CN112081694A - 一种进气系统复合型消声器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种进气系统复合型消声器，包括阻性消音器和抗性消音器，所述阻性消音器和抗性消音器相连接形成复合型消声器整体；其中，所述阻性消音器包括阻性中心管和阻性外管，所述阻性中心管套设于所述阻性外管内，二者之间形成阻性谐振腔，所述阻性谐振腔内装填阻性材料，所述阻性中心管的管壁设有若干阻性消音器通孔，所述阻性中心管表面设有金属网。与现有技术相比，本消声器对于发动机和涡轮增压器产生的噪音，起到宽频高消声量的消声作用。
Description
本申请基于2019年6月14日向中华人民共和国国家知识产权局提交的专利申请2019105178802，将该专利申请的内容以引用的方式并入本文。
技术领域
本发明涉及一种消声器，具体涉及一种进气系统复合型消声器。
背景技术
随着汽车行业不断的发展，涡轮增压器在汽车上的应用不断普及，涡轮增压器的宽频噪音问题也随之而来，同时各大主机厂对整车性能追求以及消费者对整车舒适性要求也在不断提升，常规的阻性消声器和抗性消声器已经难以满足涡轮增压器和发动机带来的噪音问题，声学舒适性成了一个充满挑战力的工作，那么两者相结合的复合型消声器越来越多的被运用。
复合型消声器的应用同样带来了一些问题，进气系统消声器的上下游附近经常布置有PCV和炭罐管路，那么复合型消声器的阻性材料容易受油气、颗粒的影响，加上本身材料易脱落为碎屑进入发动机的特性成为很大的问题。
此外，复合型消声器的消声效果仍需做进一步优化。
发明内容
本发明的目的就是为了解决上述问题而提供一种进气系统复合型消声器。
本发明的目的通过以下技术方案实现：
一种进气系统复合型消声器，包括阻性消音器和抗性消音器，所述阻性消音器和抗性消音器相连接形成复合型消声器整体；其中，所述阻性消音器包括阻性中心管和阻性外管，所述阻性中心管套设于所述阻性外管内，二者之间形成阻性谐振腔，所述阻性谐振腔内装填阻性材料，所述阻性中心管的管壁设有若干阻性消音器通孔，所述阻性中心管表面设有金属网。
本发明将阻性消音器和抗性消音器连接形成复合型消声器整体，阻性和抗性消声器相结合，能对不同频段的噪声起作用，拓宽消声器消声的频率范围，消声量有很大提升，满足涡轮增压器和发动机带来的噪音问题，同时在阻性中心管表面设置金属网，从管道上布置的PCV管路进来的机油雾化颗粒和炭罐管路进来的汽油蒸汽被金属网阻隔，有效去除了油气、颗粒，同时金属网又阻止了阻性材料脱落下的碎屑进入发动机内部，大大增强了进气系统复合型消声器的消音效果及使用寿命。
优选地，所述阻性材料的装填厚度为30-50mm，声学阻性材料的规格一般在10-50mm，选取的原则是相同属性下，厚度越厚，声学性能消声能力越优，本发明基于试验数据(如图10)，将本消声器的厚度限定为30-50mm。
优选地，所述阻性消音器通孔的开孔率为60％-90％，开空滤的增大对于声学阻性材料的利用更充分，不能少于60％，开孔率为60％-90％，声学性能最优。
优选地，所述金属网通过超声波焊接或者通过注塑固定在所述阻性中心管壁面。
优选地，所述抗性消音器包括抗性中心管和抗性外管，所述抗性中心管套设于所述抗性外管内，二者之间形成至少一个抗性谐振腔，所述抗性中心管管壁设有若干抗性消音器通孔。
优选地，所述抗性外管为壳体，所述抗性中心管为插接管，所述抗性外管由多段阶梯管组成，所述抗性中心管外部设有与所述阶梯管相匹配的隔板，所述抗性中心管插入所述抗性外管时，形成多个独立的抗性谐振腔。
优选地，该复合型消声器还设有PCV管和炭罐管，所述PCV管和炭罐管设于所述抗性消音器上。
优选地，所述阻性消音器和抗性消音器相卡接。
优选地，所述的阻性消音器和抗性消音器分别设有凸起部和凹槽部，所述阻性消音器的凸起部与凹槽部分别与所述抗性消音器的凹槽部与凸起部相匹配设置，二者卡接连接成为复合型消声器整体。
本复合型消声器具体工作原理为，发动机运行，经过空滤净化的空气从进气侧进入干净管内，PCV管路内出来机油类气体，并经过雾化后形成颗粒，经过带吸声材料的阻性谐振腔，金属网起到很好的隔绝作用；同时炭罐管路内出来汽油类的蒸汽，经过带吸声材料的阻性谐振腔，金属网同样能起到很好的阻挡作用。金属网对于吸声材料本身的易脱落形成的碎屑具有很好的阻挡作用，防止碎屑进入发动机。对于发动机和涡轮增压器产生的噪音经过复合型消声器，能起到宽频高消声量的消声作用。
