CN113027726A - 一种燃料电池排气系统消声器组合装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种燃料电池排气系统消声器组合装置，包括通过管路相连接的第一消声器和第二消声器，所述第一消声器包括第一消声器壳体和设于所述第一消声器壳体内部的第一消声器内组件，所述第一消声器内组件与所述第一消声器壳体形成若干消音腔室，用于消除高频噪音；所述第二消声器包括第二消声器壳体和设于所述第二消声器壳体内部的第二消声器内组件，所述第二消声器内组件与所述第二消声器壳体形成若干消音腔室，用于消除低频噪音。与现有技术相比，本装置能够解决燃料电池排气系统的高频气流和低频阶次噪音问题，且同时满足燃料电池排气系统排水需求。
Description
技术领域
本发明涉及汽车排气系统消声器技术领域，具体涉及一种燃料电池排气系统消声器组合装置。
背景技术
随着汽车行业发展和国家政策不断的推动，燃料电池汽车已成为汽车行业的主要发展方向。燃料电池噪声源主要来自于空压机，在整车运行状态下，空压机运行产生的噪声通过管路传递到排气系统，排气系统需要承担降噪的功能，目前主流的空压机噪音特性均会产生严重的高频气流噪声和低频阶次噪音，对于高频问题的气流噪音，常规使用多孔吸声材料，但该材料不防水，而燃料电池电堆的反应发电会产生大量的水。与此同时，燃料电池排气系统还需要承担排水功能，因此要求吸声系数较高的多孔吸声材料具备防水特性。
现有消声器结构难以满足上述需求，无法解决高频气流和低频阶次噪音问题，且同时不能满足燃料电池排气系统的排水需求。
发明内容
本发明的目的就是为了解决上述问题，而提供一种燃料电池排气系统消声器组合装置，能够解决燃料电池排气系统的高频气流和低频阶次噪音问题，且同时满足燃料电池排气系统排水问题。
本发明的目的通过以下技术方案实现：
一种燃料电池排气系统消声器组合装置，包括通过管路相连接的第一消声器和第二消声器，所述第一消声器包括第一消声器壳体和设于所述第一消声器壳体内部的第一消声器内组件，所述第一消声器内组件与所述第一消声器壳体形成若干消音腔室，用于消除高频噪音；所述第二消声器包括第二消声器壳体和设于所述第二消声器壳体内部的第二消声器内组件，所述第二消声器内组件与所述第二消声器壳体形成若干消音腔室，用于消除低频噪音。
进一步地，所述第一消声器内组件包括第一内插管和若干第一隔板，所述第一内插管表面设置一层防水多孔吸声材料，所述第一内插管上开设若干消音孔，所述第一内插管穿过整个所述第一消声器壳体，所述第一隔板套设在所述第一内插管外，并将所述第一消声器壳体分割形成若干消音腔室。
进一步地，所述第一内插管上开设的消音孔为方孔或圆孔，每个消音腔室的第一内插管管段的开孔率为60-70％，保证好的高频消声效果。
进一步地，所述防水多孔吸声材料为3M公司的SM-300WL。
进一步地，所述第一消声器壳体包括第一消声器下壳体和第一消声器上盖，所述第一消声器上盖盖合于所述第一消声器下壳体上部，形成封闭的所述第一消声器壳体；所述第一内插管穿过所述第一消声器下壳体的中间，所述第一内插管的入口与排气系统的排气管相连接，所述第一内插管的出口与所述管路相连接；所述第一隔板设置2-4组，按间隔平行插设在所述第一消声器下壳体内。
进一步地，沿排气方向，所述第二消声器内组件包括依次间隔设置在所述第二消声器壳体内的第二内插管、第三内插管组件和排水排气管；所述第三内插管组件由一组或多组并列的第三内插管组成，所述第二内插管及第三内插管上均开设若干消音孔，第二内插管与第三内插管组件间隔设置，形成迷路结构，对于低频有较好的声学效果。
所述第二内插管外设置若干第二隔板，所述第三内插管外设置若干第三隔板，所述第二隔板与第三隔板按间隔平行插设在所述第二消声器壳体内，并将所述第二消声器壳体分割形成若干消音腔室。
进一步地，所述第二内插管设置在所述第二消声器壳体的前段中间，所述第二内插管的进口与所述管路相连接，所述第二内插管的出口位于所述第二消声器壳体内。
进一步地，所述排水排气管的入口向下倾斜设置并靠近所述第二消声器壳体的底部，所述排水排气管的出口设置在所述第二消声器壳体的外部，并连接排气尾管，所述第三隔板的底部设有使水流通过的开孔。
进一步地，所述第二消声器壳体包括第二消声器上盖、第二消声器中间壳体以及第二消声器底盖，所述第二消声器上盖、第二消声器中间壳体以及第二消声器底盖相扣合，形成封闭的所述第二消声器壳体。
进一步地，所述第二消声器底盖的表面沿水流排出方向设有若干排水导流筋，有助于水流的排出。
