CN111577438A - 一种抑制气柱共鸣的管子及消声器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及机动车排气系统技术领域，更具体地，涉及一种抑制气柱共鸣的管子及消声器。其中管子包括管体，所述管体设有若干穿孔区，各穿孔区外围均套设有消音组件，所述消音组件完全覆盖于穿孔区上；所述消音组件留有若干透气间隙。该管子一方面可以实现常用的消声效果，另一方面能减弱出气孔附近的气流振动，有效抑制气柱共鸣现象。另外该消声器包括壳体以及若干上述的管子，各管子设置于壳体内，与传统的消声器相比，可抑制管子气柱共鸣(共振)现象，降低气柱共鸣产生的噪声。

Description

一种抑制气柱共鸣的管子及消声器

技术领域

本发明涉及机动车排气系统技术领域，更具体地，涉及一种抑制气柱共鸣的管子及消声器。

背景技术

汽车噪声主要来自汽车排气噪声，若不加消声器，在一定速度下，噪声可达100分贝以上。在机动车排气系统中加上消声器，可使排气噪声降低20-30分贝。现在，机动车基本已经默认在排气系统中加上消声器，但是，现有的消声器中使用的管子在排气声的加振下，管子自身容易产生管道的气柱共鸣(共振)现象，管道气柱共鸣(共振)现象会恶化排气系统的消声性能，甚至出现客户的投诉。由于气柱共鸣产生低频噪音，传统消声器的消音功能以及结构对气柱共鸣的抑制达不到理想效果。因此，研究一种既能消音，又可有效抑制气柱共鸣的消声器具有重要意义。

发明内容

本发明为克服上述现有技术所述的缺陷，提供一种抑制气柱共鸣的管子，一方面可以到达常用的消声效果，另一方面能减弱出气孔附近的气流振动，有效抑制气柱共鸣现象。另外，本发明还提供一种抑制气柱共鸣的消声器，与传统的消声器相比，能有效抑制气柱共鸣现象。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种抑制气柱共鸣的管子，包括管体，所述管体设有若干穿孔区，各穿孔区外围均套设有消音组件，所述消音组件完全覆盖于穿孔区上；所述消音组件留有若干透气间隙。

其中，排气时，气流从管体一端向另一端流动，并流过穿孔区，由于管体穿孔区外围覆盖有消音组件，消音组件有透气间隙，气流可以从透气间隙进入管体内，也可以从管体内流出。当气柱共鸣发生时，在小孔附近会有较强的气体振动，利用带有透气间隙的消音组件产生的阻尼降低气体的振动，减弱气柱共鸣。

作为其中一种优选的方案，所述消音组件为覆盖件，所述覆盖件完全覆盖于穿孔区，并连接固定在管体外围。覆盖件一方面包裹固定在穿孔区外围，另一方面气流通过透气间隙流入到管体内部。

作为其中一种优选的方案，所述消音组件还包括吸音材料，所述吸音材料被包裹于覆盖件中，并紧密贴合于穿孔区。常用的吸音材料为超细玻璃纤维棉等，该吸声材料可以在低成本的情况下实现吸声效果的最大化。

作为其中一种优选的方案，所述覆盖件为空心圆筒，空心圆筒套紧于管体上；所述空心圆筒侧壁设有若干透气孔。空心圆筒为的最小内径不小于管体外径，以便稳固套紧在管体外壁上。

作为其中一种优选的方案，所述覆盖件为钢丝网。覆盖件也可选定为钢丝网，钢丝网为柔性固定件，利用其自身的可变形性将吸音材料进行收卷并包裹，最后绑定在管体外壁上。

作为其中一种优选的方案，所述管体为管材，两端呈开口；所述穿孔区包括若干出气孔，所述出气孔绕管体圆周分布。不同穿孔区的出气孔数量可以不同。

作为其中一种优选的方案，所述覆盖件的材质密度小于管体的密度，可以尽量减轻覆盖件的自身重量。

一种抑制气柱共鸣的消声器，包括壳体以及若干上述的管子，各管子设置于壳体内，用于消声、排气。该消声器的基本结构与常用的消声器相似，主要区别在于该消声器采用了上述可有效抑制气柱共鸣的管子。

