CN111608767A - 一种车辆圆形排气消声器 - Google Patents

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王昕灿
孙旭
王皆佳
翟羽
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Abstract

本发明公开了一种应用于重型卡车底的车辆圆形排气消声器，涉及汽车排气系统的领域，包括横截面为圆形的壳体，壳体具有前后端盖，壳体内内设两个隔板，进气管，出气管，连通管。隔板之间形成共振腔，隔板与前后端盖之间分别形成消音腔。端盖、隔板支撑并约束排气管、出气管和连通管。外壳为夹层金属结构，夹层中间是耐高温吸声材料。本发明圆形的外壳轮廓适应了重型卡车的车架结构空间且最大限度的增宽消声频带，降低噪音。

Description

一种车辆圆形排气消声器
技术领域
本发明涉及汽车排气系统的技术领域，尤其涉及一种应用在重型卡车的车辆圆形排气消声器。
背景技术
消声器是汽车发动机排气系统必不可少的装置，要求其既能排出发动机燃烧后的废气，又能够以自身的优良结构降低排气噪音。重型卡车上的消音器与发动机相连，主要用来降低发动机的噪音。目前普通重型卡车上的消音器内部结构复杂，气流通过效率不明显，频谱中的可听声成分偏高，噪音和振动大，对驾驶员有干扰和存在潜在的公共危害。
发明内容
本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种车辆圆形排气消声器，解决了目前消声器内部结构复杂，消声效果不明显的问题。
为了解决上述问题，本发明提供了一种技术方案：
一种车辆圆形排气消声器，其特征在于，包括截面为圆形的壳体，壳体为夹层金属结构，夹层中间是耐高温吸声材料，壳体具有前后端盖，壳体内设置有两个隔板；消声器设置有进气管，出气管；两个隔板之间形成共振腔，隔板与前后端盖之间分别形成前消音腔和后消音腔；
进气管垂直通过壳体的圆弧面伸入前消音腔，出气管与圆形壳体的中心轴线平行且穿过两隔板延伸至壳体外部，并与隔板相垂直；
两隔板之间还垂直贯穿设置有若干连接管。
进一步的，所述进气管中段部分为穿孔结构。
进一步的，所述出气管在两隔板间的部分为穿孔结构。
进一步的，所述连接管数量至少为三个，所述连接管环向均布设置在隔板四周。
优选的，相邻的所述连接管的直径不等。
进一步的，所述壳体的夹层金属结构的内层板为穿孔结构。
进一步的，所述隔板除穿设连接管的部分，其余部分为穿孔结构。
进一步的，所述出气管靠近出口端内部安装有消声板，所述消声板为穿孔结构。
优选的，所述穿孔结构为阵列均布开设多组直径为5mm圆孔的结构。
优选的，所述吸声材料为多孔疏松吸声材料。
由于采用了上述技术方案，本发明与现有技术相比的有益效果是：
圆形的外壳轮廓适应重型卡车车架的空间结构，可布置在车架内侧，隔板之间形成了共振腔，隔板与前后端盖之间分别形成了前消音腔和后消音腔，且进气管和出气管分别有部分为穿孔结构，两隔板之间还设有连接管，这样的内部结构有效降低噪音；且消声器外壳为夹层金属结构，夹层内为消声材料，进一步使得排放废气及发动机声音的低频、中频窄带噪声和峰值噪声均得以有效降低，效果极佳。通过采用共振腔消声、扩张腔消声、穿孔板消声、阻性材料消声相结合得方法，大大提高了消音器的消音效率。
附图说明
为了易于说明，本发明由下述的具体实施及附图作以详细描述。
图1为本发明的内部结构示意图。
图2为本发明在图1中A-A对应的剖视图。
图3为本发明的隔板截面图。
1-出气管；2-圆形壳体；3-出气穿孔管；4-隔板；5-连接管；6-进气穿孔管；7-进气管；8-共振腔；9-前消音腔；10-后消音腔；11-消声板。
具体实施方式
如图1至图3所示，本具体实施方式采用以下技术方案：图1是本发明的圆形截面消声器的截面图，图2是图一的剖视图，消声器截面为圆形的壳体2，壳体2为夹层金属结构，夹层中间是耐高温吸声材料，壳体2具有前后端盖，壳体2中设置有两个隔板4；消声器设置有进气管1，出气管7；两个隔板之间形成共振腔8，隔板4与前后端盖之间分别形成前消音腔9和后消音腔10；
进气管7垂直通过壳体2的圆弧面伸入前消音腔9，出气管1与圆形壳体2的中心轴线平行且穿过两隔板4并延伸至壳体2外部，并与隔板4相垂直；
两隔板4之间还垂直贯穿设置有若干连接管5。
通过进气管1和出气管7的垂直设置，代替传统平行设置或共线设置，从而规避了传统设置形成气流快速流通导致消音降噪过程短暂的问题，另外进气管1和出气管7并非之间连通，内部还设有共振腔8、消音腔9和后消音腔10，以及壳体1采用耐高温吸声材料的夹层金属结构，实现共振腔消声、扩张腔消声、阻性材料消声相结合的高效消音。
进一步的，所述进气管7部分为穿孔结构的进气穿孔管6。通过进气管的穿孔设计，首先通过孔壁的摩擦和阻尼作用，部分声能转化为热能从而消耗掉，噪音得到衰减。