本装置的具体工作原理为，经过空滤净化的空气从脏侧进入干净侧，干净侧的空气进入到空压机，随着空压机的运行，车辆ECU控制阀体的开度，电堆将进气系统与氢罐输送进来的气体进行反应，产生大量的水，进入到排气侧，同时，空压机端产生的噪音，通过排气管路进入到排气端并利用本装置第一消声器与第二消声器的内部结构，对高频与低频噪音进行降噪，同时本结构在降噪的同时排出大量的水。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
1、第一消声器高开孔率的大孔结构的设计与防水吸声材料的组合，对高频噪声起很好的消声作用，具有较宽的消声频段和消声能力。
2、第二消腔室多管段迷路设计及近出气腔室的长度设计，有效解决低频声学问题，提高低频降噪作用。
3、第二消腔室的内部结构具有水分离功能，第二隔板可以具有隔水挡板的作用，带有水的排气气流遇第二隔板阻隔，容易形成液态水，有助于实现水汽分离，有效进一步降低噪音，增强排气。
附图说明
图1为本发明装置实施例整体爆炸示意图；
图2为本发明装置实施例第一消声器下壳体的俯视示意图；
图3为图2的A-A向剖视图；
图4为本发明装置实施例第二消声器的爆炸示意图；
图5为SM-300WL吸声系数曲线；
图6为本发明装置噪音传递损失；
图中：1-第一消声器下壳体，2-第一消声器内组件，3-第一消声器上盖，4-管路，5-第二消声器中间壳体，6-第二消声器内组件，7-第二消声器上盖，8-第二消声器底盖，9-排气尾管；21-第一内插管、22-第一隔板、23-消音孔、24-防水多孔吸声材料、61-第二内插管、62-第二隔板、63-第三内插管、64-第三隔板、65-排水排气管、81-排水导流筋。
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
如图1，一种燃料电池排气系统消声器组合装置，包括通过管路4相连接的第一消声器和第二消声器，第一消声器包括第一消声器壳体和设于第一消声器壳体内部的第一消声器内组件2，第一消声器内组件2与第一消声器壳体形成若干消音腔室，用于消除高频噪音；第二消声器包括第二消声器壳体和设于第二消声器壳体内部的第二消声器内组件6，第二消声器内组件6与第二消声器壳体形成若干消音腔室，用于消除低频噪音。
具体地，如图1，第一消声器壳体包括第一消声器下壳体1和第一消声器上盖3，第一消声器上盖3盖合于第一消声器下壳体1上部，形成封闭的第一消声器壳体，本实施例的第一消声器壳体具体为扁长的长方形壳体。如图2、3，第一消声器内组件2包括第一内插管21和若干第一隔板22，第一内插管21表面设置一层防水多孔吸声材料24，防水多孔吸声材料24可以采用3M公司的SM-300WL，图5为吸声系数曲线。第一内插管21上开设若干消音孔23，第一内插管21穿过整个第一消声器壳体，第一隔板22套设在第一内插管21外，并将第一消声器壳体分割形成若干消音腔室。
本实施例，第一内插管21为长圆管，第一内插管21穿过第一消声器下壳体1的中间，两头漏出，第一内插管21的入口与排气系统的排气管相连接，第一内插管21的出口与管路4相连接；第一隔板22按间隔平行插设在第一消声器下壳体1内。
本实施例中，设置了三个第一隔板22，分别形成了四个独立的消音腔室，第一内插管21上开设的消音孔23为方孔或圆孔，每个消音腔室的第一内插管21管段的开孔率为60％，保证好的高频消声效果。
如图4，第二消声器壳体包括第二消声器上盖7、第二消声器中间壳体5以及第二消声器底盖8，第二消声器上盖7、第二消声器中间壳体5以及第二消声器底盖8相扣合，形成封闭的第二消声器壳体，也是扁长的长方壳形状。沿排气方向，第二消声器内组件6包括依次间隔设置在第二消声器壳体内的第二内插管61、第三内插管组件和排水排气管65；第三内插管组件由两组并列的第三内插管63组成，第二内插管61及第三内插管63上均开设若干消音孔23；第二内插管61外设置两个第二隔板62，第三内插管63外设置四个第三隔板64，第二隔板62与第三隔板64按间隔平行插设在第二消声器壳体内，并将第二消声器壳体分割形成多个消音腔室。第二消音器中的第二内插管61与第三内插管63之间间隔设置，形成错位的迷路结构，对于低频有较好的声学效果且有利于水汽的排出。本实施例中，腔室a的长度不低于整个腔室长度的40％，腔室b的长度不低于整个腔室长度的20％，图6为排气系统消声器传递损失，可知，在2000-5000Hz频段范围内，大孔结构符合防水材料的方案传递损失，比现有提高10-15dB。
