CN201934169U - 一种柴油机排气消声器 - Google Patents

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CN201934169U CN2010206755905U CN201020675590U CN201934169U CN 201934169 U CN201934169 U CN 201934169U CN 2010206755905 U CN2010206755905 U CN 2010206755905U CN 201020675590 U CN201020675590 U CN 201020675590U CN 201934169 U CN201934169 U CN 201934169U
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李舜酩
刘建娅
张袁元
徐毅
孟浩东
黄云霞
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Nanjing University of Aeronautics and Astronautics
Changchai Co Ltd
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Nanjing University of Aeronautics and Astronautics
Changchai Co Ltd
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Abstract

本实用新型公开了一种柴油机排气消声器,适应于柴油机发动机,包括消声器本体(4)、安装于消声器本体(4)上的进气管(1)和排气尾管(13);所述消声器本体(4)被前隔板(10)和后隔板(11)分为三个消声腔室;所述进气管(1)与内插管(2)相连;所述前隔板(10)上设有连通第一腔室(3)和第二腔室(6)的四个气体导流管(5,7,12,14);所述后隔板(11)上设有连通第二腔室(6)和第三腔室(8)的穿孔管(9)。本实用新型专利设计合理,结构简单,使用方便,能降低空气流速、减小出口噪声,具有良好的消声性能。

