CN1115469C - 控制排气噪声的方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及控制内燃机如汽车发动机中排气燥声和/或空气输送系统如空调系统管道中噪声的降低噪声技术,更具体地说,涉及利用具有可变长度或固定长度的管道旁通管和双消声器,来控制内燃机中排气噪声或空气输送系统管道中噪声的装置和方法。
Description
本发明涉及控制内燃机中排气噪声和空气输送系统管道中噪声的降低噪声技术,更具体地说,涉及利用旁通管或管道和双消声装置来控制噪声的装置和方法。
控制内燃机中排气噪声的最普通方法是采用消声器。对汽车发动机来说,转速变化很大,并且排气噪声的主频率分量随着转速不同而改变。因此,很难设计出一种消声器,以使它在很宽的转速范围内都有效地工作。通常,普通消声器是如此设计,以便排出的气体通过一条复杂的通道,该复杂的通道主要是对排出的气体产生流阻,因而使背压增加,该背压妨碍气体从发动机中平稳地排出,而最终使发动机效率降低。实际上,摩托车驾驶员有时故意地关闭发动机和消声器之间的连接,来欣尝产生的过高噪声和增加了的发动机功率。因为降低排气噪声与增加背压和降低发动机功率有直接关系,所以该问题是个不易解决的问题。
有关噪音控制的最近研究包括有关主动控制排气噪声的研究,来克服上述致力于增加发动机效率和使背压减至最小的被动式噪声控制方法的缺点。这些主动式控制研究也已经应用到用于空气输送系统的管道如空气调节器的降低噪声上了。
按照所提出的用于排气噪声的主动式控制系统其中一个例子,将测量噪声的传声器安放在排气管中。将传声器上探测到的噪声传送到控制器上,该控制器通过控制装置将输出信号传送到扬声器上,该扬声器安放在比传声器更靠近出口的地方。通过扬声器产生的受控噪声大小与原始噪声的大小相同,但在相位上与原始噪声的相位相反;并且原始噪声和受控噪声二者能相互干涉,因此任何从排气中发射出的声音都降低了。
尽管这类主动式噪声控制方法在实验室里可以工作,但由于存在下列必须要解决的问题,所以它们还必须在商业上应用于实际车辆。
(1)必须设置具有很大输出功率的扬声器,来控制车辆发出的大排气噪声。另外,必须增加扬声器的尺寸,以便产生所要求的低频声音。因此,难以制造出小而重量轻的、具有高输出功率的扬声器,这类扬声器是对安放在车辆上产生排气噪声的区域上的要求。在经济上,制造这种扬声器是不切实际的。
(2)当应用于车辆上时,没有足够的空间来安放这种必须有相当大尺寸和重量的扬声器。现有车辆的下部结构必须作显著改变,而制造和保养这种车辆是很困难的。
(3)车辆排气系统用弹性件如橡胶圈连接,以便减少传送到底盘上的振动。由于额外的重量,将特别重的扬声器附接到排气系统上将增加振动,并且排气系统和扬声器一起将以更快的速度磨损。
(4)极难保证暴露于热的氧化性排出气体中的传声器和扬声器的使用寿命。
(5)从扬声器发出的受控噪声将通过衍射和反射作用向上回流到管道系统中,并且将通过定位于排气管上游的传声器与基准噪声一起测量。因此,该系统在设计上必须是很复杂并且造价昂贵。几乎没有汽车制造商或消费者会乐于为这种非必需品付款。
已经提出了另一些技术方案,其中包括利用如韩国专利申请No.1995-2473(如图1所示)的旁通管,来有效地控制从内燃机或空气管道输送管中排出的气体。在这种装置中,可以将一U形旁通管附接到主排气管道上,该U形旁通管的长度可以改变。这种管道具有一旁通区域,主管的主排气通道通过该旁通区域走旁路,然后使通过旁通管的旁通通道再与主排气通道成为整体。旁通区域包括一根可改变长度的旁通管和一根固定长度的固定式管道,该可改变长度的旁通管由外圆筒形部分和内圆筒形部分组成,二者可伸缩式相互接合。旁通管的长度可利用调节器改变,该调节器具有一个操纵杆,操纵杆可以受基于从传声器收集的噪音信号控制。