第二内插管61设置在第二消声器壳体的前段中间，第二内插管61的进口与管路4相连接，第二内插管61的出口位于第二消声器壳体内。第三内插管63设置在中间，第三隔板64可以充当隔水板，含有水分的排气遇到第三隔板64，撞击在上面，在重力作用下，气流中含有的大部分水会落到排气机构的底部，暂时储存起来，第三隔板64的底部设有使水流通过的开孔，第二消声器底盖8的表面沿水流排出方向设有若干排水导流筋81。排水排气管65的入口向下倾斜设置并靠近第二消声器壳体的底部，排水排气管65的出口设置在第二消声器壳体的外部，并连接排气尾管9。排气尾管与排气机构底板呈一定角度，当排气气流较小时，不足以带动水将其排出，避免怠速时水直接排在道路上；当排气气流大于某一值时，储存的水经排气气流带动，沿着排水导流筋81导流方向流动，通过排气尾管9排出。
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 (10)
1.一种燃料电池排气系统消声器组合装置，其特征在于，包括通过管路(4)相连接的第一消声器和第二消声器，
所述第一消声器包括第一消声器壳体和设于所述第一消声器壳体内部的第一消声器内组件(2)，所述第一消声器内组件(2)与所述第一消声器壳体形成若干消音腔室，用于消除高频噪音；
所述第二消声器包括第二消声器壳体和设于所述第二消声器壳体内部的第二消声器内组件(6)，所述第二消声器内组件(6)与所述第二消声器壳体形成若干消音腔室，用于消除低频噪音。
2.根据权利要求1所述的一种燃料电池排气系统消声器组合装置，其特征在于，所述第一消声器内组件(2)包括第一内插管(21)和若干第一隔板(22)，所述第一内插管(21)表面设置一层防水多孔吸声材料(24)，所述第一内插管(21)上开设若干消音孔(23)，
所述第一内插管(21)穿过整个所述第一消声器壳体，所述第一隔板(22)套设在所述第一内插管(21)外，并将所述第一消声器壳体分割形成若干消音腔室。
3.根据权利要求2所述的一种燃料电池排气系统消声器组合装置，其特征在于，所述第一内插管(21)上开设的消音孔(23)为方孔或圆孔，每个消音腔室的第一内插管(21)管段的开孔率为60-70％。
4.根据权利要求2所述的一种燃料电池排气系统消声器组合装置，其特征在于，所述防水多孔吸声材料(24)为3M公司的SM-300WL。
5.根据权利要求2-4任一项所述的一种燃料电池排气系统消声器组合装置，其特征在于，所述第一消声器壳体包括第一消声器下壳体(1)和第一消声器上盖(3)，所述第一消声器上盖(3)盖合于所述第一消声器下壳体(1)上部，形成封闭的所述第一消声器壳体；
所述第一内插管(21)穿过所述第一消声器下壳体(1)的中间，所述第一内插管(21)的入口与排气系统的排气管相连接，所述第一内插管(21)的出口与所述管路(4)相连接；
所述第一隔板(22)按间隔平行插设在所述第一消声器下壳体(1)内。
6.根据权利要求1所述的一种燃料电池排气系统消声器组合装置，其特征在于，沿排气方向，所述第二消声器内组件(6)包括依次间隔设置在所述第二消声器壳体内的第二内插管(61)、第三内插管组件和排水排气管(65)；
所述第三内插管组件由一组或多组并列的第三内插管(63)组成，所述第二内插管(61)及第三内插管(63)上均开设若干消音孔(23)；
所述第二内插管(61)外设置若干第二隔板(62)，所述第三内插管(63)外设置若干第三隔板(64)，所述第二隔板(62)与第三隔板(64)按间隔平行插设在所述第二消声器壳体内，并将所述第二消声器壳体分割形成若干消音腔室。
7.根据权利要求6所述的一种燃料电池排气系统消声器组合装置，其特征在于，所述第二内插管(61)设置在所述第二消声器壳体的前段中间，所述第二内插管(61)的进口与所述管路(4)相连接，所述第二内插管(61)的出口位于所述第二消声器壳体内。
8.根据权利要求6所述的一种燃料电池排气系统消声器组合装置，其特征在于，所述排水排气管(65)的入口向下倾斜设置并靠近所述第二消声器壳体的底部，所述排水排气管(65)的出口设置在所述第二消声器壳体的外部，并连接排气尾管(9)，所述第三隔板(64)的底部设有使水流通过的开孔。
9.根据权利要求6-8任一项所述的一种燃料电池排气系统消声器组合装置，其特征在于，所述第二消声器壳体包括第二消声器上盖(7)、第二消声器中间壳体(5)以及第二消声器底盖(8)，所述第二消声器上盖(7)、第二消声器中间壳体(5)以及第二消声器底盖(8)相扣合，形成封闭的所述第二消声器壳体。
10.根据权利要求9所述的一种燃料电池排气系统消声器组合装置，其特征在于，所述第二消声器底盖(8)的表面沿水流排出方向设有若干排水导流筋(81)。
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