CN112709654B - 一种商用车的进气系统及降噪方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种商用车的进气系统及降噪方法，包括发动机、机舱盖、侧进气格栅、进气口、进气多支管和降噪系统，发动机和进气多支管相连，降噪系统包括采集模块、控制模块和消噪模块，其中：采集模块包括传声器和加速度传感器，消噪模块包括高频噪声消除子模块和低频噪声消除子模块；控制模块用于接收并处理传感器、加速度传感器传输的信号，并实时控制所述高频噪声消除子模块和低频噪声消除子模块。本发明具备主动噪声控制特性，可以有效降低进气系统的振动与噪声，提升车内声品质。

Description

一种商用车的进气系统及降噪方法
技术领域
本发明属于商用车降噪技术领域，尤其涉及一种商用车的进气系统及降噪方法。
背景技术
发动机进气噪声是汽车噪声的主要来源之一，随着发动机的功率越来越大，进气系统的噪声也随之增加，但人们对汽车安静与舒适性的要求也越来越高，为了协调这两者之间的矛盾，必须采用一种噪声控制设备。
降低进气噪声主要是靠消音器来实现，传统的发动机进气系统，要实现降噪效果，通常要求消音器要达到一定的容积，而且只能消除某一特定频率的噪声，如果发动机频率成分较复杂或者空滤器安装空间受限制，很难达到降噪的效果。
发明内容
本发明解决的技术问题在于现有的进气系统只能消除某一种特定频率的噪声的问题。
本发明是通过以下技术方案来实现：一种商用车的进气系统，包括发动机、机舱盖、侧进气格栅、进气口、进气多支管和降噪系统，发动机和进气多支管相连，所述降噪系统包括采集模块、控制模块和消噪模块，其中：
所述采集模块包括布置在进气口的传声器和布置在进气多支管上的加速度传感器；所述的传感器、加速度传感器均和控制模块信号连接；
所述消噪模块包括高频噪声消除子模块和低频噪声消除子模块；
所述控制模块用于接收并处理传声器、加速度传感器传输的信号，并实时控制所述高频噪声消除子模块和低频噪声消除子模块。
优选的是：所述高频噪声消除子模块包括扬声器、赫尔姆兹消声器和驱动电机；所述低频噪声消除子模块包括柔性连接管和容积可调的空滤器；所述扬声器安装在所述容积可调的空滤器的一侧，所述容积可调的空滤器通过柔性连接管与安装有赫尔姆兹消声器的进气多支管连接，所述赫尔姆兹消声器和驱动电机连接。
优选的是：所述容积可调的空滤器内部设有控制阀门和多孔介质层。
优选的是：所述柔性连接管的管壁内侧安装有声子晶体层，所述声子晶体层包括周期性布置的多层金属环和多层非金属环。
优选的是：所述金属环和非金属环上开设有若干个孔。
一种用于商用车进气系统的降噪方法，包括以下步骤:
S1:传声器监测进气口的进气噪声信号并将进气噪声信号传输至控制模块；加速度传感器判断进气入口处的噪声水平信号并将发动机的振动加速度信号传输至控制模块；
S2:控制模块将接收到的所述进气噪声信号、进气入口处的噪声水平信号进行数据判断和数据处理，并发送指令至高频噪声消除子模块和/或低频噪声消除子模块进行处理。
优选的是：所述低频噪声消除子模块中的控制阀门接收控制模块指令后，调整所述容积可调的空滤器的容积，达到对噪声信号频率峰值衰减的作用。
优选的是：所述高频噪声消除子模块中的驱动电机接收到控制模块的指令后，调整所述赫尔姆兹消声器的容积消除特定频率段的噪声，同时扬声器接收指令后产生一个与前行主声源的声波幅值相等而相位相反的次声源，主声源的声波与次声源的部分声波在进气口处相互抵消。
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
1.进气系统具备声子晶体带隙隔振与降噪特性；
2.容积可调的空滤器具备体积实时可调的功能；
3.实现适应不同车速下进气噪声与振动控制；
4.进气系统具备主动降噪的功能；
5.结构紧凑安装方便。
附图说明
图1为发动机进气系统示意图；
图2为降噪系统示意图；
图3为柔性连接管的正视图；
图4为柔性连接管的剖视图；
图5为容积可调的空滤器的结构示意图。
附图标记说明
图中：1为发动机，2为机舱盖，3为侧进气格栅，4为进气口，5为进气多支管，6为降噪系统，61为采集模块，611为传声器，612为加速度传感器，62为控制模块，63为消噪模块，631为高频噪声消除子模块，6311为扬声器，6312为赫尔姆兹消声器，6313为驱动电机，632为低频噪声消除子模块，6321为柔性连接管，6322为容积可调的空滤器，7为控制阀门，8为多孔介质层，9为金属环，10为非金属环。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：一种商用车的进气系统，包括发动机1、机舱盖2、侧进气格栅3、进气口4、进气多支管5和降噪系统6，发动机1和进气多支管5相连，降噪系统6包括采集模块61、控制模块62和消噪模块63，其中：
采集模块61包括布置在进气口4的传声器611和布置在进气多支管5上的加速度传感器612；传声器611、加速度传感器612均和控制模块62信号连接；加速度传感器612不仅可以采集发动机1的振动加速度并反馈给控制模块62，控制模块62将得到发动机1的转速换算为车速，还能判断进气口4处的噪声水平并将信息反馈至控制模块62。
消噪模块63包括高频噪声消除子模块631和低频噪声消除子模块632；高频噪声消除子模块631包括扬声器6311、赫尔姆兹消声器6312和驱动电机6313；低频噪声消除子模块632包括柔性连接管6321和容积可调的空滤器6322。
