CN203230480U - 一种消声器的消声单元及使用该消声单元的消声器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种消声器的消声单元及使用该消声单元的消声器，消声单元包括用于吸收进入排气腔内的高频噪声的消声棉层以及与消声棉层前端顶压配合的消声隔板，所述消声隔板的材料为用于吸收部分中低频噪声的泡沫铝，消声单元还包括与消声棉层的前端顶压配合的限位隔板，限位隔板具有供尾气通过的通气孔以及供排气管穿过的插接孔，且限位隔板用于与筒体后端盖间隔设置使得两者之间的排气腔部分形成吸收中频噪声的尾端空气谐振腔。这种消声单元及使用该消声单元的消声器，可以很好的削弱各个频段的尾气噪声，整体上有很好的吸收效果。
Description
技术领域
本实用新型涉及客车柴油发动机的排气系统，具体涉及两种消声器，其中一种为具有较优噪声消声性能的宽频消声器，另一种为兼具较优噪声消声性能和催化转换性能的集成式SCR催化转化消声器。
背景技术
柴油发动机尾气后处理技术是在消声器的腔体内部集成催化剂载体及载体上粘附的催化剂，即选择性催化还原技术（SCR），采用这种技术的消声器为达到国Ⅳ及以上排放标准，必须布置大于一定长度的催化剂载体，以便让尾气通过载体时能和载体空隙上粘附的催化剂有充分的接触反应时间，保证尾气中的有害气体与催化剂充分反应生成无害气体，从而使发动机尾气能满足国家排放标准。现有的消声腔内安放的载体及催化剂，占用了消声腔体内较大的空间，从而影响一定消声器容积的消声效果。同时，发动机尾气通过带有空隙的载体时增加了发动机的排气背压，损失了发动机功率，造成发动机性能的降低和能源浪费。
申请号为201020539583.2的中国专利公开了一种SCR 催化消声器，该消声器的筒体内沿其轴向依次间隔布置有气流分配板、催化单元和消声单元，这样筒体内腔由前往后被依次分割成进气腔、紊流调节腔和排气腔，其中，消声单元位于排气腔内，由消声隔板和消声棉层构成，进气腔内轴向插装有进气管，排气腔内轴向插装有排气管；催化单元的SCR催化剂选择性地还原和清除废弃中所含的氮氧化物，达到尾气净化的目的，气流分配板上均匀设置有若干分配孔，这样有利于尾气均匀的进入催化单元内，同时降低尾气气流速度，增加尾气在催化单元的滞留时间，提高催化效率。该消声器通过安装气流分配板保证了尾气与催化剂充分接触反应，因此可以相应的降低催化单元的长度，进而降低整个消声器的长度；而且经催化的尾气进入排气腔内后，部分尾气直接经排气管进气端口进入排气管，另有部分尾气经消声隔板的孔、消声棉层和排气管的侧壁孔进入排气管，消声棉层采用玻璃纤维材料，夹装在消声隔板与筒体后端盖之间，尾气穿过消声棉层而引起玻璃纤维振动，耗散了部分高频噪声。但是，由于消声棉层只能吸收高频噪声，无法吸收中、低频噪声，因此该消声器无法削弱各个频段的尾气噪声，仍然存在不足之处。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种能削弱消声器内的尾气不同频段噪声的消声单元，同时提供了两种使用该消声单元的消声器，其中一种为集成式催化转化消声器，另一种为宽频消声器。
本实用新型的集成式催化转化消声器采用如下技术方案：一种集成式催化转化消声器，包括具有前、后端盖的筒体，筒体内由前往后依次间隔设置有将筒体内腔分割成进气腔、紊流调节腔、排气腔的气流分配板和催化单元，还包括一端插装在排气腔内的、轴线沿前后方向的排气管，所述排气腔内还设置有消声单元，消声单元包括用于吸收高频噪声的消声棉层以及与消声棉层前端顶压配合的消声隔板，所述消声隔板的材料为用于吸收部分中低频噪声的泡沫铝，消声单元还包括与消声棉层的前端顶压配合的限位隔板，限位隔板具有供尾气通过的通气孔以及供排气管穿过的插接孔，且限位隔板与后端盖间隔设置使得两者之间的排气腔部分形成用于吸收中频噪声的尾端空气谐振腔，所述排气管的侧壁上还分布有与所述尾端空气谐振腔连通的穿孔。
所述催化单元包括间隙插装在筒体内的堇青石材质的载体以及附着在载体蜂窝孔内的催化剂，载体与筒体之间的间隙内插装有载体固定垫。
所述气流分配板的材料为泡沫铝。
该消声器还包括一端插装在所述进气腔内的、轴线垂直于前后方向的进气管。
