外部气压(中间谐振腔)之间以及通过中间谐振孔的出气进气(在谐振腔内气体的作用下)比例之间的合理配合来实现，所述的比例范围偏大则形成直接的缓冲消音(抗性消音)，效果直接为现有的抗性消音相同的效果，偏小则完成不了所期待的全面谐振效果谐振，甚至无法形成谐振。

进一步，所述中间谐振筒为至少一个，单个中间谐振筒的所述多个中间谐振孔的开孔面积总和占中间谐振筒的位于中间谐振腔内的筒体展开面积的20％-27％；期待的谐振效果需要足够的开孔面积并配合以中间谐振筒的长度和管径尺寸，如果单一的追求开孔面积，则会影响中间谐振筒的整体强度，会发生共振而增加振动和增加噪声，如果开孔面积过小，则会无法实现整体谐振，从而达不到最终期待的效果。

进一步，单个中间谐振筒的所述多个中间谐振孔的开孔面积总和与对应的中间谐振筒的内腔横截面积之比为3:1，单个中间谐振筒的所述多个中间谐振孔的开孔面积总和占中间谐振筒的位于中间谐振腔内的筒体展开面积的23％；同理，进气谐振孔的面积总和、进气谐振管段内腔横截面积与进气谐振管段展开面积(需要长度和内腔的拟合达到上述比例)之间具有合理的结构参数，才能达到上述比例，从而达到最佳的谐振降噪效果，并能保证进气谐振管段本身强度，避免发生振动从而影响整体消声效果。

进一步，所述中间谐振筒为横截面规则的筒状，一般为圆筒形；且数量为平行于消声筒体设置两个及以上，两个及以上的中间谐振筒围绕在消声筒体的轴向中心线周围均匀分布；相邻中间谐振筒的中心轴线之间的距离为在此方向上相邻中间谐振筒的中心轴线到各自母线距离的和的1.4-1.6倍；气体的谐振需要具有足够的谐振空间，但谐振空间过大则影响消声器整体体积或者不方便布置中间谐振筒，过小则无法形成整体谐振；本方案的在此方向指的是相邻中间谐振筒的中心轴线之间的垂直连线的方向；由于中间谐振筒的直径并不必然相同，但相邻中间谐振筒之间的距离需保持合适的范围才能保证具有较好的谐振降噪效果，并不互相具有不利影响；优选的，中间谐振筒为两个且等直径圆筒，那么本方案可以表述成相邻中间谐振筒的中心轴线之间的距离为中间谐振筒的直径的1.4-1.6倍。

进一步，所述排气管密封插入消声筒体且插入管段为排气谐振管段，所述排气谐振管段内侧端部封闭，侧壁开有连通排气谐振管段内外的多个排气谐振孔；排气谐振管段侧壁上设有排气谐振孔，在发动机排气过程中，通过中间谐振筒谐振排来的本次排气的气体通过排气谐振孔从侧向进入排气管内，自动与上次排于排气管内的所余废气在频率上搭接发生规律的谐振，具有较好的缓冲谐振效果，减小排气阻力以及提高发动机效率，进一步降低排气噪声，利于环保且有效节能。

进一步，所述排气谐振孔为径向通孔，且近似均匀的分布在排气谐振管段或者将排气谐振管段分区块在区块范围内近似均匀的分布；径向通孔利于加工且易于形成与主流道垂直的旁通气流，旁通气流具有形成谐振的作用，从而进一步优化谐振降噪效果；近似均匀分布指的是孔与孔之间的间距基本相等，允许有一定的间距误差，将排气谐振管段分区块指的是为了制造方便在焊缝附近不加工进气谐振孔，或者人为将排气谐振管段分成若干区块，在区块范围内加工进气谐振孔，可针对性的形成谐振，具有设定的降噪效果。

进一步，所述多个排气谐振孔的开孔面积总和与排气谐振管段内腔横截面积之比为1.5-2.5:1，排气谐振管段的内腔横截面面积与进气谐振管段的内腔横截面面积之比为1.5-1.6:1；谐振的产生需要排气谐振管段内部气流与外部气压(消音筒体内)之间以及通过谐振迂回排气谐振孔发生谐振的气流与排气谐振孔的排出气流比例之间的合理配合来实现，所述的上述比例范围偏大则形成直接的排气阻力，在排气管处形成噪声，偏小则完成不了所期待的全面谐振效果谐振，甚至无法形成谐振；同时，与进气谐振管段相配合协调，进而与中间谐振筒的参数相配合，形成持续的谐振效果。