柔性连接管6321的管壁内侧安装有声子晶体层，声子晶体层包括周期性布置的多层金属环9和多层非金属环10，金属环9和非金属环10套装形成的声子晶体可以通过改变金属环9和非金属环10的弹性模量和厚度来改变截断频率，金属环9和非金属环10上开设有若干个孔，内部的孔隙来扰乱气体的原有的流动方式，降低辐射噪声。
容积可调的空滤器6322内部设有控制阀门7和多孔介质层8，内部多孔介质层8有减少流体的阻力和增大隔声效果，通过控制阀门7实时控制空滤器容积，容积可调的空滤器6322的容积可以实时调整，从而根据安装空间和对进气噪声传递损失进行适应性调整。控制模块62可控制驱动电机6313来改变赫尔姆兹消声器6312的容积来控制消音器底部的声学阻抗，进而消除或降低多频率点的噪声。
扬声器6311安装在容积可调的空滤器6322的一侧，容积可调的空滤器6322通过柔性连接管6321与安装有赫尔姆兹消声器6312的进气多支管连接，赫尔姆兹消声器6312和驱动电机6313连接。
控制模块62用于接收并处理传声器611、加速度传感器612传输的信号，并实时控制和调整容积可调的空滤器6322和赫尔姆兹消声器6312的容积、扬声器6311的开启和闭合。
实施例2：一种用于商用车进气系统的降噪方法，包括以下步骤:
S1:传声器611监测进气口4的进气噪声信号并将进气噪声信号传输至控制模块62；加速度传感器612监测进气入口处的噪声水平信号并将进气入口处的噪声水平信号传输至控制模块62；
S2:控制模块62将接收到的进气噪声信号、进气入口处的噪声水平信号进行数据判断和数据处理，并发送指令至高频噪声消除子模块631和/或低频噪声消除子模块632进行处理。
其中：低频噪声消除子模块632执行的步骤为：控制阀门7接收控制模块62指令后，调整容积可调的空滤器6322的容积，达到对噪声信号频率峰值衰减的作用。
高频噪声消除子模块631执行的步骤为：驱动电机6313接收到控制模块62的指令后，调整赫尔姆兹消声器6312的容积消除特定频率段的噪声，同时扬声器6311接收指令后产生一个与前行主声源的声波幅值相等而相位相反的次声源，主声源的声波与次声源的部分声波在进气口4处相互抵消。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。
以上给出的实施例是实现本发明较优的例子，本发明不限于上述实施例。本领域的技术人员根据本发明技术方案的技术特征所做出的任何非本质的添加、替换，均属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种商用车的进气系统，包括发动机(1)、机舱盖(2)、侧进气格栅(3)、进气口(4)、进气多支管(5)和降噪系统(6)，发动机(1)和进气多支管(5)相连，其特征在于：
所述降噪系统(6)包括采集模块(61)、控制模块(62)和消噪模块(63)，其中：
所述采集模块(61)包括布置在进气口(4)的传声器(611)和布置在进气多支管(5)上的加速度传感器(612)；所述的传声器(611)、加速度传感器(612)均和控制模块(62)信号连接；
所述消噪模块(63)包括高频噪声消除子模块(631)和低频噪声消除子模块(632)；
所述控制模块(62)用于接收并处理传声器(611)、加速度传感器(612)传输的信号，并实时控制所述高频噪声消除子模块(631)和低频噪声消除子模块(632)；
所述高频噪声消除子模块(631)包括扬声器(6311)、赫尔姆兹消声器(6312)和驱动电机(6313)；所述低频噪声消除子模块(632)包括柔性连接管(6321)和容积可调的空滤器(6322)；所述扬声器(6311)安装在所述容积可调的空滤器(6322)的一侧，所述容积可调的空滤器(6322)通过柔性连接管(6321)与安装有赫尔姆兹消声器(6312)的进气多支管连接，所述赫尔姆兹消声器(6312)和驱动电机(6313)连接；
所述容积可调的空滤器(6322)内部设有控制阀门(7)和多孔介质层(8)；
所述柔性连接管(6321)的管壁内侧安装有声子晶体层，所述声子晶体层包括周期性布置的多层金属环(9)和多层非金属环(10)；
所述金属环(9)和非金属环(10)上开设有若干个孔。
2.一种用于商用车进气系统的降噪方法，其特征在于：包括以下步骤:
S1:传声器(611)监测进气口(4)的进气噪声信号并将进气噪声信号传输至控制模块(62)；加速度传感器(612)判断进气入口处的噪声水平信号并将进气入口处的噪声水平信号传输至控制模块(62)；
S2:控制模块(62)将接收到的进气噪声信号、进气入口处的噪声水平信号进行数据判断和数据处理，并发送指令至高频噪声消除子模块(631)和/或低频噪声消除子模块(632)进行处理。
3.根据权利要求2所述的一种用于商用车进气系统的降噪方法，其特征在于：低频噪声消除子模块(632)中的控制阀门(7)接收控制模块(62)指令后，调整容积可调的空滤器(6322)的容积，达到对噪声信号频率峰值衰减的作用。
4.根据权利要求2所述的一种用于商用车进气系统的降噪方法，其特征在于：高频噪声消除子模块(631)中的驱动电机(6313)接收到控制模块(62)的指令后，调整赫尔姆兹消声器(6312)的容积消除特定频率段的噪声，同时扬声器(6311)接收指令后产生一个与前行主声源的声波幅值相等而相位相反的次声源，主声源的声波与次声源的部分声波在进气口(4)处相互抵消。
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