CN204553014U

CN204553014U - 一种进气消声器

Info

Publication number: CN204553014U
Application number: CN201520138196.0U
Authority: CN
Inventors: 程振峰; 魏保平
Original assignee: SAIC Chery Automobile Co Ltd
Current assignee: Chery Automobile Co Ltd
Priority date: 2015-03-11
Filing date: 2015-03-11
Publication date: 2015-08-12
Anticipated expiration: 2025-03-11

Abstract

本实用新型公开了一种进气消声器，包括扩张消声器和赫姆霍兹消声器，扩张消声器具有扩张室、在扩张室出口端插入的第一插入管和在扩张室进口端插入的第二插入管，赫姆霍兹消声器具有与扩张室连接的消声室以及连通消声室和扩张室的连接管。本实用新型的进气消声器，采用扩张室消声室和赫姆霍兹消声室组合，既保证在较宽的频率范围内存在较大的消声量，同时利用赫姆霍兹消声器的特性对汽车进气系统的低频率范围内进行消声，可以快速准确的评估进气系统噪声对车内噪声贡献量。

Description

一种进气消声器

技术领域

本实用新型属于汽车消声器技术领域，具体地说，本实用新型涉及一种进气消声器。

背景技术

进气系统噪声是汽车行驶时车内主要噪声贡献源之一，其噪声主要为发动工作时进气口产生，另外由于空气滤清器壳体和消声元件刚度不足或者固有频率较低也易产生较大的辐射噪声。在整车开发过程为确认进气系统对车内噪声的贡献量，通常采用CAE模拟计算和整车屏蔽进气系统噪声试验的方法。整车开发的早期，CAE分析进气系统传递损失和插入损失，初步设计空滤、进气引管、干净进气引管、消声元件等，制作样件，然后需进行整车试验用消声器对进气系统产生的噪声进行屏蔽，以确认进气系统噪声对车内噪声的贡献。

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进气消声器，用于屏蔽进气系统噪声以确认进气系统对车内噪声贡献，应用于汽车进气系统开发。

为了解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：一种进气消声器，包括扩张消声器和赫姆霍兹消声器，扩张消声器具有扩张室、在扩张室出口端插入的第一插入管和在扩张室进口端插入的第二插入管，赫姆霍兹消声器具有与扩张室连接的消声室以及连通消声室和扩张室的连接管。

所述消声室在所述扩张室的进口端与其连接，所述第二插入管并穿过消声室向外伸出。

所述第二插入管的长度大于所述第一插入管的长度。

所述连接管的长度小于所述第一插入管的长度，且连接管与第一插入管和第二插入管为相平行。

所述第一插入管与所述第二插入管的管径大小相同。

所述扩张室的长度大于所述消声室的长度。

本实用新型的进气消声器，采用扩张室消声室和赫姆霍兹消声室组合，既保证在较宽的频率范围内存在较大的消声量，同时利用赫姆霍兹消声器的特性对汽车进气系统的低频率范围内进行消声，可以快速准确的评估进气系统噪声对车内噪声贡献量。

附图说明

图1为本实用新型进气消声器的结构示意图；

图2为本实用新型进气消声器的传递损失与频率关系图；

上述图中的标记均为：1、扩张室；2、消声室；3、第一插入管；4、第二插入管；5、连接管。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施例的描述，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的说明，目的是帮助本领域的技术人员对本实用新型的构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解，并有助于其实施。

如图1所示，本实用新型提供一种进气消声器，用于屏蔽进气系统噪声以确认进气系统对车内噪声贡献，应用于汽车进气系统开发。该消声器主要由两部分组成，(1)扩张消声器，具有扩张室1、在扩张室1出口端插入的第一插入管3和在扩张室1进口端插入的第二插入管4；(2)赫姆霍兹消声器，具有与扩张室1连接的消声室2以及连通消声室2和扩张室1的连接管5，连接管5的两端分别插入扩张室1和消声室2中。通过调节扩张消声器的扩张比m(扩张室1截面积s₂与气流通道截面积s₁之比)和扩张室1的长度l，即可确定消声器的主要消声频率范围和传递损失幅值，但单扩张消声器存在许多通过频率，即当l＝1/2波长或其整数倍时，传递损失为零，且在低频范围内传递损失较低，难以发挥作用，通常采用内插管的办法，出口端插入合适长度的小管，以消除低频范围内通过频率，在进气端插入较长的小管以增加在汽车常用转速时进气产生的低频噪声。在单扩张消声器上接入较大体积的低共振频率赫姆霍兹消声器可以有效提高特定低频带宽内噪声的传递损失。两者效果叠加可获得在汽车全转速范围内均有较大传递损失的效果。

传递损失可以用以下公式来表达：

(1)扩张消声器：

TL = 10 \lg [1 + 0.25 {(m - \frac{1}{m})}^{2} {(\frac{\sin (\frac{2 π L_{1}}{λ})}{\cos (\frac{2 π L_{a}}{λ}) \cos (\frac{2 π L_{b}}{λ})})}^{2}]