进一步，所述多个排气谐振孔的开孔面积总和占排气谐振管段展开面积的25％-40％；期待的谐振效果需要足够的开孔面积并配合以排气谐振管段的长度和管径尺寸，如果单一的追求开孔面积，则会影响排气谐振管段的整体强度，会发生共振断裂而增加振动和增加噪声，如果开孔面积过小，则会无法实现整体谐振，从而达不到最终期待的效果。

进一步，所述多个排气谐振孔的开孔面积总和与排气谐振管段内腔横截面积之比为2:1，所述多个排气谐振孔的开孔面积总和占排气谐振管段展开面积的30％；排气谐振孔的面积总和、排气谐振管段内腔横截面积与排气谐振管段展开面积(需要长度和内腔的拟合达到上述比例)之间具有合理的结构参数，才能达到上述比例，从而达到最佳的谐振降噪效果，并能保证进气谐振管段本身强度，避免发生振动从而影响整体消声效果；当然，进气谐振管段、中间谐振筒和排气谐振管段之间的上述参数之间具有共同协调，由进气到最终的排气依次顺序谐振缓冲排气，达到最终的缓冲谐振降噪效果。

进一步，所述消声筒体为横截面规则的筒状，所述排气谐振管段沿垂直于所述消声筒体轴向中心线的方向插入且插入深度为消声筒体的轴向中心线附近或超过消声筒体的轴向中心线，但总的插入长度不应超过消声筒体内腔在该方向上总长度的60％；即排气谐振管段插入消声筒体的深度对形成谐振具有明显的影响，插入范围大，利于形成腔体内的大范围谐振，但范围过大则会影响排气谐振管段的排气谐振孔谐振排气，造成更大的噪声和震动，因此，最佳范围的插入深度为消声筒体内腔在该方向上总长度的56-58％左右，排气谐振段的排气谐振孔具有迂回运动参与排气谐振孔出气的谐振，可实现整个排气段的谐振，最终实现降噪效果。

进一步，所述消声筒体内表面设置有厚度为25-35mm的吸声层，当然，吸声层的设置需要具有吸声孔的内筒将吸声层固定；吸声层的设置使得本方案形成阻抗复合式消声器结构，达到最佳的降噪效果，并且，吸声层厚度远小于现有技术，使得本发明的消声器成本降低、重量减轻，并降低后期的维修成本。

进一步，所述消声筒体为横截面规则的筒状，一般为圆形筒，横截面为圆形；所述进气谐振管段和排气谐振管段均沿垂直于所述消声筒体轴向中心线的方向插入且插入深度为至消声筒体的轴向中心线附近或超过轴向中心线，所述消声筒体前端和后端均封闭，进气谐振管段与消声筒体前端的距离为进气谐振管段在此方向上的横向尺寸的一半左右，排气谐振管段与消声筒体后端的距离为排气谐振管段在此方向上的横向尺寸的一半左右；由于进气谐振管段和排气谐振管段均为圆筒状，因此前述的在此方向上的横向尺寸的一半左右指的是进气谐振管段和排气谐振管段的半径，在此不再赘述；本方案中的进气管与消声器前端和排气管与消声器后端的距离是形成谐振和缓冲的条件之一，从而避免了排气与端部的直接冲击接触，当然，距离过大则无法形成谐振缓冲，避免了排气噪声的增加。