进一步地，所述壳体设有进气管，进气管固定于壳体上并连通壳体内外；所述壳体还设有多个带孔隔板，各带孔隔板将壳体内部划分成多个腔室；所述管子横跨各腔室，并保持管子一端包裹于壳体中，另一端延伸出壳体外。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明公开了一种抑制气柱共鸣的管子和一种抑制气柱共鸣的消声器，在消音组件中留有透气间隙，可减少出气孔附近的气流振动，有效抑制气柱共鸣共振现象，而且，在消音组件中包裹吸音材料，既能到达消音作用，又能降低气柱共鸣产生的噪声。

附图说明

图1是消声器的整体结构示意图。

图2是实施例1管子的结构示意图。

图3是实施例1第一种消声器的L1、L2划分示意图。

图4是实施例1第二种消声器的L1、L2划分示意图。

图5是实施例1第三种消声器的L1、L2划分示意图。

图6是实施例1第一种消声器的气柱共鸣声音分贝图。

图7是实施例1第二种消声器的气柱共鸣声音分贝图。

图8是实施例1第三种消声器的气柱共鸣声音分贝图。

图9是实施例2管子的结构示意图。

图10是实施例3管子的结构示意图。

图11是实施例4管子的使用状态简图。

图12是实施例5管子的使用状态简图。

其中，1管体，2穿孔区，3消音组件，31覆盖件，32吸音材料，33透气孔，4壳体，5进气管，6带孔隔板，7腔室，8间隙材料，81微孔。

具体实施方式

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。附图中描述位置关系仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。

实施例1

如图1-2所示，本实施例提供了一种抑制气柱共鸣的管子，管子包括管体1，该管体1为管材，两端呈开口，以便气流进出。同时，管体1设有若干穿孔区2，穿孔区2包括若干出气孔，出气孔绕管体1圆周分布。

另外，各穿孔区2外围均套设有消音组件3，消音组件3完全覆盖于穿孔区2上，并且消音组件3留有若干透气间隙。具体地，消音组件3为覆盖件31，本实施例中覆盖件31为空心圆筒，材质密度小于管体1的密度。空心圆筒完全覆盖穿孔区2，并套紧于管体1外围。空心圆筒侧壁设有若干的透气孔33。

进一步，本实施例还提供了一种抑制气柱共鸣的消声器，该消声器包括壳体4以及若干上述的管子，各管子设置于壳体4内，用于消声、排气。壳体4设有进气管5，进气管5固定于壳体4上并连通壳体4内外；壳体4还设有多个带孔隔板6，各带孔隔板6将壳体4内部划分成多个腔室7；管子横跨各腔室7，并保持管子一端包裹于壳体4中，另一端延伸出壳体4外。

消声器以及管子的工作原理过程如下：废气从进气管5进入消声器壳体4中，废气透过带孔隔板6散布至各腔室7，从管子的开口一端进入管体1，进行排气。废气气流沿管体1内壁流动，由于气流较大，因此管子内产生噪音。当气流经过管体1的穿孔区2时，部分气流进入到覆盖件31中，同时，腔室7中的部分气流也从透气间隙、穿孔区渗入管体1内，因此，在出气孔附近会有较强的气体振动，利用带有透气间隙的覆盖件产生的阻尼降低气体的振动，从而减弱气柱共鸣。

为了进一步测试该管子的抑制气柱共鸣作用，采用实验进行验证。

分别采用三种消声器分别进行实验，第一种消声器设有不设穿孔区的管子，第二种消声器设有一个穿孔区的管子，第三种消声器设有一个穿孔区和消音组件的管子。其中，以穿孔区2为界限，将管子划分为两段，管子完整长度为L1，穿孔区至管子出口的长度为L2，如图3-5所示。

实验步骤如下：

a、将第一种消声器装配到测试车辆，同时测试车辆固定在底盘测功机；b、在消声器附件分布麦克风，将各设备完成接线准备；c、启动测试车辆发动机，保持怠速；d、采集实验数据；e、分别将第二种消声器、第三种消声器装配到测试车辆上，重复a-d的试验步骤。