在这种结构情况下,将通过固定式管道的排出气体主噪声分量与通过旁通管的排出气体受控噪声分量之间的相位差调节成180°。因此,主噪声分量被受控噪声消除掉了。在这种情况下,上述问题可以避免,因为噪声本身是作为受控噪声使用,而不需要另外的受控噪声源如扬声器。然而,上述方法只能消除主噪声分量及其奇次谐音。因此,不能与消除主噪声分量的奇次谐音一起,来控制发动机产生的主噪声分量偶次谐音,并且该方法不能提供对控制宽带噪声的测量。此外,当发动机是在低转数下如空转运行时,主噪声分量的频率低,并且它的波长大。为了在具有大波长的噪声和受控噪声之间产生这种大的相位差,旁通管和固定式管道之间的长度差必须很大。因此,旁通管的长度太长使它应用于这种场合下不切实际。
因此,本发明的一个目的是解决上述问题,并且通过消除排出气体的主噪声分量及其奇次和偶次谐音,来提供控制从内燃机排出的噪声的装置和方法,并消除高速运转下的宽带噪声,上述装置和方法通过减少排出气体的背压来增加发动机效率。
本发明的另一个目的是提供控制空调系统管道中噪声的装置和方法,该装置和方法能够消除管道中产生的主噪声分量及其奇次和偶次谐音。
通过提供一种主动式排气噪声控制装置可以达到上述目的,该排气噪声控制装置包括:主排气管道;第一旁通管,它具有一可变的长度并在其两端处连接到上述主排气管道上,以便将第一旁通部分限定在主排气管道的通道中;第二旁通管,它具有一可变的长度并在其两端处连接到上述主排气管道上,以便将第二旁通部分限定在主排气管道的通道中;第一和第二调节器,操纵它们以便分别改变上述第一和第二旁通管的长度;和控制器,它用来控制上述调节器。本发明的主动式噪声控制装置可以设置一个较低背压的消声器和一个较高背压的消声器,它们在主排气管的下游分叉,和设置一个阀,用于使主排气管与两个消声器选择性地连通,其中该阀由控制器控制。
通过采用上述装置提供控制发动机中排气噪声的方法,也可以达到上述目的,其中在发动机高速运转下,通过下述步骤来进行噪声控制:在控制器中分析主噪声分量C;通过操纵调节器和然后调节旁通管的长度,除去主噪声分量和具有频率为主噪声分量频率两倍或奇数倍如3倍或5倍的噪声分量;和通过操纵阀平稳地排放排出气体并因此使余下的宽范围通带的噪声通过低背压消声器;而当启动发动机或低速行驶时,上述噪声控制是通过操纵阀然后使排出气体通过高背压消声器来进行。
通过提供噪声控制装置,用于控制空气输送系统管道内部的噪声,也可以达到上述目的。这种装置适用于主空气输送管道,并包括一个第一旁通管和一个第二旁通管,上述第一旁通管的两端如此连接到上述空气输送管道上,以便将第一旁通部分限定在空气输送管的通道中,而第二旁通管如此连接到主空气输送管上,以便将第二旁通部分限定在主空气输送管的通道中,这样选定第一旁通管的长度,以使通过主空气输送管和旁通管的两个连接点的两个空气输送通道的长度,彼此相差是气体输送系统中产生的主噪声分量波长的一半,并且如此选定第二旁通管的长度,以使通过主空气输送管和旁通管的两个连接点的两个空气输送通道的长度,彼此相差是具有频率为空气输送系统中存在的主噪声分量频率两倍的分量波长的一半。
图1是控制主动式控制内燃机中排气噪声的已知噪声控制装置的前视局部剖面图;
图2是图示出按照本发明的用于主动式控制内燃机中排气噪声的噪声控制装置第一实施例的前视局部剖面图;
图3是图示出按照本发明的用于主动式控制从内燃机中排气噪声的噪声控制装置第二实施例的前视局部剖面图;
图4是描述按照本发明的用于主动式控制内燃机中排气噪声的噪声控制装置第三实施例的前视局部剖面图;
图5是按照本发明用于主动式控制空气输送系统管道中噪声的噪声控制装置第四实施例的前视局部剖面图;
图6和7分别是示出风箱式旁通管和多级伸缩式旁通管例子的剖面图。