本方案中，进气谐振孔、排气谐振孔和中间谐振孔均为圆孔，直径分别为5-7mm、5-7mm和6-8mm，且中间谐振孔的孔径应大于进气谐振孔和排气谐振孔的孔径。

本发明还公开了一种发电机组，所述发电机组的发动机安装有所述的多孔进气谐振静音式消声器。

本发明的有益效果是：本发明的多孔进气谐振静音式消声器及发电机组，进气管密封插入消声筒体内腔形成进气谐振管段，且在进气谐振管段内侧端部封闭，侧壁开有连通进气谐振管段内外的多个进气谐振孔，在发动机排气过程中，降低背压，具有多孔板的消声和缓冲效果，发动机废气进入进气谐振管段后，气体通过进气谐振孔均从侧向排出至消声筒体内，消声筒体内由于前次排气形成的压力频率具有叠加从而与消声筒体内的气体具有规律的相互作用，从而产生较好效果的规律谐振，从而实现降噪减振，并由于规律的谐振使得发动机排气顺畅而提高工作效率，达到节能的目的；实际使用时，可与中间缓冲谐振、排气谐振形成配合，进一步保证降噪静音效果，利于环保；同时，本发明的消声器结构简单，利用现有的型材简单加工即可成型，并可根据发动机排量的大小灵活改变大小，而保持结构不变，具有较强的适应能力。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述：

图1为现有技术结构简单的消声器结构示意图；

图2为本发明的结构示意图；

图3为图2沿D-D向剖视图；

图4为图2A处放大图；

图5为图2B处放大图；

图6为图2C处放大图；

图7为本发明用于发动机的结构图；

图8为本发明用于发电机组的结构图。

具体实施方式

如图所示，本实施例中的消声器，包括进气管1、排气管2和消声筒体3，所述进气管1密封插入消声筒体内腔且插入管段为进气谐振管段101，所述进气谐振管段101内侧端部封闭，如图所示，通过盲板103形成封闭，侧壁开有连通进气谐振管段内外的多个进气谐振孔，内侧端部指的是位于消声筒体内部的端部，在此不再赘述；进气管1和排气管2按照气体流向连通于消声筒体3，且进气管、消声筒体和排气管通常结构均为横截面为圆形的筒状结构，安装结构也属于消声器的通常结构，在此不再赘述；进气谐振管段上设有进气谐振孔，在发动机排气过程中，本次排气的气体通过进气谐振孔进入消声筒体内，自动与上次排于消声筒体内的所余废气在频率上搭接发生谐振，具有较好的缓冲谐振效果，减小排气阻力以及提高发动机效率，使用时结合现有技术中所采用的阻性消声器的结构，进一步降低排气噪声，利于环保且有效节能。

本实施例中，所述进气谐振孔102为径向通孔，且近似均匀的分布在进气谐振管段或者将进气谐振管段分区块在区块范围内近似均匀的分布；径向通孔利于加工且易于形成与主流道垂直的旁通气流，旁通气流具有形成谐振的作用，从而进一步优化谐振降噪效果；近似均匀分布指的是孔与孔之间的间距基本相等，允许有一定的间距误差，将进气谐振管段分区块指的是为了制造方便在焊缝附近不加工进气谐振孔，或者人为将进气谐振管段分成若干区块，在区块范围内加工进气谐振孔，可针对性的形成谐振，具有设定的降噪效果。

本实施例中，所述多个进气谐振孔102的开孔面积总和与进气谐振管段101内腔横截面积之比为1.5-2.5:1；谐振的产生需要进气谐振管段内部气流与外部气压(消音筒体内)之间以及通过谐振迂回进气谐振孔发生谐振的气流与进气谐振孔102的排出气流比例之间的合理配合来实现，所述的上述比例范围偏大则形成直接的缓冲消音(抗性消音)，得到的效果也只能是直接为现有的抗性消音效果，偏小则完成不了所期待的全面谐振效果谐振，甚至无法形成谐振。

本实施例中，所述多个进气谐振孔102的开孔面积总和占进气谐振管段101展开面积的25％-40％；期待的谐振效果需要足够的开孔面积并配合以进气谐振管段的长度和管径尺寸，如果单一的追求开孔面积，则会影响进气谐振管段的整体强度，会发生共振断裂而增加振动和增加噪声，如果开孔面积过小，则会无法实现整体谐振，从而达不到最终期待的效果。

本实施例中，所述多个进气谐振孔102的开孔面积总和与进气谐振管段101内腔横截面积之比为2:1，所述多个进气谐振孔102的开孔面积总和占进气谐振管段101展开面积的30％；进气谐振孔的面积总和、进气谐振管段内腔横截面积与进气谐振管段展开面积(需要长度和内腔的拟合达到上述比例)之间具有合理的结构参数，才能达到上述比例，从而达到最佳的谐振降噪效果，并能保证进气谐振管段本身强度，避免发生振动从而影响整体消声效果。