图6为第一种消声器的气柱共鸣声音分贝图，第一种消声器的内管上不设穿孔区，L1段发生气柱共鸣现象。

图7为第二种消声器的气柱共鸣声音分贝图，第二种消声器的内管上设有一个穿孔区，L1段气柱共鸣被切断，L2段发生气柱共鸣。

图8为本实施例的消声器也即第三种消声器的气柱共鸣声音分贝图，第三种消声器的内管上设有一个穿孔区并覆盖有消音组件，L1、L2段的气柱共鸣能量得到大幅下降。

由此可见，利用带有透气间隙的消音组件产生的阻尼可降低气体的振动，有效减弱气柱共鸣。

实施例2

如图9所示，本实施例也提供了一种抑制气柱共鸣的管子，结构原理和实施例1相近，不同之处在于，本实施例的消音组件3还包括吸音材料32，本实施例中覆盖件31为空心圆筒，材质密度小于管体1的密度。空心圆筒完全覆盖穿孔区2，并套紧于管体1外围。空心圆筒侧壁设有若干均匀分布的透气孔33。同时，吸音材料32被包裹在空心圆筒中，并与穿孔区2的出气孔紧密贴合，本实施例采用的吸音材料32为超细玻璃纤维棉，该吸声材料可以在低成本的情况下实现吸声效果的最大化。

实施例3

如图10所示，本实施例同样提供了一种抑制气柱共鸣的管子和消声器，结构原理与实施例2相似，不同之处在于，本实施例消音组件3中的覆盖件31为钢丝网，钢丝网为柔性固定件，利用其自身的可变形性将吸音材料32进行收卷并包裹，最后绑定在管体1外壁上。同时，钢丝网自身附带透气间隙，不需再另外增设透气孔33。

实施例4

如图11所示，本实施例同样提供了将具有抑制气柱共鸣作用的管子应用在机动车排气系统的外管上，消音排气原理与实施例2、3相似，不同之处在于，应用的位置不同。

实施例5

如图12所示，本实施例也提供了一种抑制气柱共鸣的管子，该管子包括管体1，管体1设有贯穿管壁的穿孔区2，穿孔区2外覆盖有一层间隙材料8，间隙材料8远离穿孔区2的一端留有若干用于透气的微孔81。间隙材料8可以是吸音材、钢丝网、钢丝垫圈等有缝隙的材料，微孔81和缝隙产生的阻力来控制气体的振动，从而控制气柱共鸣的发生，低减气柱共鸣产生的噪声。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种抑制气柱共鸣的管子，包括管体(1)，其特征在于：所述管体(1)设有若干穿孔区(2)，各穿孔区(2)外围均套设有消音组件(3)，所述消音组件(3)完全覆盖于穿孔区(2)上；所述消音组件(3)留有若干透气间隙。

2.根据权利要求1所述的一种抑制气柱共鸣的管子，其特征在于：所述消音组件(3)为覆盖件(31)，所述覆盖件(31)完全覆盖于穿孔区(2)，并连接固定在管体(1)外围。

3.根据权利要求2所述的一种抑制气柱共鸣的管子，其特征在于：所述消音组件(3)还包括吸音材料(32)，所述吸音材料(32)被包裹于覆盖件(31)中，并紧密贴合于穿孔区(2)。

4.根据权利要求2或3所述的一种抑制气柱共鸣的管子，其特征在于：所述覆盖件(31)为空心圆筒，空心圆筒套紧于管体(1)上；所述空心圆筒侧壁设有若干透气孔(33)。

5.根据权利要求2或3所述的一种抑制气柱共鸣的管子，其特征在于：所述覆盖件(31)为钢丝网。

6.根据权利要求2所述的一种抑制气柱共鸣的管子，其特征在于：所述管体(1)为管材，两端呈开口；所述穿孔区(2)包括若干出气孔，所述出气孔绕管体(1)圆周分布。

7.根据权利要求6所述的一种抑制气柱共鸣的管子，其特征在于：所述覆盖件(31)的材质密度小于管体(1)的密度。

8.一种抑制气柱共鸣的消声器，其特征在于：包括壳体(4)以及若干权利要求1-7任一项所述的管子，各管子设置于壳体(4)内，用于消声、排气。

9.根据权利要求8所述的一种抑制气柱共鸣的消声器，其特征在于：所述壳体(4)设有进气管(5)，进气管(5)固定于壳体(4)上并连通壳体(4)内外；所述壳体(4)还设有多个带孔隔板(6)，各带孔隔板(6)将壳体(4)内部划分成多个腔室(7)；所述管子横跨各腔室(7)，并保持管子一端包裹于壳体(4)中，另一端延伸出壳体(4)外。

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