现在将更详细说明本发明。
图2示出按照本发明第一实施例的主动式排气噪声控制装置10,用于主动式控制内燃机中的排气噪声。排气噪声主动式控制装置10包括:主排气管11;第一U形旁通管12,它的长度可变,并且相对的两端都连接到主管11上,用于限定主排气管11通道内的第一旁通区域;第二U形旁通管13,它的长度可变,并且其上相对的两端都连接到主排气管11上,用于限定主管11通道内的第二旁通区域,第一和第二调节器14和15,它们分别操纵第一和第二旁通管12和13;及控制器21,它用于控制第一和第二调节器14和15。
第一旁通管12包括一个外圆筒形部分12a和一个内圆筒形部分12b,二者可伸缩式相互接合。第二旁通管13包括一个外圆筒形部分13a和一个内圆筒形部分13b,二者可伸缩式相互接合。因此,可通过调节器14和15的操纵杆14a和15a的长度改变,来改变各旁通管的长度,调节器14和15按照来自控制器21的控制信号驱动。风箱式旁通管的长度能够方便地改变,可用它来代替伸缩式旁通管。第一和第二旁通管12和13分别具有一个外面部分和一个里面部分,但可以用伸缩式旁通管,它具有许多个外面部分和里面部分,它们可伸缩式相互接合。
作为例子,消声器19是普通的高背压消声器,而消声器18是一种具有简单内部结构的低背压消声器。也可以用一种双消声装置来代替消声器18和19,该双消声装置能够改变排出气体的通道。也就是说,双消声装置对正常行驶条件起一般的高背压消声器作用,而在控制下可以起具有低背压的低背压消声器。当使用双消声装置时,不需要阀20,而是这样利用控制器21来控制双消声装置,以便它能通过消声器内部的排出气体通道,来选择性地作为一种一般高背压消声器或一种低背压消声器来驱动。此外,双消声装置可以自动地转换,这样消声器有选择性地起一种普通高背压消声器或低背压消声器的作用。
控制器21接收并分析来自发动机控制装置(ECU)或加速度计的信号S,或来自传声器22的信号等,上述ECU或加速度计安放在发动机上,而传声器22安放在排气管11中。控制器21计算出发动机噪声的主分量,然后通过操纵调节器14和15(如通过气压缸实施),来调节可变旁通管12和13其中每个的长度。
如上所述制造的本发明第一实施例的主动式排气噪声控制装置10,将更充分地加以说明。排气噪声由发动机中的爆发作用产生,并包括各种噪声分量。然而,主噪声分量C的频率主要是与发动机每分钟转数(RPM)成正比。例如,当4冲程、4缸汽油发动机以900RPM(亦即每秒15转)旋转时,因为每转有两次爆发作用,所以主噪声分量的频率是30Hz。因此,大部分噪声分量主要是包括具有发动机RPM两倍频率的主噪声分量C,而另一些具有谐音的噪声分量是频率的整数倍。换句话说,大部分的噪声分量取决于发动机的RPM。根据实验,对4缸发动机,大部分噪声分量包括具有频率为发动机RPM两倍的分量C2和具有频率为发动机RPM 4倍的分量C4。具有频率为发动机RPM两倍的分量C2和具有频率为发动机RPM 4倍的分量C4二者之间的平衡取决于载荷和发动机的RPM。
首先,当起动发动机时,当从空转猛然改变发动机RPM、在空档时踩油门控制器踏板、高速下不正常行驶、或在市区低速行驶时,都能利用消声器入口处的阀20,使排出气体在常用的消声器19中流动。因此,排出气体和噪声都通过常用的排气系统。换句话说,噪声的主动控制没有进行。在这种情况下,发动机的效率不增加。