本实施例中，所述消声筒体3为横截面规则的筒状，一般为圆筒形，横截面为圆形，所述进气谐振管段101沿垂直于所述消声筒体3轴向中心线的方向插入且插入深度为消声筒体的轴向中心线附近或超过消声筒体的轴向中心线，但总的插入长度不应超过消声筒体内腔在该方向上总长度的60％；即进气谐振管段插入消声筒体的深度对形成谐振具有明显的影响，插入范围大，利于形成腔体内的大范围谐振，但范围过大则会影响进气谐振管段的进气谐振孔排气，造成更大的噪声和震动，因此，最佳范围的插入深度为消声筒体3内腔在该方向上总长度的56-58％左右，进气谐振管段101排气形成迂回运动参与进气谐振孔出气的谐振，可实现整个进气段的谐振，最终实现降噪效果。

本实施例中，还包括位于消声筒体腔内的内谐振组件，所述内谐振组件包括前隔板5和后隔板6，所述前隔板5和后隔板6按照气体流向前后并列密封设置于消声筒体内腔，密封设置指的是前隔板和后隔板在圆周方向与消声筒体内圆之间形成密封(比如焊接)；且将消声筒体3内腔分隔成位于前隔板5前的且连通进气管1的进气腔Ⅰ、位于前隔板5和后隔板6之间的中间谐振腔Ⅱ和位于后隔板6后的且连通排气管2的排气腔Ⅲ，所述中间谐振腔将进气谐振腔排来废气形成谐振后排入排气谐振腔；本实施例中，进气腔Ⅰ为进气谐振腔，所述进气管通过进气谐振管段连通于进气谐振腔，排气管连通于排气腔Ⅲ；内谐振组件位于进气谐振管段之后，与进气谐振管段共同持续的完成连续的谐振，保证整体的谐振降噪效果；中间谐振腔具有谐振效果，这种谐振可以是通过设置谐振孔，也可以是通过设备硬件(比如迷宫结构等)实现，在此不再赘述。

本实施例中，内谐振组件还包括两端对应支撑于所述前隔板5和后隔板6的中间谐振筒4，如图所示，中间谐振筒4两端可穿过所述前隔板5和后隔板6并形成支撑，当然，圆周方向需要形成密封(焊接)，在此不再赘述；所述中间谐振筒4前端开口连通于前谐振腔Ⅰ，后端开口连通于后谐振腔Ⅲ，连通于所述中间谐振筒4内与所述中间谐振腔Ⅱ之间在中间谐振筒筒体上设置多个中间谐振孔401，通过进气谐振管体101谐振排出的废气首先在前谐振腔Ⅰ形成谐振并进入中间谐振筒4，中间谐振腔Ⅱ内具有一定压力的气体(通过排气形成)，中间谐振筒4通过中间谐振孔401排出至中间谐振腔(位于前隔板和后隔板之间)并迂回与中间谐振腔内的气体相互作用，可以是每个中间谐振孔进气排气均发生或者同时发生，产生较好效果的谐振，从而进一步降噪减震；并且，在进入排气管之前，内谐振组件与进气谐振管段的谐振相互配合，进一步保证降噪，保证了环保的同时，利用排气自身的谐振效果，还利于提高发动机的运行效率。

本实施例中，所述中间谐振孔401为径向通孔，且近似均匀的分布在中间谐振筒筒体或者将中间谐振筒筒体分区块在区块范围内近似均匀的分布；与进气谐振管段的原理同理，径向通孔利于加工且易于形成与主流道垂直的旁通气流，旁通气流具有形成谐振的作用，从而进一步优化谐振降噪效果；近似均匀分布指的是孔与孔之间的间距基本相等，允许有一定的间距误差，将中间谐振筒筒体分区块指的是为了制造方便在焊缝附近不加工中间谐振孔，或者人为将中间谐振筒筒体分成若干区块，在区块范围内加工中间谐振孔，可针对性的形成谐振，具有设定的降噪效果。