Description

一种柴油机排气消声器
技术领域
本实用新型涉及一种排气消声器,更具体的说是由消声器本体、进气管和排气尾管组成的柴油机排气消声器。
背景技术
排气噪声是柴油机的主要噪声源之一,随着国家法律法规对汽车噪声要求的不断提高,对排气噪声的控制也越来越重要。目前,柴油机消声器大都采用扩张腔、穿孔管、穿孔板等不同组合的抗性消声器,并在内部填充吸声材料。通过各消声单元的抗性消声降压和吸声材料的吸声,来消耗排气的能量,使发动机的排气口声压值较小,气流平稳。在消声器设计时,同时考虑声学性能,空气动力学性能和气流再生噪声,是消声器设计的难点问题。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种结构简单,制造成本低,在对空气动力学性能影响不大的前提下,能降低空气流速、减小出口噪声的柴油机排气消声器。
为解决上述技术问题,本实用新型柴油机排气消声器,包括消声器本体、安装于消声器本体上的进气管和排气尾管;所述进气管的一端与内插管相连,所述消声器本体内腔设有将消声器本体分隔成三个腔室的前隔板和后隔板;所述前隔板上设有连通第一腔室和第二腔室的四个气体导流管;所述后隔板上设有连通第二腔室和第三腔室的穿孔管;所述穿孔管的尾部连接有排气尾管。
所述第一腔室为内插管扩张腔消声单元。
所述内插管长度为所述第一腔室长度的一半。
所述第二腔室为内插管扩张腔消声单元,长度为所述第一腔室长度的一半。
所述四根气体导流管伸入所述第一腔室内的长度为所述第一腔室总长度的八分之一,伸入所述第二腔室内的长度为第二腔室总长的四分之一。
所述穿孔管伸入所述第二腔室内长度为第二腔室总长的二分之一。
所述第三腔室为共振腔消声单元。
本实用新型专利设计合理,结构简单,使用方便,能降低空气流速、减小出口噪声,具有良好的消声性能。
附图说明
下面结合附图和实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
图1为本实用新型柴油机排气消声器的结构剖视图。
图2为图1所示柴油机排气消声器沿A-A线放大的剖视图。
图3本实用新型柴油机排气消声器外形示意图。
图4为本实用新型柴油机排气消声器传递损失仿真曲线图。
图5为本实用新型柴油机排气消声器插入损失曲线图。
附图中标号名称:1.进气管, 2.内插管,3.第一腔室, 4. 消声器本体, 5、7、12、14. 气体导流管,6. 第二腔室, 8. 第三腔室, 9. 穿孔管, 10. 前隔板,11.后隔板, 13. 排气尾管。
具体实施方式
如图1、图2、图3所示柴油机排气消声器由消声器本体4、置于消声器本体4头部的进气管1和置于消声器本体4尾部的排气尾管13组成,进气管1的一端与内插管2相连,消声器本体4内腔设有将消声器本体4分隔成三个腔室的前隔板10和后隔板11,前隔板10上设有连通第一腔室3和第二腔室6的四个气体导流管5,7,12,14,后隔板11上设有连通第二腔室6和第三腔室8的穿孔管9。
使用时,进气管1连接柴油机排气管,使排出的气体通过内插管2进入第一腔室3,由于第一腔室3具有扩张功能,气体得到扩张后,消除由第一腔室3的长度和第一腔室3中的声速决定的频率为基频的噪声倍频,通过在前隔板10圆周布置的四根导流气管5,7,12,14收缩后进入第二腔室6,降低气体流速,使气流能够有效的扩张和收缩,由于第二腔室6具有扩张功能,消除由第二腔室6长度和第二腔室6中的声速决定的频率为基频的噪声倍频,第二腔室6中的气体通过穿孔管9进入第三腔室8,由于第三腔室8为共振穿孔管消声单元,通过调整穿孔率,可以显著消除排气噪声中通过频率,最后通过排气尾管13将气体排出。
本实用新型技术中,结构的流体特性分析如下:
在排气消声器进气管1的入口端设置质量流量入口,即发动机额定工况下的质量流量0.0734kg/s,温度300度,排气尾管13的出口处设置压力边界为绝对大气压,消声器壁面材料:Q235,壁面为实验室温度(27℃),对设计排气消声器结构进行CFD分析,得到进出口压力损失和速度流场见表1描述。
表1 排气消声器压力损失、流速分布
压力损失(Pa) 最大流速(m/s) 平均流速(m/s)
3205.6794 53.2 9.8
本实用新型技术中,结构的声学传递损失分析如下:
在排气消声器进气管1入口端,加频域内常量声源,排气尾管13的出口处为全吸声边界条件,排气消声器本体2内为空气介质,温度275℃,对设计的排气消声器结构进行传递损失分析(见图4,排气消声器的传递损失。传递损失是消声器的属性,不考虑流体噪声、发动机声源的影响)。
本实用新型技术中,排气消声器出口处噪声测试分析如下:
将本实用新型的样件装载在相应柴油机上进行测试,测试工况从怠速1000r/min到最高转速2800r/min(见图5,排气消声器的插入损失。插入损失考虑发动机声源、流体噪声和环境的影响),消声效果达到15dB左右。
上面结合附图对本实用新型进行了实例性的描述,但本实用新型的具体实现并不受上述方式的限制。只要采用了本实用新型的构思和技术方案进行的各种非实质性的改革,或经改进将本实用新型的构思和技术方案直接应用于其它场合的,均在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种柴油机排气消声器,包括消声器本体(4)、安装于消声器本体(4)上的进气管(1)和排气尾管(13),其特征在于:所述进气管(1)的一端与内插管(2)相连,所述消声器本体(4)内腔设有将消声器本体(4)分隔成三个腔室的前隔板(10)和后隔板(11),所述前隔板(10)上设有连通第一腔室(3)和第二腔室(6)的四个气体导流管(5,7,12,14),所述后隔板(11)上设有连通第二腔室(6)和第三腔室(8)的穿孔管(9),所述穿孔管(9)的尾部连接有排气尾管(13)。
2.根据权利要求1所述柴油机排气消声器,其特征在于:所述第一腔室(3)为内插管扩张腔消声单元。
3.根据权利要求1或2所述柴油机排气消声器,其特征在于:所述内插管(2)长度为所述第一腔室(3)长度的一半。
4.根据权利要求1所述柴油机排气消声器,其特征在于:所述第二腔室(6)为内插管扩张腔消声单元,长度为所述第一腔室(3)长度的一半。
5.根据权利要求1所述柴油机排气消声器,其特征在于:所述第三腔室(8)为共振腔消声单元。
6.根据权利要求1或2或4所述柴油机排气消声器,其特征在于:所述四根气体导流管(5,7,12,14)伸入所述第一腔室(3)内的长度为所述第一腔室(3)总长度的八分之一,伸入所述第二腔室(6)内的长度为所述第二腔室(6)总长的四分之一。
7.根据权利要求1或2或4所述柴油机排气消声器,其特征在于:所述穿孔管(9)伸入所述第二腔室(6)内的长度为第二腔室(6)总长的二分之一。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104948265A (zh) * 2015-03-30 2015-09-30 徐工集团工程机械股份有限公司科技分公司 一种阻抗复合型消声器
CN105888803A (zh) * 2016-05-30 2016-08-24 浙江汇豪机械制造有限公司 一种发电机组排气降噪音的装置
CN108060959A (zh) * 2016-11-09 2018-05-22 通用汽车环球科技运作有限责任公司 车辆排气系统
CN109424390A (zh) * 2017-08-30 2019-03-05 湖北福田专用汽车有限公司 消音排气管装置

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