进一步的，所述出气管在两隔板4间的部分为穿孔结构的出气穿孔管3。此处穿孔结构设定在隔板4之间，是为了让气流从后消音腔10后不直接从出气管1中出去，而是回流到隔板4之间的共振腔8以及前消音腔9内，进一步完成共振消音，而后声音在通过出气穿孔管3的孔壁的摩擦和阻尼作用，部分声能转化为热能从而消耗掉，使得噪音进一步得到衰减。
进一步的，所述连接管5数量至少为三个，所述连接管5环向均布设置在隔板四周。通过均布设置的连接管，是为了形成稳定的气流回转，同时又保证气流快速地完成前消音腔9和后消音腔10之间的流通，进一步实现与共振腔8之间的共振消音。
优选的，相邻的所述连接管5的直径不等。如图3，不同直径的连接管错位设置，将实行气流回转形成不同的流速，进而可以吸收消除不同频率的噪音，即扩大了消音频率范围。
进一步的，所述壳体的夹层金属结构的内层板为穿孔结构。通过夹层金属结构的内层板的穿孔，可实现噪音在前消音腔9、后消音腔10以及共振腔8内大范围被吸入到夹层金属结构内部的耐高温吸声材料内，从而实现整体消音结构的快速降噪；且可实现用来增加中低频率范围内的针对性的消音效果。
进一步的，所述隔板除穿设连接管的部分，其余部分为穿孔结构。通过孔壁的摩擦和阻尼作用，部分声能转化为热能从而消耗掉，使得噪音在前消音腔9和后消音腔10内接触到隔板4时又能进一步得到衰减，同时也能实行气流进入共振腔8内，形成对流撞击，进一步消耗噪音能量，降低气流流速，实现消音。
进一步的，所述出气管1靠近出口端内部安装有消声板11，所述消声板11为穿孔结构。出口端的消声板11是为了避免终端气流直线快速流出出气管1，消声板11作为最后一道消音关口，同样利用孔壁的摩擦和阻尼作用，部分声能转化为热能从而消耗掉，实现噪音最后的一次的衰减降噪处理。
优选的，所述穿孔结构为阵列均布开设多组直径为5mm圆孔的结构。
优选的，所述吸声材料为多孔疏松吸声材料。
其进气穿孔管7中，废气此时分为两流，一流只穿过进气穿孔管7底端进入到前消音腔9中，气流膨胀，流速降低，噪音得到衰减；另一流从进气穿孔管的小孔进去到前消音腔9中。前消音腔9中的废气气流通过连接管5进入到后消音腔10中，后消音腔10中气流膨胀，再通过连接管回到前消音腔9中，降低气流流出消声器的速度；前扩张器中的另一份气流会直接进入到出气管1中，出气管1在两隔板之间部分为出气穿孔管3，在共振腔8内的某个低频率段，由于废气脉冲气流在消声器内产生压力波，穿孔孔径中的气体柱在压力波的作用下，会向活塞一样往复运动，通过孔壁的摩擦和阻尼作用，部分声能转化为热能从而消耗掉，噪音得到衰减，消声器内的气流由于膨胀共振等会运动到圆形外壳2的内壁上，圆形外壳2夹层中的消音材料为蓬松的消音材料，可以更进一步的衰减噪音。
本发明消声器的消音腔、共振腔和圆形外壳的夹层设计，可以消除废气的低频、中频窄带噪声和峰值噪声。废气再通过消声器内部腔体时，声能的一部分还会转化为热能消耗掉，降低噪音。通过采用共振腔消声、扩张腔消声、穿孔板消声、阻性材料消声相结合得方法，大大提高了消音器的消音效率。
综上所述，本发明的床垫具有结构合理简单、生产成本低、功能齐全的特点，在具备降噪的同时，能够做到更加有效的衰减噪音。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点，本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内，本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种车辆圆形排气消声器，其特征在于，包括截面为圆形的壳体，壳体为夹层金属结构，夹层中间是耐高温吸声材料，壳体具有前后端盖，壳体内设置有两个隔板；消声器设置有进气管，出气管；两个隔板之间形成共振腔，隔板与前后端盖之间分别形成前消音腔和后消音腔；
进气管垂直通过壳体的圆弧面伸入前消音腔，出气管与圆形壳体的中心轴线平行且穿过两隔板延伸至壳体外部，并与隔板相垂直；
两隔板之间还垂直贯穿设置有若干连接管。
2.如权利要求1所述的一种车辆圆形排气消声器，其特征在于：所述进气管中段部分为穿孔结构。
3.如权利要求2所述的一种车辆圆形排气消声器，其特征在于：所述出气管在两隔板间的部分为穿孔结构。
4.如权利要求3所述的一种车辆圆形排气消声器，其特征在于：所述连接管数量至少为三个，所述连接管环向均布设置在隔板四周。
5.如权利要求4所述的一种车辆圆形排气消声器，其特征在于：相邻的所述连接管的直径不等。
6.如权利要求5所述的一种车辆圆形排气消声器，其特征在于：所述壳体的夹层金属结构的内层板为穿孔结构。
7.如权利要求6所述的一种车辆圆形排气消声器，其特征在于：所述隔板除穿设连接管的部分，其余部分为穿孔结构。
8.如权利要求8所述的一种车辆圆形排气消声器，其特征在于：所述出气管靠近出口端内部安装有消声板，所述消声板为穿孔结构。
9.如权利要求2或3或6或7或8所述的一种车辆圆形排气消声器，其特征在于：所述穿孔结构为阵列均布开设多组直径为5mm圆孔的结构。
10.如权利要求9所述的一种车辆圆形排气消声器，其特征在于：所述吸声材料为多孔疏松吸声材料。
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