本实施例中，所述中间谐振筒4为至少一个，且中间谐振筒的内腔横截面积总和与进气谐振管段的内腔横截面积之比为1-1.5:1，优选为1.2:1；谐振用于消除消声器的噪声和震动，在本方案中，进气谐振管段在进气谐振腔内产生的谐振会影响到在后的中间谐振腔，在中间谐振腔内继续进行谐振处理，才能得以最终产生较佳的效果；同时，中间谐振管的流通能力也影响到进气谐振管段在进气谐振腔内的谐振效果，因此，本方案中，中间谐振筒与进气谐振管之间管径(内腔横截面积)之间的比例范围能够保证进气谐振腔的谐振效果，同时，保证中间谐振腔能够具有足够的进气形成谐振。

本实施例中，所述中间谐振筒4为至少一个，单个中间谐振筒4的所述多个中间谐振孔的开孔面积总和与对应的中间谐振筒的内腔横截面积之比为2.5-3.5:1；同理，中间谐振腔Ⅱ的谐振的产生需要中间谐振筒内部气流与外部气压(中间谐振腔Ⅱ)之间以及通过中间谐振孔401的出气进气(在谐振腔内气体的作用下)比例之间的合理配合来实现，所述的比例范围偏大则形成直接的缓冲消音(抗性消音)，效果直接为现有的抗性消音相同的效果，偏小则完成不了所期待的全面谐振效果谐振，甚至无法形成谐振。

本实施例中，所述中间谐振筒为至少一个，单个中间谐振筒4的所述多个中间谐振孔的开孔面积总和占中间谐振筒的位于中间谐振腔内的筒体展开面积的20％-27％；期待的谐振效果需要足够的开孔面积并配合以中间谐振筒的长度和管径尺寸，如果单一的追求开孔面积，则会影响中间谐振筒的整体强度，会发生共振而增加振动和增加噪声，如果开孔面积过小，则会无法实现整体谐振，从而达不到最终期待的效果。

本实施例中，单个中间谐振筒4的所述多个中间谐振孔的开孔面积总和与对应的中间谐振筒的内腔横截面积之比为3:1，单个中间谐振筒4的所述多个中间谐振孔的开孔面积总和占中间谐振筒的位于中间谐振腔内的筒体展开面积的23％；同理，进气谐振孔的面积总和、进气谐振管段内腔横截面积与进气谐振管段展开面积(需要长度和内腔的拟合达到上述比例)之间具有合理的结构参数，才能达到上述比例，从而达到最佳的谐振降噪效果，并能保证进气谐振管段本身强度，避免发生振动从而影响整体消声效果。

本实施例中，所述中间谐振筒4为横截面规则的筒状，一般为圆筒形；且数量为平行于消声筒体3设置两个及以上，相邻中间谐振筒4的中心轴线之间的距离为在此方向上相邻中间谐振筒的中心轴线到各自母线距离的和的1.4-1.6倍；气体的谐振需要具有足够的谐振空间，但谐振空间过大则影响消声器整体体积或者不方便布置中间谐振筒，过小则无法形成整体谐振；本方案的在此方向指的是相邻中间谐振筒的中心轴线之间的垂直连线的方向；由于中间谐振筒的直径并不必然相同，但相邻中间谐振筒之间的距离需保持合适的范围才能保证具有较好的谐振降噪效果，并不互相具有不利影响；优选的，中间谐振筒4为两个且等直径圆筒，那么本方案可以表述成相邻中间谐振筒的中心轴线之间的距离为中间谐振筒的直径的1.4-1.6倍。

本实施例中，所述排气管2密封插入排气腔Ⅲ即排气谐振腔且插入管段为排气谐振管段201，排气谐振管段201内侧端部封闭，如图所示，通过盲板203形成封闭，所述排气谐振管段201侧壁开有连通排气谐振管段内外的多个排气谐振孔；排气谐振管201段侧壁上设有排气谐振孔202，在发动机排气过程中，通过中间谐振筒4谐振排来的本次排气的气体通过排气谐振孔从侧向进入排气谐振管段201内，自动与上次排于排气管内的所余废气在频率上搭接发生规律的谐振，具有较好的缓冲谐振效果，减小排气阻力以及提高发动机效率，进一步降低排气噪声，利于环保且有效节能。

