CN204553015U - 一种管道消声装置、车辆消声系统及车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种管道消声装置、车辆消声系统及车辆，管道消声装置包括：主管(8)、套设在主管(8)外的套接结构、纵隔板(10)和开设在主管(8)上的共振腔入口(4)，将主管(8)分别与套接结构的两端封闭形成腔体，纵隔板(10)连接在主管(8)和套接结构之间，并将腔体沿主管(8)的周向分割为至少两个独立的共振腔，共振腔入口(4)能够将每个共振腔分别与主管(8)连通。此种实施例的管道消声装置布局紧凑，外形规整，能够克服传统的四分之一波长管占用空间大，难于在空间狭小的发动机舱内布置的缺点。

Description

一种管道消声装置、车辆消声系统及车辆

技术领域

本实用新型涉及工程机械领域，尤其涉及一种管道消声装置、车辆消声系统及车辆。

背景技术

车辆进气系统噪声在整车噪声中占有相当大的比重。目前，采用四分之一波长管降噪是解决车辆进气系统噪声的主要手段之一，但由于它只能消除窄频带的噪声，无法消除宽频噪声。如果需要消除不同频率的车辆进气噪声就要使用多个四分之一波长管，这样就带来了成本及安装空间位置的问题。

现有技术中公开了一种用于发动机进气系统的管道消声器，如图1所示，该消声器由进气入口1a、二分之一波长管2a、进气出口3a、中间管5a和两个四分之一波长管4a构成。其中，进气入口1a、中间管5a、进气出口3a依次连接构成进气主管。二分之一波长管2a的两端设置在进气入口1a与中间管5a及中间管5a与进气出口3a的连接处。其中一个四分之一波长管4a设置在进气入口1a与中间管5a的连接处，另一个四分之一波长管4a设置在中间管5a与进气出口3a的连接处。该消声器通过将二分之一波长管2a和四分之一波长管4a组合集成在进气系统管道上达到消声的作用，通过调节二分之一波长管2a和四分之一波长管4a的轴向长度就能实现不同频段和幅值的宽频消声。

但是这种消声器将各个二分之一波长管和四分之一波长管都集成在进气系统管道上，会占用大量的空间，在结构紧凑的发动机舱内不方便布置，使的这种消声器的使用受到局限。

实用新型内容

本实用新型的目的是提出一种管道消声装置、车辆消声系统及车辆，能够节省消声装置在进排气系统中的布置空间，从而使整体结构更加紧凑。

为实现上述目的，本实用新型一方面提供了一种管道消声装置，包括：主管8、套设在所述主管8外的套接结构、纵隔板10和开设在所述主管8上的共振腔入口4，将所述主管8分别与所述套接结构的两端封闭形成腔体，所述纵隔板10连接在所述主管8和所述套接结构之间，并将所述腔体沿所述主管8的周向分割为至少两个独立的共振腔，所述共振腔入口4能够将每个所述共振腔分别与所述主管8连通。

进一步地，所述套接结构为套管6，在所述套管6的两端分别设有端面隔板，由所述主管8、所述端面隔板和所述套管6形成所述腔体。

进一步地，各个所述共振腔所对应的所述端面隔板均位于同一平面。

进一步地，还包括：横隔板9，所述横隔板9连接在所述共振腔的两个所述纵隔板10之间，且所述横隔板9与所述共振腔入口4的位置相错开。

进一步地，所述共振腔入口4在所述横隔板9将所述共振腔分成的各区域对应的所述主管8上分别设置。

进一步地，所述纵隔板10沿着所述主管8的纵切面设置，所述横隔板9沿着所述主管8的横切面设置。

进一步地，各个所述共振腔所对应的所述端面隔板中的至少两个处于不同平面。

进一步地，各个所述共振腔对应的所述共振腔入口4沿着所述主管8的轴线任意设置。

进一步地，各个所述共振腔对应的所述套管6的外圆周的直径相等，或者至少两个所述共振腔对应的所述套管6外圆周的直径不相等。

进一步地，所述套管6、所述端面隔板、所述纵隔板10和所述横隔板9采用注塑方式或者钣金件焊接方式形成。

进一步地，所述管道消声装置前端和后端的所述主管8为直管或者弯管。

为实现上述目的，本实用新型另一方面提供了一种车辆消声系统，包括上述实施例的管道消声装置，其中所述主管8为进气管或者排气管。

为实现上述目的，本实用新型再一方面提供了一种车辆，包括上述实施例中的车辆消声系统。

基于上述技术方案，本实用新型实施例的管道消声装置，将主管和套接结构之间的腔体沿主管的周向分割为两个以上独立的共振腔，相当于将两个以上的四分之一波长管集成在主管的管壁上。此种实施例的管道消声装置布局紧凑，外形规整，能够克服传统的四分之一波长管占用空间大，难于在空间狭小的发动机舱内布置的缺点。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为现有技术管道消声装置的结构示意图；