在高速下正常行驶时,从安装在发动机中的加速度计或电子控制装置(ECU)出来的信号S,或从安装在排气管11上的传声器22出来的信号等被传送到控制器21并在该控制器中进行分析,以及这样计算出主噪声分量C。在4冲程、4缸汽油发动机情况下,主噪声分量C是具有频率为发动机RPM两倍的分量C2。在4冲程、6缸汽油发动机情况下,主噪声分量C是具有频率为发动机RPM 3倍的分量。在计算出主噪声分量C之后,通过操纵调节器14(如气压缸)来调节旁通管12的长度,以使主排气管11的排气通道长度与排出气体和噪声由其通过的旁通管12的旁通通道长度之间的差,是主噪声分量C波长的一半。对4冲程、4缸汽油发动机,具有频率为发动机RPM两倍的分量C2是主噪声分量,而具有频率为发动机RPM奇数倍增量如3倍或5倍的噪声分量在主排气管11和旁通管12的结合部处被消除。此外,具有频率为分量C2频率两倍的分量是发动机RPM的两倍,通过操纵调节器15调节旁通管13的长度将其从受控噪声中消除掉。调节器15与调节器14一起操纵或是二者分开操纵。排出气体被允许通过简单结构的低排气压力的消声器18,并通过操纵阀20平稳地吹出。在这个阶段,如果使用双消声装置,它通过改变管道通道,作为具有很小背压的低背压消声器工作。这种主动式控制降低了背压并增加了发动机的效率。
在上述系统中,限制了改变旁通管长度的范围,因此,限制了可控制的发动机RPM范围。例如,对4冲程、4缸发动机,如果是用来控制频率为发动机RPM两倍的分量C2(它是在2,000-4,000RPM范围内运转的发动机中主噪声分量),第一旁通管12控制约67-133Hz的噪声,而第二旁通管13控制约133-267Hz的噪声。因此,在这种系统情况下,用4,000或更高RPM运转的发动机中的噪声未被控制。然而,即使对4000或更高RPM下的发动机运转,如果有一点儿具有频率为4倍发动RPM的分量C4,则通过控制第二旁通管13中具有频率为发动机RPM两倍的分量C2,使可控制的RPM范围增加两倍,亦即8,000RPM。在计算出具有频率为发动机RPM两倍的分量C2(是主噪声分量C)之后,通过操纵调节器15来调节第二旁通管13的长度,以使主排气管11和排出气体与噪声由其通过的第二旁通管13两个通道之间的长度差是发动机RPM两倍的分量C2(它是主噪声分量C)波长的一半。因此,在主排气管11和旁通管13的结合部分处,消除了具有频率为发动机RPM两倍的分量C2(它是主噪声分量C)和具有频率为分量C2频率的奇整数倍增量,如3倍或5倍的噪声分量。通过操纵阀20,使排出气体能通过低排气压力的消声器18,并被平稳地吹出。因此,控制了剩余的另一些宽频率的噪声。如果使用双消声装置,则通过改变其中通道,将它作为一种具有低背压的低排气压力消声器操作。
本发明的排气噪声主动控制装置10,还可以适合于一种用来降低在传送系统的管道内部,如建筑物空调系统中产生的噪声的装置。换句话说,如果从排气噪声主动控制装置10中取消了消声器18和19,则主排气管11及第一和第二旁通管12和13分别作为主空气传送管道和两个旁通管道制造,而如果设置一个调节器用于操纵每个旁通管和控制器用于控制调节器,则排气噪声主动式控制装置10可以适合于空调器管道内部的噪声消除装置。
在上述实施例中,主排气管11只设置两个旁通管12和13。然而,如果希望的话,可以设三个或更多的旁通管。当设置3个或更多的旁通管时,并且如果发动机的RPM太高,以致不能消除具有频率为发动机RPM两倍的分量C2时,则在第二旁通管中消除分量C2和具有频率为奇数倍增量,如3倍或5倍的增量,并且在第三旁通管中消除了具有频率为分量C2频率两倍的分量。
图3中示出按照本发明的第二实施例所述的排气噪声主动式控制装置30。按照第二实施例所述的主动式排气噪声控制装置30的基本结构和操作与按照第一实施例所述的主动式控制装置10的基本结构和操作相同,不同之处在于:它包括一个主排气管11和一由其分支的第二排气管31,并设置一个阀21、一个低背压消声器18和一个常用的高背压消声器19,上述阀21选择性地连通由主排气管11和第二排气管31所形成的两个排气通道,低背压消声器18安放在主排气管11的下游,而高背压消声器19安放在第二排气管31的下游。