本实施例中，所述排气谐振孔202为径向通孔，且近似均匀的分布在排气谐振管段201或者将排气谐振管段201分区块在区块范围内近似均匀的分布；径向通孔利于加工且易于形成与主流道垂直的旁通气流，旁通气流具有形成谐振的作用，从而进一步优化谐振降噪效果；近似均匀分布指的是孔与孔之间的间距基本相等，允许有一定的间距误差，将排气谐振管段分区块指的是为了制造方便在焊缝附近不加工排气谐振孔，或者人为将排气谐振管段分成若干区块，在区块范围内加工进气谐振孔，可针对性的形成谐振，具有设定的降噪效果。

本实施例中，所述多个排气谐振孔202的开孔面积总和与排气谐振管段201内腔横截面积之比为1.5-2.5:1，排气谐振管段201的内腔横截面面积与进气谐振管段101的内腔横截面面积之比为1.5-1.6:1；谐振的产生需要排气谐振管段内部气流与外部气压(消音筒体内)之间以及通过谐振迂回排气谐振孔发生谐振的气流与排气谐振孔的排出气流比例之间的合理配合来实现，所述的上述比例范围偏大则形成直接的排气阻力，在排气管处形成噪声，偏小则完成不了所期待的全面谐振效果谐振，甚至无法形成谐振；同时，与进气谐振管段101相配合协调，进而与中间谐振筒的参数相配合，形成持续的谐振效果。

本实施例中，所述多个排气谐振孔202的开孔面积总和占排气谐振管段201展开面积的25％-40％；期待的谐振效果需要足够的开孔面积并配合以排气谐振管段的长度和管径尺寸，如果单一的追求开孔面积，则会影响排气谐振管段的整体强度，会发生共振断裂而增加振动和增加噪声，如果开孔面积过小，则会无法实现整体谐振，从而达不到最终期待的效果。

本实施例中，所述多个排气谐振孔202的开孔面积总和与排气谐振管段201内腔横截面积之比为2:1，所述多个排气谐振孔202的开孔面积总和占排气谐振管段201展开面积的30％；排气谐振孔的面积总和、排气谐振管段内腔横截面积与排气谐振管段展开面积(需要长度和内腔的拟合达到上述比例)之间具有合理的结构参数，才能达到上述比例，从而达到最佳的谐振降噪效果，并能保证进气谐振管段本身强度，避免发生振动从而影响整体消声效果；当然，进气谐振管段、中间谐振筒和排气谐振管段之间的上述参数之间具有共同协调，由进气到最终的排气依次顺序谐振缓冲排气，达到最终的缓冲谐振降噪效果。

本实施例中，所述消声筒体3为横截面规则的筒状，所述排气谐振管段201沿垂直于所述消声筒体轴向中心线的方向插入且插入深度为消声筒体3的轴向中心线附近或超过消声筒体的轴向中心线，但总的插入长度不应超过消声筒体内腔在该方向上总长度的60％；即排气谐振管段插入消声筒体的深度对形成谐振具有明显的影响，插入范围大，利于形成腔体内的大范围谐振，但范围过大则会影响排气谐振管段的排气谐振孔谐振排气，造成更大的噪声和震动，因此，最佳范围的插入深度为消声筒体内腔在该方向上总长度的56-58％左右，排气谐振段的排气谐振孔具有迂回运动参与排气谐振孔出气的谐振，可实现整个排气段的谐振，最终实现降噪效果。

本实施例中，所述消声筒体3内表面设置有厚度为25-35mm的吸声层7，当然，吸声层7的设置需要具有吸声孔的内筒8将吸声层固定，在此不再赘述；如图所示，本实施例中，吸声层仅设置在中间谐振腔；吸声层的设置使得本方案形成阻抗复合式消声器结构，达到最佳的降噪效果，并且，吸声层厚度远小于现有技术，使得本发明的消声器成本降低、重量减轻，并降低后期的维修成本。