本实用新型的宽频消声器采用如下技术方案：一种宽频消声器，包括具有后端盖的筒体，筒体的排气腔内设置有消声单元，消声单元包括用于吸收高频噪声的消声棉层以及与消声棉层前端顶压配合的消声隔板，所述消声隔板的材料为用于吸收部分中低频噪声的泡沫铝，消声单元还包括与消声棉层的前端顶压配合的限位隔板，限位隔板具有供尾气通过的通气孔以及供排气管穿过的插接孔，且限位隔板与后端盖间隔设置使得两者之间的排气腔部分形成用于吸收中频噪声的尾端空气谐振腔，所述排气管的侧壁上还分布有与所述尾端空气谐振腔连通的穿孔。
本实用新型的消声器的消声单元采用如下技术方案：一种消声器的消声单元，包括用于吸收进入排气腔内的高频噪声的消声棉层以及与消声棉层前端顶压配合的消声隔板，所述消声隔板的材料为用于吸收部分中低频噪声的泡沫铝，消声单元还包括与消声棉层的前端顶压配合的限位隔板，限位隔板具有供尾气通过的通气孔以及供排气管穿过的插接孔，且限位隔板用于与筒体后端盖间隔设置使得两者之间的排气腔部分形成吸收中频噪声的尾端空气谐振腔。
采用上述结构的消声器的消声单元及使用该消声单元的消声器，由于消声单元除了消声棉层，还包括限位隔板与筒体后端盖之间的尾端空气谐振腔，加上消声隔板采用泡沫铝，这样使得消声单元具有三种材料密度和声传播速度不同的声阻抗介质，即泡沫铝、玻璃纤维和空气，噪声透过它们的过程形成多级折射和反射，可以很好的削弱各个频段的尾气噪声。其中，泡沫铝能够消去部分中低频噪声，尾气通过消声棉层引起的玻璃纤维振动能耗散部分高频噪声，尾气通过尾端空气谐振腔产生的谐振能消除特定频段的中频噪声。因此，这种消声单元及使用该消声单元的消声器，可以很好的削弱各个频段的尾气噪声，整体上有很好的吸收效果。
进一步的，催化单元的载体与筒体之间的间隙内插装有载体固定垫，载体固定垫有一定的减震作用，可以进一步降低噪声的产生。
进一步的，气流分配板也采用泡沫铝材质，同样能消去尾气由进气腔进入紊流调节腔过程中的部分中低频噪声。
附图说明
图1 为本实用新型的集成式催化转化消声器的外部结构示意图；
图2为图1的剖视图；
图3为图2中的消声隔板的结构示意图；
图4为图2中的限位隔板的结构示意图；
图5为图2中的催化单元载体的结构示意图；
图6为本实用新型的宽频消声器的实施例的结构示意图。
具体实施方式
本实用新型的集成式催化转化消声器的实施例：如图1-5所示，包括筒体3、进气管4、气流分配板10、催化单元、消声单元和排气管1，筒体3的前后两端分别封设有前端盖5和后端盖2，气流分配板10和催化单元由前往后依次间隔布置在筒体3内，将筒体内腔依次分割成进气腔11、紊流调节腔13和排气腔15。其中，消声单元设置在排气腔15的后端部，这样消声单元与催化单元之间的排气腔部分形成了扩张腔；进气管4的一端沿筒体3径向插装在进气腔11内，在进气管4的插入进气腔11的侧壁部分上分布有进气管穿孔12；排气管1的一端沿筒体3轴向穿过消声单元后插装在扩张腔内，在排气管1的插入排气腔15的侧壁部分上分布有与消声单元所在排气腔部分连通的排气管穿孔17。消声单元包括前后间隔布置的消声隔板8和限位隔板6以及夹装在消声隔板8和限位隔板6之间的消声棉层7，消声棉层7采用玻璃纤维材料，限位隔板6与后端盖2间隔布置，这样使得限位隔板6与后端盖2之间的排气腔部分形成尾端空气谐振腔16。由于排气管1径向穿过消声单元，消声隔板8的端面上具有供排气管1穿过的消声隔板孔81，消声棉层7的端面上具有供排气管1穿过的消声棉层孔，限位隔板6的端面上具有供排气管1穿过的限位隔板孔62；另外，消声隔板8采用泡沫铝材质，在限位隔板6的端面上还开设有通气孔61，保证尾气经过消声棉层7后能顺利进入尾端空气谐振腔16，而排气管穿孔17分别与消声棉层7对应的排气腔部分和尾端空气谐振腔16连通。
柴油发动机排出的尾气由进气管4进入，然后依次经过进气腔11、气流分配板10、紊流调节腔13、催化单元和排气腔15，在排气腔15内，部分尾气经过消声单元进入排气管1，由于消声单元采用三种材料密度和声传播速度不同的声阻抗介质，即泡沫铝、玻璃纤维和空气，尾气在这三种阻抗相差较大的介质中传播而产生折反射，从而可以达到削弱尾气不同频段噪声的目的。在该过程中，尾气穿过消声隔板8消去部分中低频噪声，尾气穿过消声棉层7而引起其玻璃纤维振动从而耗散了部分中高频噪声，尾气最终进入尾端空气谐振腔16并发生谐振并消除特定频段的中频噪声。
