CN201218125Y - 一种可调式旁支消声器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种可调式旁支消声器，包括一可与发动机进气管路或排气管路连通的主管，在所述主管管路上，旁设有一可与所述主管连通且可改变其与主管连通腔体积之腔体。本实用新型通过在汽车发动机进气或排气系统管路上，旁设上述消声器，可准确判断发动机的进气和排气在某个窄频段高量级噪声，在一定频率段内调节消声频率点，可实现对这些噪声的频率点的消除，非常简便。同时，本实用新型还适用于进气和排气系统在台架试验时的调试，为进气系统和排气系统的开发增加了一种试验手段。

Description

一种可调式旁支消声器

技术领域

本实用新型属于汽车进排气系统，尤其涉及一种汽车降噪消声用可调式旁支消声器。

背景技术

随着现代科技的迅速发展，汽车的年产量和保有量不断增加，汽车噪声已成为影响人们生活环境质量的重要污染源之一，而发动机进气噪声和排气噪声是汽车噪声的主要噪声源之一，因此进气系统和排气系统的开发已成为了汽车产品开发中的一个关键开发环节。目前，通过实车试验和发动机台架试验结合数值模拟技术来设计消声系统的性能，已成为发达国家开发和研究消声器的基本手段，采用合理的测试手段来引导数值模拟，数值模拟的结果再付诸于试验的实现，进而实现产品的不断优化。

目前汽车上进气系统的声学元件主要包括空滤，1/4波长管和赫姆霍兹消声器。空滤相当于一个扩张式消声器，所产生的传递损失以及对应的中心频率取决于它的容积大小，1/4波长管的传递损失频率取决于它的长度，赫姆霍兹消声器的消除频率取决于它的容积和短管结构，因此对进气系统的声学设计往往是针对某几个频率点的，这就需要一种能准确知道发动机在不同转速下进气噪声的关键频率点，也就是噪声级较大的频率点。排气噪声是宽频带的噪声，但在某个转速下发动机会在若干个频率点处会出现量级很大的噪声，这也需要我们对这些噪声的频率点准确判断，为消声器的设计提供方向。当我们在发动机台架上测量得到某几个频率点的大量级噪声而不敢确定是否是进气系统或是排气系统所产生时，这就需要有一种方便有效的判断手段。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种可调节旁支消声器，旨在解决目前现有技术中一定转速下发动机在若干个频率点处出现量级很大的噪声时不能及时、准确地判断的问题。

本实用新型是这样实现的，一种可调式旁支消声器，包括一可与发动机进气管路或排气管路连通的主管，在所述主管管路上，旁设有一可与所述主管连通且可改变其与主管连通腔体积之腔体。

本实用新型通过在汽车发动机进气或排气系统管路上，旁设有一可与其管路连通之腔体，通过改变该腔体的体积，可准确判断发动机的进气和排气在某个窄频段高量级噪声，在一定频率段内调节消声频率点，可实现对这些噪声的频率点的消除，非常简便。同时，本实用新型还适用于进气和排气系统在台架试验时的调试，为进气系统和排气系统的开发增加了一种试验手段。

附图说明

图1是本实用新型结构原理图；

图2是本实用新型提供的实施例一结构主视图；

图3是本实用新型提供的实施例二结构主视图；

图4是本实用新型提供的实施例二结构左视图。

图中：

1-主管；    2-法兰；     3-短管；

4-腔体；    41-上腔体    42-下腔体；

5-隔板；    6-密封件；   7-螺杆；

8-导套；    9-底板；     10-标尺。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

理论上可知，旁支消声器亦为共振式消声器，旁支可起到声波的滤波作用。假设旁支的声阻为零，那么旁支的消声器不能消耗声能，仅对声波起到了阻拦作用，因此它主要是作为一种抗性消声器为人们所利用，通过对声波进行阻拦来达到降噪的目的。然而，不同尺寸的旁支消声器具有不同的共振频率，改变消声器的腔体尺寸，就能改变消声频率。