在上述结构情况下,当开动发动机或在低速下行驶时,通过操纵阀32,使排出气体能流过第二排气管31和常用消声器19。因此,排出气体和噪声通过常用的排气系统。换句话说,噪声的主动式控制没有进行。在这种情况下,发动机的效率不增加。
当在高速下行驶时,通过操纵阀32,使排出气体能流经主排气管11。为了控制流入主排气管11的噪声,在控制器21中分析并计算主噪声分量C,然后,操纵调节器14和15。因而,利用第一排气管12来控制主噪声分量C和具有频率为主噪声分量C频率3倍和5倍的各噪声分量由第一旁通管21控制,而具有频率为主噪声分量C两倍频率的噪声分量也受第二旁通管13控制。
另外,如果在高速运转期间(如第一实施例中那样),有一点儿具有频率为发动机RPM 4倍的分量C4,则通过调节第二旁通管13的长度,可以消除具有频率为发动机RPM两倍的分量C2和具有频率为C2频率奇数倍增量、如3倍或5倍的噪声分量。在这种情况下,背压降低而发动机的效率增加。本例说明只设置两个旁通管12和13的主排气管11。然而,如果希望的话,可以设置3个或多个旁通管。
图4中示出按照本发明第三实施例所述的主动式排气噪声控制装置40。按照本发明第三实施例所述的排气噪声主动式控制装置40,具有一主排气管11和一U形长度可变的旁通管12,该旁通管12连接到主排气管11上,以便在穿过主排气管11的通道中,产生一个旁通区域。排气噪声主动式控制装置40,具有两个在主排气管下游分叉的消声器18和19,和一个阀20,该阀20选择性地使两个消声器18和19与主排气管11连通。
这样,当起动发动机或在低速下行驶时,利用消声器入口中的阀20,使排出气体能流经常用消声器19。因此,排出气体和噪声通过常用的排气系统。换句话说,噪声的主动式控制没有进行。在此情况下,发动机的效率没有增加。反之,以与图1所示现有技术相同的方式,通过操纵调节器14和调节旁通管12的长度,消除了具有频率为发动机RPM两倍的分量C2和具有频率为C2频率奇数倍增量,如3倍或5倍的噪声分量。
如果只有一点具有频率为按照发动机特点的发动机RPM 4倍的分量C4,则本实施例是实用的。而且,通过简单地设置两个在主排气管11的下游分叉的消声器18和19及一个阀20,可以降低噪声,阀20选择性地使主排气管11及两个消声器18和19与主排气管连通。在这种情况下,也可以用双消声装置。
在图5中示出按照本发明第四实施例所述的噪声控制装置50,用于控制空气输送系统如建筑物中空调系统管道里的噪声。在本实施例中,在主空气输送管道51中设置“U”形的第一和第二旁通管53和55,并且与本发明的第一实施例不同,旁通管53和55的长度是固定不变的。另外,在本实施例中,调节器14和15、两个消声器18和19、阀20及控制器21都没有用。这样做的理由是,空气输送系统如用风机送风式空调将空气送到主管道51的那些系统的规模,在建筑物空调系统中几乎是固定的,因此,在这类系统中产生的主噪声分量也大体上是固定的。在这类空气输送系统中产生的主噪声分量,可以在设计和制造阶段测量和/或计算出来。如此选定第一旁通管53的长度,以使在主空气输送管51和旁通管53的连接部分处,穿过它们的空气输送通道的长度差,与主噪声波长的一半相同。这样,利用“U”形的第一旁通管53,就消除了主噪声分量和具有频率为奇数倍增量(主噪声分量频率的3倍或5倍)的噪声分量。另外,通过适当地选择第二旁通管55的长度,可以消除具有频率为主噪声分量频率两倍的噪声分量。如此选定第二旁通管55的长度,以使在主空气输送管51和第二旁通管55的结合处,沿着它们二者的空气输送通道之间的长度差,与具有频率为主噪声分量频率两倍的噪声分量的波长一半相同。