本实施例中，催化单元包括间隙插装在筒体3内的载体9以及插装在载体9与筒体3间隙内的载体固定垫14，载体9采用具有蜂窝孔结构的堇青石，蜂窝孔的内壁上附着有催化剂，尾气经过载体9时，与催化剂发生反应并还原成无害气体，与此同时，插装在载体9与筒体3之间的载体固定垫14具有一定的减震作用，从而降低载体9和筒体3震动产生的噪声。另外，气流分配板10也采用泡沫铝材质，泡沫铝的空隙能够降低气流速度，从而延长尾气经过载体的时间，使尾气与催化剂充分接触，提高催化剂对尾气的还原转化率，最终提高催化效果，而且泡沫铝还能够消去尾气通过气流分配板10时的部分中低频噪声。
上述实施例具体工作时，柴油发动机排放的尾气由进气管4穿孔进入进气腔11内，在进气腔11内气体扩张过程消除了部分低频噪声，然后尾气穿过气流分配板10进入紊流调节腔13，由于气流分配板10上布满空隙且排列方向不一致，因而可以降低尾气的气流速度；接着在压力差的作用下，尾气通过催化单元，同时气流速度的降低，充分延长了尾气与催化剂的反应时间，提高了催化效率；通过催化单元后，尾气进入排气腔15内，在排气腔15的扩张腔内，大部分尾气由排气管1的排气端口直接排出，另有部分尾气依次经过消声隔板8、消声棉层7、限位隔板6进入尾端空气谐振腔16内，并由排气管穿孔17进入排气管1内排出。
本实用新型的宽频消声器的实施例：如图6所示，本实施例与上述实施例的集成式催化转化消声器的区别在于：筒体31内不设置催化单元，所述气流分配板101将筒体内腔分割成进气腔和排气腔，消声单元仍然设置在排气腔内，消声单元的结构与上述实施例中的消声单元的结构一致，其内容在此不再赘述。
本实用新型的消声器的消声单元的实施例：如图2、3、4所示，本实施例的消声单元的结构与上述两个实施例中的消声单元的结构均一致，其内容在此不再赘述。
Claims (6)
1.一种消声器，包括具有前、后端盖的筒体，筒体内由前往后依次间隔设置有将筒体内腔分割成进气腔、紊流调节腔、排气腔的气流分配板和催化单元，还包括一端插装在排气腔内的、轴线沿前后方向的排气管，所述排气腔内还设置有消声单元，消声单元包括用于吸收高频噪声的消声棉层以及与消声棉层前端顶压配合的消声隔板，其特征在于：所述消声隔板的材料为用于吸收部分中低频噪声的泡沫铝，消声单元还包括与消声棉层的前端顶压配合的限位隔板，限位隔板具有供尾气通过的通气孔以及供排气管穿过的插接孔，且限位隔板与后端盖间隔设置使得两者之间的排气腔部分形成用于吸收中频噪声的尾端空气谐振腔，所述排气管的侧壁上还分布有与所述尾端空气谐振腔连通的穿孔。
2.根据权利要求1所述的消声器，其特征在于：所述催化单元包括间隙插装在筒体内的堇青石材质的载体以及附着在载体蜂窝孔内的催化剂，载体与筒体之间的间隙内插装有载体固定垫。
3.根据权利要求1所述的消声器，其特征在于：所述气流分配板的材料为泡沫铝。
4.根据权利要求1或2或3所述的消声器，其特征在于：该消声器还包括一端插装在所述进气腔内的、轴线垂直于前后方向的进气管。
5.一种消声器，包括具有后端盖的筒体，筒体的排气腔内设置有消声单元，消声单元包括用于吸收高频噪声的消声棉层以及与消声棉层前端顶压配合的消声隔板，其特征在于：所述消声隔板的材料为用于吸收部分中低频噪声的泡沫铝，消声单元还包括与消声棉层的前端顶压配合的限位隔板，限位隔板具有供尾气通过的通气孔以及供排气管穿过的插接孔，且限位隔板与后端盖间隔设置使得两者之间的排气腔部分形成用于吸收中频噪声的尾端空气谐振腔，所述排气管的侧壁上还分布有与所述尾端空气谐振腔连通的穿孔。
6.一种消声器的消声单元，包括用于吸收进入排气腔内的高频噪声的消声棉层以及与消声棉层前端顶压配合的消声隔板，其特征在于：所述消声隔板的材料为用于吸收部分中低频噪声的泡沫铝，消声单元还包括与消声棉层的前端顶压配合的限位隔板，限位隔板具有供尾气通过的通气孔以及供排气管穿过的插接孔，且限位隔板用于与筒体后端盖间隔设置使得两者之间的排气腔部分形成吸收中频噪声的尾端空气谐振腔。
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