CN115143085A - 一种具有消声效果的进气旁通再循环结构 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于提供一种具有消声效果的进气旁通再循环结构，包括进气旁通再循环结构本体，进气旁通再循环结构本体的两端分别为进气管进气口和进气管出气口，进气旁通再循环结构本体内侧面上靠近进气管出气口的一侧加工有进气旁通再循环结构气流进口，进气旁通再循环结构本体内侧面上靠近进气管进气口的一侧沿轴线方向由前至后依次加工有进气旁通再循环结构气流出口，相邻两个进气旁通再循环结构气流出口之间设有一个隔板，进气旁通再循环结构气流出口的数量不小于2。本发明能解决现有的增压发动机的压气机产生的噪声过大，导致过大的噪声增加了设备正常运行的潜在隐患，且不利于工作人员的正常工作和生活的问题。

Description

一种具有消声效果的进气旁通再循环结构

技术领域

本发明涉及的是一种发动机增压器，具体地说是增压器的进气结构。

背景技术

近年来，为了满足现代内燃机高动力性、高经济指标的要求，尤其是运输式和工程机械用增压柴油机所提出的在宽广的转速和负荷范围内应保持足够的增压压力以获得满意的低速性能(经济性能及排放指标)的要求，与之相匹配的增压器压气机要在具有高效率的同时还必须拥有较宽的适用流量范围，特别是在小流量时要求达到较高的压比。这样压气机的喘振线必须向小流量方向移动。采用压气机进气旁通再循环(MWE)系统是拓宽压气机流量范围的有效技术措施，目前已得到广泛地应用。

随着设计技术的进步，涡轮增压器不断向着大流量、高压比发展，增压器的噪声问题也日益突出。过大的噪声不仅是设备正常运行的潜在隐患，同时也不利于工作人员的正常工作和生活。大量研究证实，压气机的气动噪声声压级频率高，是增压器的主要噪声源之一，降低压气机的气动噪声，便可以有效地减小增压器的整机噪声。而降低噪声的主要办法之一就是在噪声的传播途径上对噪声进行控制，目前多采用加装消声器的方式来降低噪声，少有通过改变压气机进气管的结构来降低噪声的措施。

综上所述，现有的增压发动机的压气机产生的噪声过大，导致过大的噪声增加了设备正常运行的潜在隐患，且不利于工作人员的正常工作和生活的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供解决现有的增压发动机的压气机产生的噪声过大，导致过大的噪声增加了设备正常运行的潜在隐患，且不利于工作人员的正常工作和生活等问题的一种具有消声效果的进气旁通再循环结构。

本发明的目的是这样实现的：

本发明一种具有消声效果的进气旁通再循环结构，其特征是：包括进气旁通再循环结构本体，进气旁通再循环结构本体内沿圆周方向加工有进气旁通再循环腔体，进气旁通再循环结构本体的两端分别为进气管进气口和进气管出气口，进气旁通再循环结构本体内侧面上靠近进气管出气口的一侧加工有进气旁通再循环结构气流进口，进气旁通再循环结构本体内侧面上靠近进气管进气口的一侧沿轴线方向由前至后依次加工有进气旁通再循环结构气流出口，相邻两个进气旁通再循环结构气流出口之间设有一个隔板，进气旁通再循环结构气流出口的数量不小于2，所述进气旁通再循环结构气流出口和进气旁通再循环结构气流进口均与进气旁通再循环腔体相通。

本发明还可以包括：

1、进气旁通再循环结构本体包括进气管法兰、进气旁通再循环结构外壁、进气旁通再循环结构封口、进气旁通再循环结构内壁，进气旁通再循环结构内壁一端与进气管法兰的端面固定连接，进气旁通再循环结构内壁的外部套设有进气旁通再循环结构外壁，进气旁通再循环结构外壁的一端与进气管法兰固定连接，进气旁通再循环结构内壁远离进气管法兰一端的外侧面通过进气旁通再循环结构封口与进气旁通再循环结构外壁的内侧面固定连接，进气旁通再循环结构内壁靠近进气管法兰一端的外侧面通过内外壁连接柱与进气旁通再循环结构外壁的内侧面固定连接，进气管法兰、进气旁通再循环结构外壁、进气旁通再循环结构封口和进气旁通再循环结构内壁之间形成进气旁通再循环腔体。