与现有技术相比，本复合型消声器的具体优点为：
1、防碎屑：阻性吸声材料易脱落成为碎屑进入发动机内部，金属网的布置能很好的防止这一现象的发生；
2、去油气，颗粒：从管道上布置的PCV管路进来的机油雾化颗粒和炭罐管路进来的汽油蒸汽对吸声材料具有腐蚀作用，吸声材料的耐久性和声学特性由于金属网的布置得到很大的提升；
3、宽频、高消声量：阻性和抗性消声器相结合，能对不同频段的噪声起作用，拓宽了消声器消声的频率范围，且消声量也有一定的提升；
4、灵活多变的设计：该发明能适应不同的边界和设计需求，灵活多变选择阻性和抗性消声器的组合方式；阻性消声器形式多样，可以布置在直管、弯管，腔室可以是整圈、半圈；抗性消声器的打孔方式同样多变，可以是圆孔、方孔及两者相结合的形式。
附图说明
图1为本发明实施例1的外部结构示意图；
图2为图1的A-A向断面图；
图3为图2的B处局部放大示意图；
图4为本发明实施例1的爆炸图；
图5为本发明实施例2的断面图；
图6为本发明实施例2的爆炸图；
图7的图5的B处局部放大示意图；
图8为本发明实施例3的断面示意图；
图9为本发明实施例3阻性消音器金属网设置的局部放大图；
图10为不同厚度声学阻性材料的声学性能测试结果；
图11为实施例1的声学性能测试结果；
图12为实施例2的声学性能测试结果；
图13为实施例3的声学性能测试结果；
图14为填充声学材料与不填充声学材料的声学性能测试结果。
图中：
阻性消音器1、阻性外管11、阻性中心管12、金属网13、阻性材料14；
抗性消音器2、抗性外管21、抗性中心管22、隔板221。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例1
如图1，一种进气系统复合型消声器，包括右侧的阻性消音器1和左侧的抗性消音器2，阻性消音器1和抗性消音器2相连接形成复合型消声器整体。
如图2、4，阻性消音器1包括阻性中心管12和阻性外管11，本实施例中，阻性中心管12为圆管，阻性外管11为类圆管壳状，阻性中心管12同轴套设于阻性外管11内，阻性中心管12的两端设有环状的隔板，用于与阻性外管11端部配合，阻性中心管12与阻性外管11之间形成阻性谐振腔，在阻性谐振腔内装填阻性材料14(即吸声材料)，阻性材料厚度为30-37.5mm，吸声材料需填充满整个腔室，图14为填充声学材料与不填充声学材料的声学性能测试结果，可知装填声学材料后对中高频噪音具有显著的消音效果。阻性中心管的管壁设有若干阻性消音器通孔，腔室内开孔的开孔率为75％，阻性消音器1对进入的气体起到阻性消音作用。
抗性消音器2包括抗性中心管22和抗性外管21，抗性中心管22套设于抗性外管21内，具体地，抗性外管21为类圆管壳体，抗性中心管22为插接管，抗性外管21呈阶梯管状结构，从左端至右端依次增大，抗性中心管22外部设有与抗性外管21呈阶梯管状结构相匹配的隔板，抗性中心管插入抗性外管时，可形成多个独立的抗性谐振腔。
本实施例中，抗性外管21为三段阶梯管，抗性外管21中间设有两个隔板221，抗性中心管22插入抗性外管21时，形成了三个独立的抗性谐振腔，抗性中心管管壁设有若干抗性消音器通孔，抗性消音器通孔与各个抗性谐振腔相连通，对进入的气体起到抗性消音作用。
抗性外管21上设有分别与PCV管和炭罐管连通的开口，PCV管与曲轴箱通风系统连接，碳罐管与碳罐连接。
由于阻性材料容易受油气、颗粒的影响，加上本身材料易脱落为碎屑进入发动机，在阻性中心管12表面设置金属网13以解决该问题，如图3，本实施例金属网13与阻性中心管12内表面用超声波焊接固定。设置金属网13后，从管道上布置的PCV管路进来的机油雾化颗粒和炭罐管路进来的汽油蒸汽被金属网13阻隔，有效去除了油气、颗粒，同时金属网又阻止了阻性材料脱落下的碎屑进入发动机内部，大大增强了进气系统复合型消声器的消音效果及使用寿命。
阻性消音器1和抗性消音器2相卡接，具体可采用如下方法连接，阻性消音器和抗性消音器2分别设有凸起部和凹槽部，阻性消音器的凸起部与凹槽部分别与抗性消音器的凹槽部与凸起部相匹配设置，二者卡接连接成为复合型消声器整体。本实施例中，阻性外管11与阻性中心管12的端部设有两个凸起的卡环，抗性外管21与抗性中心管22设有与卡环相配合的卡槽，二者通过卡接实现连接。