因此,通过简单地在主空气输送管处设置一个旁通管,就能提供一种噪声控制装置,该噪声控制装置不需要在附加装置、复杂的维护和频繁修理等方面的额外费用。
图6和7分别示出风箱式(非伸缩式)旁通管61和天线式旁通管63。尽管在图6和7中未示出,但可以通过改变调节器14和15的操纵杆14a和15a的长度,将风箱式旁通管61和多级伸缩式(或天线式)旁通管63制成具有可变的长度,调节器14和15由来自控制器(如在前述伸缩式旁通管12和13中)的控制信号操纵。伸缩式旁通管12和13的最大长度与最小长度二者之比值约为2∶1。相反。风箱式管61和伸缩式旁通管63的比值可以改变到3∶1、4∶1或更多。因此,按照发动机运转速度,可控制的噪声范围也可以放宽。
如上所述,通过用长度可变的旁通管制造一个系统,可以控制排出气体及它们在低频带中的奇次和偶次谐音的主噪声分量,并且按照周围噪声的降低效应,可以降低较宽的低频带噪声。另外,在中-高频带的很宽范围里噪声的噪声水平稍低,并且波长短。这种噪声容易消除。因此,当利用位于管道下游的低背压消声器,只消除在中-高频带很宽范围里的噪声时,能够使用一种包括直线管和噪声吸收材料的消声器。
另外,如上所述,用本发明作为高速运行的主动控制方法,和常用的发动机起动和低速运行的被动控制方法。如果有一点儿具有频率为按照发动机特点的发动机RPM 4倍的分量C4,则通过主动式控制只是在实际运转中经常使用的RPM范围而不是发动机全部运转范围,用本发明消除了现有技术的缺点。例如,经常在高速公路上行驶的车辆发动机,大部分时间里都是高速行驶。这些发动机在不加热的发动机起动期间,或是在慢车道上驾驶时,可以用普通的排气系统控制,而在高速发动机运转期间,可以是如本发明所述的主动式控制。这将产生最佳的发动机功率,并为汽车节约燃料。
本领域的技术人员将会理解,在得益于本说明书之后,在不脱离本发明的精神和范围的前提下,此处所述的本发明的几个实施例可以修改或适用于其它特定的形式。因此,此处所述的例子和实施例无论从哪方面看都应看作仅仅是例证性的,并且本发明不限于所规定的细节。
Claims (20)
1.主动式排气噪声控制装置,包括:
主排气管(11);
第一旁通管(12),它具有一可变的长度,并在其两端处连接到上述主排气管(11)上,以使第一旁通部分限定在主排气管(11)的通道中,由此形成两个空气输送通道,每个该空气输送通道通过所述主排气管(11)和第一旁通管(12)的两个连接点中的每一个;
第二旁通管(13),它具有一可变的长度,并在其两端处连接到上述主排气管(11)上,以使第二旁通部分限定在主排气管(11)的通道中,由此形成两个空气输送通道,每个该空气输送通道通过所述主排气管(11)和第二旁通管(13)的两个连接点中的每一个;
第一和第二调节器(14)和(15),它们用于被致动以分别改变所述第一和第二旁通管(12)和(13)的长度;
控制器(21),用于控制所述第一调节器(14)以选择所述第一旁通管(12)的长度,从而使所述两个通过所述主排气管(11)和第一旁通管(12)的两个连接点的空气输送通道的长度彼此相差主噪声分量波长的一半,其中该主噪声分量产生于所述内燃机中;以及该控制器(21)用于控制所述第二调节器(15)以选择所述第二旁通管(13)的长度,从而使所述两个通过所述主排气管(11)的第二旁通管(13)的两个连接点的空气输送通道的长度彼此相差一噪声分量波长的一半,其中该噪声分量的频率为所述产生于所述内燃机中的主噪声的频率的2倍;
低背压消声器(18),其安装在所述主排气管(11)的下游;以及