2、进气旁通再循环结构内壁、进气旁通再循环结构外壁和进气管法兰同轴设置。

3、进气旁通再循环结构气流出口之间沿轴线方向由前至后依次等间距排列。

4、每个进气旁通再循环结构气流出口由沿圆周方向加工的矩形通孔构成。

5、相邻两个矩形通孔之间设有一个气流出口连接柱8。

6、所述进气旁通再循环结构气流出口的数量为3个，分别为第一气流出口、第二气流出口和第三气流出口。

7、进气旁通再循环结构气流进口为圆环形开口。

本发明的优势在于：本发明拥有多个进气旁通再循环结构气流出口。压气机产生的噪声会通过进气旁通再循环结构气流进口传入进气旁通再循环腔体，从进气旁通再循环结构气流出口传出，而由于进气旁通再循环结构气流出口处的特殊构造，噪声会在流经进气旁通再循环结构气流出口时产生几列相互干涉的声波，不同声波之间的波长差会使得声波的干涉起到降低噪声的效果。

附图说明

图1为本发明的剖面立体图；

图2为本发明的剖面图。

具体实施方式

下面结合附图举例对本发明做更详细地描述：

结合图1-2，具体实施方式一：本实施方式的一种具有消声效果的进气旁通再循环结构，它包括进气旁通再循环结构本体，进气旁通再循环结构本体为圆形管状结构，进气旁通再循环结构本体内沿圆周方向加工有进气旁通再循环腔体，所述进气旁通再循环腔体为圆环形腔体，进气旁通再循环结构本体内孔的两端分别为进气管进气口4和进气管出气口11，进气旁通再循环结构本体内侧面上靠近进气管出气口11的一侧加工有进气旁通再循环结构气流进口10，进气旁通再循环结构本体内侧面上靠近进气管进气口4的一侧沿轴线方向由前至后依次加工有多个进气旁通再循环结构气流出口，相邻两个进气旁通再循环结构气流出口之间设有一个隔板，进气旁通再循环结构气流出口的数量不小于2，所述进气旁通再循环结构气流出口和进气旁通再循环结构气流进口10均与进气旁通再循环腔体相连通。

具体实施方式二：结合图1至图2说明本实施方式，本实施方式的进气旁通再循环结构本体包括进气管法兰1、进气旁通再循环结构外壁2、进气旁通再循环结构封口3、进气旁通再循环结构内壁9和多个内外壁连接柱12，进气旁通再循环结构外壁2和进气旁通再循环结构内壁9均为圆形管状结构，进气旁通再循环结构内壁9一端与进气管法兰1的端面固定连接，进气旁通再循环结构内壁9的外部套设有进气旁通再循环结构外壁2，进气旁通再循环结构外壁2的一端与进气管法兰1固定连接，进气旁通再循环结构内壁9远离进气管法兰1一端的外侧面通过进气旁通再循环结构封口3与进气旁通再循环结构外壁2的内侧面固定连接，进气旁通再循环结构内壁9靠近进气管法兰1一端的外侧面通过多个内外壁连接柱12与进气旁通再循环结构外壁2的内侧面固定连接，进气管法兰1、进气旁通再循环结构外壁2、进气旁通再循环结构封口3和进气旁通再循环结构内壁9之间形成进气旁通再循环腔体。其它组成和连接关系与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：结合图1至图2说明本实施方式，本实施方式的进气旁通再循环结构内壁9、进气旁通再循环结构外壁2和进气管法兰1同轴设置。其它组成和连接关系与具体实施方式一或二相同。

具体实施方式四：结合图1至图2说明本实施方式，本实施方式的进气管进气口4位于进气旁通再循环结构内壁9远离进气管法兰1的一端，进气管出气口11位于进气旁通再循环结构内壁9靠近进气管法兰1的一端。如此设置，进气旁通再循环结构内壁9靠近进气管法兰1的一侧为低压环境；进气旁通再循环结构内壁9远离进气管法兰1的一侧为高压环境，气流由高压侧向低压侧流通，所以进气旁通再循环结构内壁9上靠近进气管出气口11的一侧设置进气旁通再循环结构气流进口10，进气旁通再循环结构内壁9上靠近进气管进气口4的一侧设置进气旁通再循环结构气流出口，气流可以通过进气旁通再循环结构气流进口10流经进气旁通再循环腔体，从多个进气旁通再循环结构气流出口流出，然后再次流向叶轮进行增压。其它组成和连接关系与具体实施方式一、二或三相同。

具体实施方式五：结合图1至图2说明本实施方式，本实施方式的所述多个进气旁通再循环结构气流出口沿轴线方向由前至后依次等间距排列。其它组成和连接关系与具体实施方式一、二、三或四相同。