本实施例中，所述消声筒体3为横截面规则的筒状，一般为圆形筒，横截面为圆形；所述进气谐振管段101和排气谐振管段102均沿垂直于所述消声筒体轴向中心线的方向插入且插入深度为至消声筒体的轴向中心线附近或超过轴向中心线，本实施例中，插入深度为消声筒体的内径的57.7％，具有较好的谐振效果；所述消声筒体3前端和后端均封闭，进气谐振管段101与消声筒体3前端的距离为进气谐振管段在此方向上的横向尺寸的一半左右，排气谐振管段201与消声筒体3后端的距离为排气谐振管段在此方向上的横向尺寸的一半左右，这里的距离基准为管段外表面；由于进气谐振管段101和排气谐振管段201均为圆筒状，因此前述的在此方向上的横向尺寸的一半左右指的是进气谐振管段和排气谐振管段的半径，在此不再赘述；本方案中的进气谐振管段与消声器前端和排气谐振管段与消声器后端的距离是形成谐振和缓冲的条件之一，从而避免了排气与端部的直接冲击接触，当然，距离过大则无法形成谐振缓冲，避免了排气噪声的增加。

本方案中，进气谐振孔102、排气谐振孔202和中间谐振孔401均为圆孔，直径分别为5-7mm、5-7mm和6-8mm，且中间谐振孔的孔径应大于进气谐振孔和排气谐振孔的孔径，本实施例中，进气谐振孔、排气谐振孔和中间谐振孔均为圆孔，直径分别为6mm、6mm和7mm。

实际使用时，中间谐振腔大约位于消声筒体的中部，长度尺寸约占消声筒体长度的一半；进气谐振管段的直径应不超过消声筒体长度的10％；排气谐振管段的直径应大于进气谐振管段的直径，但一般大于约四分之一。

消声筒体的内径一般约为其轴向长度的30-40％，属于现有的结构设计，在此不再赘述。

本发明还公开了一种发电机组，所述发电机组的发动机设置有所述的多孔谐振静音式消声器，如图7、图8所示，本发明的消声器安装在发动机15，发动机15用于驱动发电机16，形成完整的发电机组。

下表为根据本实施例的最优尺寸比例结构的消声器在不同消声器状态下的声压级和消声量的测试结果：如下二表：

表一(仅开进气谐振孔)

表二(开进气谐振孔、中间谐振孔和排气谐振孔)

消声量是评价消声器声学效果的主要指标，常用插入损失表示。插入损失是指“系统”装上消声器前、后，分别在离声源同一距离、同一方向、同一声学环境的测点上测出的声级差值，消声量越大；本发明最优方案状态消声器消声量最大为35.8dB(A)，消声量比常规消声器消声量(25dB)大10dB(A)多；该方案消声器在stand-by工况下的压降为1.6KPa，满足消声器压降低于10kPa的要求，设计合理。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (17)

1.一种多孔进气谐振静音式消声器，其特征在于：包括进气管、排气管和消声筒体，所述进气管密封插入消声筒体内腔且插入管段为进气谐振管段，所述进气谐振管段内侧端部封闭，侧壁开有连通进气谐振管段内外的多个进气谐振孔。

2.根据权利要求1所述的多孔进气谐振静音式消声器，其特征在于：所述排气管密封插入消声筒体且插入管段为排气谐振管段，所述排气谐振管段内侧端部封闭，侧壁开有连通排气谐振管段内外的多个排气谐振孔。

3.根据权利要求2所述的多孔进气谐振静音式消声器，其特征在于：所述进气谐振孔为径向通孔，且近似均匀的分布在进气谐振管段或者将进气谐振管段分区块在区块范围内近似均匀的分布；

所述排气谐振孔为径向通孔，且近似均匀的分布在排气谐振管段或者将排气谐振管段分区块在区块范围内近似均匀的分布。

4.根据权利要求2所述的多孔进气谐振静音式消声器，其特征在于：所述多个进气谐振孔的开孔面积总和与进气谐振管段内腔横截面积之比为1.5-2.5:1；所述多个排气谐振孔的开孔面积总和与排气谐振管段内腔横截面积之比为1.5-2.5:1；

所述排气谐振管段的内腔横截面面积与进气谐振管段的内腔横截面面积之比为1.5-1.6:1。

5.根据权利要求2所述的多孔进气谐振静音式消声器，其特征在于：所述多个进气谐振孔的开孔面积总和占进气谐振管段展开面积的25％-40％；所述多个排气谐振孔的开孔面积总和占排气谐振管段展开面积的25％-40％。