图1展示了本实用新型结构设计原理。其中p_i表示入射噪声，p_t表示透射噪声，p_b表示入射到腔体内的噪声，p_r表示反射噪声。假设旁支腔体是一赫姆霍兹共鸣器，声阻很小可以忽略，声抗为 $X_b=\mathrm{\ω}{M}_b-\frac{1}{\mathrm{\ω}{C}_b},$ 其中 $M_b=\frac{{\mathrm{l\ρ}}_0}{S_b}$ 为共鸣器短管的声质量，l为短管长度，S_b为短管的截面积，S为主管的截面积， $C_b=\frac{V_b}{{\mathrm{\ρ}}_0{c}_0^2}$ 为共鸣器腔体声容，V_b为腔体的容积，ρ₀和c₀分别为空气密度和声速，那么声强的透射系数和共振频率分别为 $t_I=\frac{1}{1+\frac{{\left({\mathrm{\ρ}}_0{c}_0\right)}^2}{{4S}^2{(\mathrm{\ω}{M}_b-\frac{1}{\mathrm{\ω}{C}_b})}^2}}$ 和 $f=\frac{1}{2\mathrm{\π}}\sqrt{\frac{1}{M_b{C}_b}}.$ 由上述表达式可以看出，不同尺寸的旁支消声器具有不同的共振频率，改变旁支腔体的容积V_b，便可改变共鸣器腔体声容C_b，从而可改变声强的透射系数t_I和共振频率f，以达到调整共振频率的目的。将上述理论应用于进气系统或排气系统中，然后根据量级很大的噪声出现的频率点进行调节，便可降低汽车噪音，同时可为噪声的关键频率点提供一种判断手段。

如图1所示，本实用新型主要包括一主管1和腔体4，所述主管1设置于汽车发动机进气系统和排气系统管路中，可与发动机进气管路或排气管路连通；所述腔体4含有一空腔，分支旁设于所述主管1管路上，该腔体4中，含有一可通过短管3与所述主管1连通的腔体，且该主管连通的腔体体积可根据需要进行调节，改变主管连通腔腔体的体积，便可改变主管连通腔的共振频率，从而可判断进气或排气管关键频率点的噪音。

图2～图4展示了依据上述构思所设计的两个应用实施例。

参见图2，本实施例所述腔体4为一竖直设立的筒体结构，该腔体上端与主管1连通，下端通过底板9封闭，所述筒体中间通过一隔板5将其分隔为上腔体41和下腔体42，其中上腔体41通过短管3与主管1导通，即上腔体41为与主管1连通的腔体，形成一共鸣腔体。所述隔板5中心设有一导套8，固定连接在隔板5上，该导套8中心加工有内螺纹。在所述腔体4内，还设有一调节螺杆7，该调节螺杆7置于腔体4中心，其一端与导套8旋合，另一端穿越下腔体42向外伸出，其端头装有旋转钮。当旋转调节螺杆7时，导套8可在调节螺杆7的带动下上下移动，进而带动隔板5作上、下移动，可改变上腔体41的长度，同时改变了上腔体41之体积，从而改变了主管连通腔腔体的体积。

实施例二：

本实施例是在实施例一基础上，进一步增加标识功能，以方便检测人员操作，同时可更为准确地判断和检测进气系统和排气系统噪音频率点。本实施例可直接在所述调节螺杆7上，设置指示标识，所述标识设置于螺杆7伸出端，在螺杆7移动的同时，即可指示其与主管1连通的上腔体41的变化量或该腔体即时体积。也可如图3、图4所示，采用一标尺10固定在隔板5上，该标尺10与调节螺杆7平行设置，其下端延伸至下腔体42之外，其上标记有读数。这是由于，本实用新型采用的是共振式消声器原理，主要是通过对声波阻拦起到了消声作用，但较小的声腔声阻也能起到一定的消耗声能的作用，因此消声频段的中心频率不能通过理论计算精确得到，这样，每一个消声器在制作完成以后，需要通过试验手段先对标尺10上的刻度进行标定。由于标尺10是垂直固定在腔体4中的隔板5上的，随着隔板5在腔体4中的位置而变化，隔板5在腔体4中每一个位置都对应了旁支消声器有一个共振频率，试验中，将这个共振频率标示在标尺10上，调节螺杆7移动时，可带动标尺10同时移动，标尺10上所指示的数值即为上腔体41的变化参数，这样，可以直接读出消声频段的中心频率，实现了频率的在线读数，非常方便。