本实施方式中，进气旁通再循环结构的各个进气旁通再循环结构气流出口之间的间隔距离是相等的，而本发明的关键就在于不同出口之间的间隔距离造成的噪声想要通过不同出口传递出去时所产生的行程差，因此这里不同出口之间的间隔距离并不是固定的，每个出口之间的间隔距离也不一定是相等的，可以视所应用的场景进行调整。每个进气旁通再循环结构气流出口之间的距离依据使用情况而定，但整体与进气旁通再循环结构气流出口的宽度相近。

本实施方式中，相邻进气旁通再循环结构之间的气流出口之间的隔板的宽度相等。具体实施时，隔板的宽度也不一定是相等的，可以视所应用的场景进行调整。

具体实施方式六：结合图1至图2说明本实施方式，本实施方式的每个进气旁通再循环结构气流出口由沿圆周方向加工的多个矩形通孔构成。其它组成和连接关系与具体实施方式一、二、三、四或五相同。

本实施方式中，进气旁通再循环结构气流出口沿着径向剖开后的形状是矩形的。在具体实施时，这一形状并不固定，可以通过改变进气旁通再循环结构气流出口之间的隔板的形状来实现对进气旁通再循环结构气流出口形状的改变。进气旁通再循环结构气流出口的剖面可以是梯形等其他形状，通过这样的方式来达到调整噪声从进气旁通再循环结构气流出口传出后的行程差同样是可行的。

本实施方式中，进气旁通再循环结构气流出口中的多个矩形通孔沿圆周方向依次等间距排列。具体实施时，不同进气旁通再循环结构气流出口中的矩形通孔之间的间隔距离并不是固定的，同一个进气旁通再循环结构气流出口中的矩形通孔之间的间隔距离也不一定是相等的，可以视所应用的场景进行调整。

具体实施方式七：结合图1至图2说明本实施方式，本实施方式的相邻两个矩形通孔之间设有一个气流出口连接柱8。其它组成和连接关系与具体实施方式一、二、三、四、五或六相同。

本实施方式中，进气旁通再循环结构气流出口之间的隔板是通过气流出口连接柱8来实现连接的。具体实施时，并不局限于这一种固定方式，也可以采用通过连接柱将不同的隔板直接固定在进气旁通再循环结构外壁2上等方式来保证结构的完整。

本实施方式中，气流出口连接柱8的宽度是相等的，具体实施时，气流出口连接柱8的宽度也不一定是相等的，可以视所应用的场景进行调整。

具体实施方式八：结合图1至图2说明本实施方式，本实施方式的多个气流出口连接柱8与多个隔板之间纵横交错布置，且隔板与气流出口连接柱8之间的交接处固定连接。如此设置，纵横交错布置的隔板与气流出口连接柱8之间形成了本发明的多个出口的结构，保证了结构的完整性。其它组成和连接关系与具体实施方式一、二、三、四、五、六或七相同。

具体实施方式九：结合图1至图2说明本实施方式，本实施方式的所述进气旁通再循环结构气流出口的数量为3个，分别为第一气流出口7、第二气流出口6和第三气流出口5。如此设置，压气机产生的噪声通过进气旁通再循环结构气流进口10传入进气旁通再循环腔体，从第一气流出口7、第二气流出口6和第三气流出口5传出，噪声在流经3个进气旁通再循环结构气流出口时产生三列相互干涉的声波，不同声波之间的波长差会使得声波的干涉起到降低噪声的效果。其它组成和连接关系与具体实施方式一、二、三、四、五、六、七或八相同。

本实施方式中，在进气旁通再循环结构气流出口处添加的隔板将进气旁通再循环结构气流出口分为了进气旁通再循环结构第三气流出口5、进气旁通再循环结构第二气流出口6和进气旁通再循环结构第一气流出口7三个出口。在具体实施时，这一数量并不固定，可以只分为两个出口，也可以分为四个、五个甚至更多的出口数量来应对频率不同的噪声。

具体实施方式十：结合图1至图2说明本实施方式，本实施方式的进气旁通再循环结构气流进口10为圆环形开口。其它组成和连接关系与具体实施方式的一、二、三、四、五、六、七、八或九相同。

工作原理

结合图1和图2说明本发明的具有消声效果的进气旁通再循环结构的工作原理：进气旁通再循环结构气流进口10的开口位置位于进气旁通再循环结构内壁9靠近进气管出气口11一侧，进气旁通再循环结构气流出口的开口位置位于进气旁通再循环结构内壁9靠近进气管进气口4一侧，气流可以通过进气旁通再循环结构气流进口10流经进气旁通再循环腔体，从多个进气旁通再循环结构气流出口流出，然后再次流向叶轮进行增压。