高背压消声器(19),其与所述低背压消声器(18)隔开设置;从而当发动机的每分钟的转数大于一预定值时,所述主噪声分量和所述频率为该主噪声分量的频率2倍的噪声分量在所述主排气管(11)和第一旁通管(12)、第二旁通管(13)的各二连接点处被消除,并且剩余的其它宽频率噪声通过所述低背压消声器(18);当发动机的每分钟的转数低于该预定值时,排气噪声通过所述高背压消声器(19)。
2.按照权利要求1所述的主动式排气噪声控制装置,其特征在于:所述低背压消声器(18)和所述高背压消声器(19)在主排气管(11)的下游分叉;所述装置还包括一个由所述控制器(21)控制的阀(20),其用于选择性地使主排气管与所述消声器(18)和(19)连通,该阀(20)设置在所述主排气管(11)内。
3.按照权利要求1所述的主动式排气噪声控制装置,其特征在于:所述低背压消声器(18)和高背压消声器(19)作为一种双消声装置使用,该双消声装置安放在主排气管(11)的下游,并由控制器(21)控制,用于被选择性地致动,以起高背压消声器或低背压消声器中的一种的作用。
4.按照权利要求1所述的主动式排气噪声控制装置,其特征在于:所述低背压消声器(18)和高背压消声器(19)作为一种双消声装置使用,该双消声式装置安放在主排气管(11)的下游,并且根据排出气体的压力被选择性地作为高背压消声器或低背压消声器致动。
5.按照权利要求1所述的主动式排气噪声控制装置,其特征在于:该装置还包括一个第二排气管(31)和一个阀(32),该第二排气管(31)在第一排气管(12)的上游与主排气管(11)分叉,而阀(32)由所述控制器(21)控制,用于选择性地连通两个由主排气管(11)和第二排气管(31)限定的排出气体通道,阀(32)设置在主排气管(11)和第二排气管(31)之间;所述低背压消声器(18)安装在所述主排气管(11)的下游,所述高背压排气管(19)安装在所述第二排气管(31)的下游。
6.按照权利要求1-5其中之一所述的主动式排气噪声控制装置,其特征在于:上述第一和第二旁通管(12)和(13),其中每个旁通管(12)和(13)都包括U形外圆筒体(12a)和(13a)以及内圆筒体(12b)和(13b),它们可伸缩式相互连接;每个所述旁通管(12)和(13)的长度都适合于通过每个调节器(14)和(15)的操纵杆(14a)和(15a)的长度改变来进行改变,每个调节器(14)和(15)的操纵杆(14a)和(15a)由来自控制器(21)的控制信号操纵。
7.按照权利要求1-5其中之一所述的主动式排气噪声控制装置,其特征在于:上述第一和第二旁通管(12)和(13)是风箱式旁通管;每个所述旁通管(12)和(13)的长度都适合于通过每个调节器(14)和(15)的操纵杆(14a)和(15a)的长度改变来进行改变,每个所述调节器(14)和(15)的操纵杆(14a)和(15a)由来自控制器(21)的控制信号操纵。
8.按照权利要求1-5其中之一所述的主动式排气噪声控制装置,其特征在于:上述第一和第二旁通管(12)和(13)都是多级伸缩式旁通管;每个所述旁通管(12)和(13)的长度都适合于通过每个所述调节器(14)和(15)的操纵杆(14a)和(15a)的长度的改变来进行改变,每个所述调节器(14)和(15)的操纵杆(14a)和(15a)由来自控制器(21)的控制信号操纵。
9.主动式排气噪声控制装置,包括:
主排气管(11);旁通管(12),它具有可变的长度并在其两端处连接到上述主排气管(11)上,以便在主排气管(11)的通道中限定一个旁通部分;一个调节器(14),如此操纵该调节器(14),以便通过改变操纵杆(14a)来改变上述旁通管(12)的长度;和一个控制器(21),用于控制上述调节器(14),
上述装置还包括:一个较低背压消声器(18)和一个较高背压消声器(19),它们分叉并安放在主排气管(11)的下游;和一个阀(20),用于选择性地使主排气管(11)与两个消声器(18)和(19)连通,并且上述阀(20)由控制器(21)控制。