式中，TL——传递损失，dB；

m——扩张比，

λ——声波波长；

L₁——扩张室长度；

L_a是第一插入管在扩张室的长度；

L_b是第二插入管在扩张室的长度。

有上式可知，为保证较大的传递损失就需扩张比m足够大，较长的扩张室长度L已获得较低的中心频率在低频范围内有足够的传递损失；同时进入管插入到过滤器中后，就相当于在系统中加入了一个四分之一波长管。利用这个插入管，就可以调节某些频率下的传递损失。插入管长度的内接管时，可以消除1/2波长的奇数倍通过频率以保证足够的消声范围，同时调整插入管L_b长度较大，保证低频部分有足够的传递损失。

(2)赫姆霍兹消声器：包括一个消声室和一段短管L_c与扩张室相连，其功能是消除某一段的低频噪声，相当于类似于动力减振器。动力吸振器中一个附加的质量和一个附加的弹簧上组成一个子系统，子系统的运动可以消除主系统中某个频率的振动。赫尔姆兹消音器的空腔就好象弹簧，连接管中的空气类似与动力吸振器中的附加质量。这样就可以消除某个频率的声波。赫耳姆兹消音器传递损失，为：

TL = {10 \log}_{10} [1 + {(\frac{\frac{\sqrt{S_{c} V / l_{c}}}{2 S_{m}}}{\frac{f}{f_{r}} - \frac{f_{r}}{f}})}^{2}]

式中，TL——传递损失，dB；

S_c——短管截面积；

V——消声室体积；

L_c——短管长度；

S_m——主管截面积；

f——声波频率

f_r——赫姆霍兹消声器主消声频率。

赫尔姆兹消音器消音频率和传递损失的参数有：容器的容积V、连接管道的长度l_c、连接管道截面积S_c和主管的截面积S_m。传递损失取决于消音器的频率，其峰值在共振频率处。通过调整上述参数使赫姆霍兹消声器共振频率在我们所希望的频率范围内。

(3)总传递损失：由传递损失的定义可知，该消声器的传递损失为扩张消声器和赫姆霍兹消声器的叠加，即该消声器的传递损失为：

TL = 10 \log_{10} {[1 + (\frac{\frac{\sqrt{S_{c} V / l_{c}}}{2 S_{m}}}{\frac{f}{f_{r}} - \frac{f_{r}}{f}})]}^{2} + {10 \log}_{10} [1 + 0.25 {(m - \frac{1}{m})}^{2} (\frac{\sin (\frac{2 π L_{1}}{λ})}{\cos (\frac{2 π L_{a}}{λ}) \cos (\frac{2 π L_{b}}{λ})})]

赫姆霍兹扩张室消声器的传递损失即有单节扩张消声器宽消声频率、中心频率时高传递损失的优点，又可利用赫姆霍兹消声器在低频段的特点，弥补扩张消声器在低频段传递损失低的不足，在汽车进气系统噪声的主要特性频率范围均有足够的消声量。

实施例1

应用于进气系统噪声开发的进气消声器需对进气系统主要频率范围内均有足够的传递损失，必须保证较宽的消声范围和足够的传递损失。

针对上述要求，在实施过程中进行了合理的理论计算分析，也考虑了实际布置问题。

消声器设计各参数如下:

L₁＝1200mm，L₂＝300mm，L_a＝1200mm，L_b＝600mm，L_c＝1.5mm（中间隔板厚度），扩张室的截面积设计为：

S_{2} = \frac{π D^{2}}{4} = \frac{3.14 \times 450^{2}}{4} {mm}^{2};

进出管的直径设计为：d＝70mm；

故气流通道截面积：

S_{1} = \frac{π}{4} d^{2} = \frac{3.14 \times 70^{2}}{4} {mm}^{2};

因此，扩张室的扩张比为：

m = \frac{S_{2}}{S_{1}} = \frac{3.14 \times 225 \times 225}{3.14 \times 35 \times 35} = 41 .

将各参数数值代入式(4)，若取气流速度c＝340m/s，则可以计算该消声器在不同频率下的传递损失。

图2为本实施例消声器的传递损失与频率的关系图，可知该消声器在20～300Hz的频率范围内均有较大的传递损失，适用于进气系统噪声的屏蔽。

上面结合附图对本实用新型进行了示例性描述，显然本实用新型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方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未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

1.一种进气消声器，其特征在于：包括扩张消声器和赫姆霍兹消声器，扩张消声器具有扩张室、在扩张室出口端插入的第一插入管和在扩张室进口端插入的第二插入管，赫姆霍兹消声器具有与扩张室连接的消声室以及连通消声室和扩张室的连接管。

2.根据权利要求1所述的进气消声器，其特征在于：所述消声室在所述扩张室的进口端与其连接，所述第二插入管并穿过消声室向外伸出。

3.根据权利要求1所述的进气消声器，其特征在于：所述第二插入管的长度大于所述第一插入管的长度。

4.根据权利要求3所述的进气消声器，其特征在于：所述连接管的长度小于所述第一插入管的长度，且连接管与第一插入管和第二插入管为相平行。

5.根据权利要求1所述的进气消声器，其特征在于：所述第一插入管与所述第二插入管的管径大小相同。

6.根据权利要求1所述的进气消声器，其特征在于：所述扩张室的长度大于所述消声室的长度。