本发明的具有消声效果的进气旁通再循环结构拥有多个进气旁通再循环结构气流出口。压气机产生的噪声会通过进气旁通再循环结构气流进口10传入进气旁通再循环腔体，从进气旁通再循环结构气流出口传出，而由于进气旁通再循环结构气流出口处的特殊构造，噪声会在流经进气旁通再循环结构气流出口时产生几列相互干涉的声波，不同声波之间的波长差会使得声波的干涉起到降低噪声的效果。

增压器的进气管的噪声主要由动静干涉产生，即主要会产生在旋转的叶轮和进气管出气口11交界的地方，而进气旁通再循环结构气流进口10通常位于旋转的叶轮和进气管出气口11交界处叶轮的一侧，距离交界处不远。这样产生的噪声就会通过进气管和进气旁通再循环结构传递出去。

在本发明中，声波通过进气旁通再循环结构气流进口10进入进气旁通再循环腔体，而后通过进气旁通再循环结构第三气流出口5、进气旁通再循环结构第二气流出口6和进气旁通再循环结构第一气流出口7传递出去，

这里设噪声声波的波长为λ，从进气旁通再循环结构气流进口10到进气旁通再循环结构第一气流出口7的距离为l₁，从进气旁通再循环结构气流进口10到进气旁通再循环结构第二气流出口6的距离为l₂。设定恰当的距离使得：

这样从进气旁通再循环结构第二气流出口6和进气旁通再循环结构第一气流出口7传递出来的噪声声波之间存在二分之一的波长差，考虑两列声波之间的干涉，则两列声波的波峰和对方的波谷重合，起到了降低振幅的作用，从而达到了降低噪声的效果。

同样的，进气旁通再循环结构第二气流出口6和进气旁通再循环结构第三气流出口5之间以及进气旁通再循环结构第一气流出口7和进气旁通再循环结构第三气流出口5之间也存在上述的关系，用以降低波长不同的噪声。

Claims (8)

1.一种具有消声效果的进气旁通再循环结构，其特征是：包括进气旁通再循环结构本体，进气旁通再循环结构本体内沿圆周方向加工有进气旁通再循环腔体，进气旁通再循环结构本体的两端分别为进气管进气口和进气管出气口，进气旁通再循环结构本体内侧面上靠近进气管出气口的一侧加工有进气旁通再循环结构气流进口，进气旁通再循环结构本体内侧面上靠近进气管进气口的一侧沿轴线方向由前至后依次加工有进气旁通再循环结构气流出口，相邻两个进气旁通再循环结构气流出口之间设有一个隔板，进气旁通再循环结构气流出口的数量不小于2，所述进气旁通再循环结构气流出口和进气旁通再循环结构气流进口均与进气旁通再循环腔体相通。

2.根据权利要求1所述的一种具有消声效果的进气旁通再循环结构，其特征是：进气旁通再循环结构本体包括进气管法兰、进气旁通再循环结构外壁、进气旁通再循环结构封口、进气旁通再循环结构内壁，进气旁通再循环结构内壁一端与进气管法兰的端面固定连接，进气旁通再循环结构内壁的外部套设有进气旁通再循环结构外壁，进气旁通再循环结构外壁的一端与进气管法兰固定连接，进气旁通再循环结构内壁远离进气管法兰一端的外侧面通过进气旁通再循环结构封口与进气旁通再循环结构外壁的内侧面固定连接，进气旁通再循环结构内壁靠近进气管法兰一端的外侧面通过内外壁连接柱与进气旁通再循环结构外壁的内侧面固定连接，进气管法兰、进气旁通再循环结构外壁、进气旁通再循环结构封口和进气旁通再循环结构内壁之间形成进气旁通再循环腔体。

3.根据权利要求2所述的一种具有消声效果的进气旁通再循环结构，其特征是：进气旁通再循环结构内壁、进气旁通再循环结构外壁和进气管法兰同轴设置。

4.根据权利要求1所述的一种具有消声效果的进气旁通再循环结构，其特征是：进气旁通再循环结构气流出口之间沿轴线方向由前至后依次等间距排列。

5.根据权利要求1所述的一种具有消声效果的进气旁通再循环结构，其特征是：每个进气旁通再循环结构气流出口由沿圆周方向加工的矩形通孔构成。

6.根据权利要求5所述的一种具有消声效果的进气旁通再循环结构，其特征是：相邻两个矩形通孔之间设有一个气流出口连接柱8。

7.根据权利要求1所述的一种具有消声效果的进气旁通再循环结构，其特征是：所述进气旁通再循环结构气流出口的数量为3个，分别为第一气流出口、第二气流出口和第三气流出口。

8.根据权利要求1所述的一种具有消声效果的进气旁通再循环结构，其特征是：进气旁通再循环结构气流进口为圆环形开口。

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