6.根据权利要求4或5所述的多孔进气谐振静音式消声器，其特征在于：所述多个进气谐振孔的开孔面积总和与进气谐振管段内腔横截面积之比为2:1，所述多个进气谐振孔的开孔面积总和占进气谐振管段展开面积的30％；所述多个排气谐振孔的开孔面积总和与排气谐振管段内腔横截面积之比为2:1，所述多个排气谐振孔的开孔面积总和占排气谐振管段展开面积的30％。

7.根据权利要求2、3、4或5所述的多孔进气谐振静音式消声器，其特征在于：所述消声筒体为横截面规则的筒状，所述进气谐振管段和排气谐振管段均沿垂直于所述消声筒体轴向中心线的方向插入且插入深度为消声筒体的轴向中心线附近或超过消声筒体的轴向中心线。

8.根据权利要求2、3、4或5所述的多孔进气谐振静音式消声器，其特征在于：所述消声筒体为横截面规则的筒状且前端和后端均封闭，进气谐振管段与消声筒体前端的距离为进气谐振管段在此方向上的横向尺寸的一半左右，排气谐振管段与消声筒体后端的距离为排气谐振管段在此方向上的横向尺寸的一半左右。

9.根据权利要求1、2、3、4或5所述的多孔进气谐振静音式消声器，其特征在于：还包括位于消声筒体腔内的内谐振组件，所述内谐振组件包括前隔板、后隔板和中间谐振筒，所述前隔板和后隔板按照气体流向前后并列密封设置于消声筒体内腔，且将消声筒体内腔分隔成位于前隔板前的且连通进气管的进气腔、位于前隔板和后隔板之间的中间谐振腔和位于后隔板后的且连通排气管的排气腔，所述中间谐振筒两端对应支撑于所述前隔板和后隔板；所述中间谐振筒前端开口连通于进气腔，后端开口连通于排气腔，连通于所述中间谐振筒内与所述中间谐振腔之间在中间谐振筒筒体上设置多个中间谐振孔。

10.根据权利要求9所述的多孔进气谐振静音式消声器，其特征在于：所述中间谐振孔为径向通孔，且近似均匀的分布在中间谐振筒筒体或者将中间谐振筒筒体分区块在区块范围内近似均匀的分布。

11.根据权利要求9所述的多孔进气谐振静音式消声器，其特征在于：所述中间谐振筒为至少一个，且中间谐振筒的内腔横截面积总和与进气谐振管段的内腔横截面积之比为1-1.5:1。

12.根据权利要求11所述的多孔进气谐振静音式消声器，其特征在于：所述中间谐振筒为至少一个，单个中间谐振筒的所述多个中间谐振孔的开孔面积总和与对应的中间谐振筒的内腔横截面积之比为2.5-3.5:1。

13.根据权利要求12所述的多孔进气谐振静音式消声器，其特征在于：所述中间谐振筒为至少一个，单个中间谐振筒的所述多个中间谐振孔的开孔面积总和占中间谐振筒的位于中间谐振腔内的筒体展开面积的20％-27％。

14.根据权利要求13所述的多孔进气谐振静音式消声器，其特征在于：单个中间谐振筒的所述多个中间谐振孔的开孔面积总和与对应的中间谐振筒的内腔横截面积之比为3:1，单个中间谐振筒的所述多个中间谐振孔的开孔面积总和占中间谐振筒的位于中间谐振腔内的筒体展开面积的23％。

15.根据权利要求9所述的多孔进气谐振静音式消声器，其特征在于：所述中间谐振筒为横截面规则的筒状，且数量为平行于消声筒体设置两个及以上，相邻中间谐振筒的中心轴线之间的距离为在此方向上相邻中间谐振筒的中心轴线到各自母线距离的和的1.4-1.6倍。

16.根据权利要求15所述的多孔进气谐振静音式消声器，其特征在于：所述消声筒体内表面设置有厚度为25-35mm的吸声层。

17.一种发电机组，其特征在于：所述发电机组的发动机安装有权利要求1-16任一权利要求所述的多孔进气谐振静音式消声器。

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