如图3、图4所示，上述两实施例中，在所述隔板5周边，还设有可与腔体4内壁顶触之密封件6，所述密封件6可以是设置于隔板5周边的O型或Y型密封圈，也可以是其他橡胶材料制成的构件。这样，可完全保证上腔体41与下腔体42之间的完全密封，避免声音的泄漏，同时可提高测试的准确性。

为便于本实用新型方便、快速与发动机进气和排气系统或其他管路构件连接，在所述主管1两端，还设有可与其他构件连接的法兰2。

另外，上述结构中，腔体4也可根据需要分设为左、右或前、后腔体，隔板5置于左、右腔体或前、后腔体之间，其与主管1的连通腔可根据需要选择上述腔体中的二者择一，调节螺杆7与隔板5连接，转动调节螺杆7，便可带来与主管1连通的腔体容积变化，以调节共振频率。标识或标尺也可按上述上、下腔体结构方式做适应性设置。

进一步地，本实用新型还可由若干个相似的消声器组成一个消声器组，各消声器相互独立，互不影响，其消声频率点能在一定频率段内进行调节，消声器个数视试验需求而定，每个消声器进行相应的调节后就可以使其具有特定的消声频率点，从而组成一个可以和发动机进气或排气噪声频谱相对应的消声器组，扩展了本实用新型用途。

本实用新型设计了四个规格的可调式旁支消声器，通过软件计算了消声频率范围和对应的传递损失量，这些参数可以作为试验标定的参考值，四个旁支消声器的消声频率范围从26Hz到375Hz，传递损失的理论值都在30dB以上，见表1。

表1：四种规格消声器的尺寸和相关声学参数

规格	短管直径(mm)	短管长度(mm)	腔体直径(mm)	腔体长度可调范围(mm)	可调频段Hz(对应的传递损失)
						1	35	30	120	40～240	143(65dB)～375(35dB)
2	35	50	200	60～300	62(36dB)～145(61dB)
						3	35	60	250	120～400	40(37dB)～76(38dB)
4	35	80	350	120～400	26(56dB)～48(34dB)

根据试验需求还可以将消声频段设计得更高。

以上所述仅为本实用新型两个较佳的实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1、一种可调式旁支消声器，其特征在于：包括一可与发动机进气管路或排气管路连通的主管，在所述主管管路上，旁设有一可与所述主管连通且可改变其与主管连通腔体积之腔体。

2、如权利要求1所述的一种可调式旁支消声器，其特征在于：所述主管两端设有可与发动机进气管或排气管或其他构件连接的法兰。

3、如权利要求1或2所述的一种可调式旁支消声器，其特征在于：所述腔体分隔为上、下腔体，或左、右腔体，或前、后腔体，所述主管连通腔为上述分割的腔体中择一，通过一短管与主管连通。

4、如权利要求3所述的一种可调式旁支消声器，其特征在于：所述上、下腔体，或前、后腔体，或左、右腔体通过一隔板分隔，该隔板中心设有一导套，所述导套上套设有一调节螺杆与之旋合，由其带动隔板做上下，或前后，或左右移动以改变主管连通腔体积，调节螺杆另一端向外伸出。

5、如权利要求4所述的一种可调式旁支消声器，其特征在于：所述隔板周边设有可与腔体内壁顶触之密封件。

6、如权利要求4或5所述的一种可调式旁支消声器，其特征在于：所述螺杆伸出端上含有指示标识。

7、如权利要求4或5所述的一种可调式旁支消声器，其特征在于：所述隔板上固定有一可延伸至腔体外之标尺。

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