10.利用权利要求2所述的装置控制发动机中排气噪声的方法,其特征在于:在高速发动机运转下,噪声通过下述步骤控制:
在控制器(21)中分析主噪声分量C;
通过操纵调节器(14)和(15),除去主噪声分量C和具有频率为主噪声分量频率两倍和奇数倍的噪声分量;
调节旁通管(12)和(13)的长度;和
通过操纵阀(20)并使余下很宽范围通带的噪声通过低背压消声器(18),平稳地排放排出气体。
11.按照权利要求10所述的控制发动机中排气噪声的方法,其特征在于:在低速发动机运转或不加热起动发动机时,通过操纵阀(20)及然后使排出气体通过高背压消声器(19)的步骤,来进行上述噪声控制。
12.利用权利要求3所述的装置控制排气噪声的方法,其特征在于:在高速发动机运转下,通过下述步骤进行噪声控制:
分析控制器(21)中的主噪声分量C;
通过操纵调节器(14)和(15),除去主噪音分量C和具有频率为主噪声分量频率两倍或奇数倍的噪声分量;
调节旁通管(12)和(13)的长度;和
控制双消声装置,作为低背压消声器操纵。
13.按照权利要求12所述的控制发动机中排气噪声的方法,其特征在于:在低速发动机运转或不加热起动发动机时,上述噪声控制通过控制双消声装置,以便作为高背压消声器操纵该双消声装置的步骤来进行上述噪声控制。
14.利用权利要求4所述的装置控制排气噪声的方法,其特征在于:在高速发动机运转下,噪声控制通过下述步骤进行:
分析控制器(21)中主噪声分量C;
通过操纵调节器(14)和(15)除去主噪声分量C和具有频率为主噪声分量频率两倍和奇数倍的噪声分量;
调节旁通管(12)和(13)的长度;和
控制双消声装置,以便作为低背压消声器操纵。
15.按照权利要求14所述的控制发动机中噪声的方法,其特征在于:在低速发动机运转或不加热起动发动机时,上述噪声控制通过控制双消声装置的步骤来进行,以便将它作为高背压消声器操纵。
16.利用权利要求5所述的装置控制排气噪声的方法,其特征在于:在高速发动机运转下,噪声控制通过下述步骤进行:
操纵阀(32),以便使排出气体通过主排气管(11);
分析控制器(21)中的主噪声分量C;
通过操纵调节器(14)和(15),除去主噪声分量C和具有频率为主噪声分量频率两倍或奇数倍的噪声分量;
调节旁通管(12)和(13)的长度;和
通过操纵阀(20)并使余下很宽范围通带的噪声通过低背压消声器(18),排放排出的气体。
17.按照权利要求16所述的控制发动机中排气噪声的方法,其特征在于:在低速发动机运转或不加热起动发动机时,上述噪声控制通过下述步骤进行:操纵阀(32),以便使排出气体通过第二排气管(31),然后使排出气体通过高背压消声器(19)。
18.按照权利要求10、12、14和16其中之一所述的控制排气噪声的方法,其特征在于:上述方法还包括当发动机转速增加和第一旁通管(12)的长度降至其最小值时,用上述第二旁通管(13)控制主噪声分量C的步骤。
19.利用权利要求9所述的装置控制排气噪声的方法,其特征在于:在高速发动机运转下,噪声控制通过下述步骤进行:
分析控制器(21)中的主噪声分量C;
通过操纵调节器14,来除去主噪声分量C和具有频率为主噪声分量频率两倍和奇数倍的噪声分量;
调节旁通管(12)的长度;和
通过操纵阀(20)并使余下的很宽范围通带的噪声通过低背压消声器(18),平稳地排放排出气体。
20.按照权利要求19所述的控制发动机中排气噪声的方法,其特征在于:在低速发动机运转或不加热起动发动机时,上述噪声控制通过下述步骤进行,操纵阀(32),以使排出气体通过高背压消声器(19)。
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