具体使用时，将该装置安装于汽车消音系统中，当发动机运行时，经过空滤净化的空气从进气侧进入干净管内，PCV管路内出来机油类气体，并经过雾化后形成颗粒，经过带吸声材料的阻性谐振腔，金属网起到很好的隔绝作用；同时炭罐管路内出来汽油类的蒸汽，经过带吸声材料的阻性谐振腔，金属网同样能起到很好的阻挡作用。金属网对于吸声材料本身的易脱落形成的碎屑具有很好的阻挡作用，防止碎屑进入发动机。对于发动机和涡轮增压器产生的噪音经过复合型消声器，经过阻性和抗性消音，起到宽频高消声量的消声作用，阻性和抗性消声器相结合，能对不同频段的噪声起作用，拓宽消声器消声的频率范围，消声量有很大提升，充分满足涡轮增压器和发动机带来的噪音问题。
经过测试，图11为实施例1的声学性能测试结果，可知，本发明复合型消声器在1500-6000Hz频段内传递损失均在20dB以上，对于中高频段噪音具有较好的消音效果。
实施例2
如图5、6、7，本发明提供另一种进气系统复合型消声器结构，与实施例1不同的是，该实施例中阻性消音器1为弯管结构，抗性消音器2设有两个独立的谐振腔，阻性外管11与抗性外管21均为方形壳状。在弯管上布置开孔较大的阻性消音器通孔，并布置金属网，金属网与管道内表面用超声波焊接进行固定。
经过测试，图12为实施例2的声学性能测试结果，可知，本发明复合型消声器在1800-4500Hz频段内传递损失均在20dB以上，对于中高频段噪音具有较好的消音效果。
实施例3
如图8、9，本发明提供另一种进气系统复合型消声器结构，与实施例1不同的是，该实施例中阻性消音器1为弯管结构，抗性消音器2设有四个独立的谐振腔，阻性消音器1与抗性消音器2通过较长的管路相连接，在弯管上布置开孔较大的阻性消音器通孔，金属网内嵌于阻性消音器通孔的中间，然后进行注塑固定金属网，填充阻性材料于腔室，裹附在金属网与大孔表面。
经过测试，图13为实施例3的声学性能测试结果，可知，本发明复合型消声器在1000-500Hz频段内传递损失均在20dB以上，对于中低频段噪音具有较好的消音效果。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种进气系统复合型消声器，其特征在于，包括阻性消音器和抗性消音器，所述阻性消音器和抗性消音器相连接形成复合型消声器整体；
其中，所述阻性消音器包括阻性中心管和阻性外管，所述阻性中心管套设于所述阻性外管内，二者之间形成阻性谐振腔，所述阻性谐振腔内装填阻性材料，
所述阻性中心管的管壁设有若干阻性消音器通孔，所述阻性中心管表面设有金属网。
2.根据权利要求1所述的一种进气系统复合型消声器，其特征在于，所述阻性材料的装填厚度为10-50mm。
3.根据权利要求1所述的一种进气系统复合型消声器，其特征在于，所述阻性消音器通孔的开孔率为60％-90％。
4.根据权利要求1所述的一种进气系统复合型消声器，其特征在于，所述金属网通过超声波焊接或者通过注塑固定在所述阻性中心管壁面。
5.根据权利要求1所述的一种进气系统复合型消声器，其特征在于，所述抗性消音器包括抗性中心管和抗性外管，所述抗性中心管套设于所述抗性外管内，二者之间形成至少一个抗性谐振腔，所述抗性中心管管壁设有若干抗性消音器通孔。
6.根据权利要求5所述的一种进气系统复合型消声器，其特征在于，所述抗性外管为壳体，所述抗性中心管为插接管，所述抗性外管由多段阶梯管组成，所述抗性中心管外部设有与所述阶梯管相匹配的隔板，所述抗性中心管插入所述抗性外管时，形成多个独立的抗性谐振腔。
7.根据权利要求6所述的一种进气系统复合型消声器，其特征在于，该复合型消声器还设有PCV管和炭罐管，所述PCV管和炭罐管设于所述抗性消音器上。
8.根据权利要求1-7任一项所述的一种进气系统复合型消声器，其特征在于，所述阻性消音器和抗性消音器相卡接。
9.根据权利要求8所述的一种进气系统复合型消声器，其特征在于，所述的阻性消音器和抗性消音器分别设有凸起部和凹槽部，所述阻性消音器的凸起部与凹槽部分别与所述抗性消音器的凹槽部与凸起部相匹配设置，二者卡接连接成为复合型消声器整体。
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