图2为本实用新型管道消声装置的一个实施例的结构示意图；

图3为本实用新型管道消声装置的一个实施例的内部结构示意图。

附图标记说明

1a－进气入口；2a－二分之一波长管；3a－进气出口；4a－四分之一波长管；5a－中间管；

1－管道消声装置前端；2－第二共振腔；3－第一共振腔；4－共振腔入口；5－管道消声装置后端；6－套管；7－第三共振腔；8－主管；9－横隔板；10－纵隔板。

具体实施方式

以下详细说明本实用新型。在以下段落中，更为详细地限定了实施例的不同方面。如此限定的各方面可与任何其他的一个方面或多个方面组合，除非明确指出不可组合。尤其是，被认为是优选的或有利的任何特征可与其他一个或多个被认为是优选的或有利的特征。

本实用新型中出现的“第一”、“第二”等用语仅是为了方便描述，以区分具有相同名称的不同组成部件，并不表示先后或主次关系。

为了克服现有技术的管道消声器在紧凑的发动机舱内不方便布置的缺点，本实用新型提出了一种改进的管道消声装置，如图2和图3所示，包括：主管8、套设在主管8外的套接结构、纵隔板10和开设在主管8上的共振腔入口4，将主管8分别与套接结构的两端封闭形成腔体，纵隔板10连接在主管8和套接结构之间，并将腔体沿主管8的周向分割为至少两个独立的共振腔，共振腔入口4能够将每个共振腔分别与主管8连通。

此种实施例的管道消声装置通过将主管和套接结构之间的腔体沿主管的周向分割为两个以上独立的共振腔，相当于将两个以上的四分之一波长管集成在主管的管壁上。此种实施例的管道消声装置布局紧凑，外形规整，能够克服传统的四分之一波长管占用空间大，难于在空间狭小的发动机舱内布置的缺点。

为了使本领域技术人员更清楚地了解消声装置的结构设计对消声效果的影响，本段先对四分之一波长管进行简单的介绍。四分之一波长管即一端封闭且另一端敞开的空心管状结构，影响四分之一波长管的因素有长度和截面积，长度决定了传递损失的中心频率，而截面积与气流主管的截面积之比决定传递损失幅值的大小。四分之一波长管的形状对消声效果影响不大，可以做成任何形状。在一个进气或者排气系统中，两根长短不同的四分之一波长管可以用来消除不同频率的噪声。

优选地，套接结构为套管6，在套管6的两端分别设有端面隔板，由主管8、端面隔板和套管6形成腔体。

在上一个优选实施例的其中一种结构中，各个共振腔所对应的端面隔板均位于同一平面，这种设计结构简单紧凑，外形规整。这时套管6和主管8之间的空腔被纵隔板10分割为若干个独立的共振腔，每一个共振腔都相当于一个四分之一波长管，且这些四分之一波长管的长度相等，均为套筒6的长度，这样每个共振腔可以消除噪声的中心频率是相同的，能对特定频率的噪声达到较好的消声效果。

为了消除宽频噪声，需要采用不同长度的四分之一波长管组合使用。相应地，在这种类型的实施例中，每个共振腔从共振腔入口4的中心到端面隔板的轴向长度不完全相同，四分之一波长管的长度即为从共振腔入口4的中心到端面隔板的轴向长度。套管6的长度与消声装置的消声频率有关，套管6的长度取决于该消声装置消除最低噪声频段的中心频率，其余的共振腔均可以在这个共振腔的基础上，通过设置在不同位置的横隔板9形成长度较短的共振腔，用于消除更高中心频率的噪声频带。

在一种设计较为巧妙的实施例中，如图2所示，管道消声装置还包括：横隔板9，横隔板9连接在共振腔的两个纵隔板10之间，且横隔板9与共振腔入口4的位置相错开。这个实施例在不增加额外空间的基础上，通过在每一个共振腔内增设横隔板9就可以实现各个四分之一波长管的长度不同，这样就能消除不同中心频率的噪声。

其中，各个共振腔对应的共振腔入口4沿着主管8的轴线可以任意设置，在其位置上不需要特别限制。当共振腔入口4设置在对应共振腔的端头处时，形成的四分之一波长管的长度最大，适合于消除低频噪声。当共振腔入口4设置在对应共振腔接近中间的位置时，就相当于将此共振腔拆分为两个四分之一波长管，每个四分之一波长管的长度就相应地减小，适合于消除高频噪声。

而且在上述横隔板9将共振腔分成的两个区域中，每一个区域中都可以对应一个共振腔入口4，即共振腔入口4在横隔板9将共振腔分成的各区域对应的主管8上分别设置。这种实施例也会将共振腔拆分为两个较短的四分之一波长管，适合于消除高频噪声。此处对于横隔板9的数量也不作任何限制，设计人员可以根据需要消除的噪声的频率进行相应的设置。

上述实施例对共振腔入口4的位置给出了几种不同的实现形式，下面从其大小和形状方面进行更详细的分析。优选地，共振腔入口4可以设置为矩形或圆形等任意形状，只要能把主管8中的噪声传到共振腔内即可。在相邻的两个纵隔板10的夹角固定的情况下，矩形窗口的面积最大，共振腔入口4的面积越大，消除对应中心频率噪声的带宽就越宽，从而达到更宽频的消声效果。为了扩大矩形共振腔入口4的面积，设计人员可以增加共振腔入口4的轴向长度。

上述实施例中的横隔板9为弧形结构，其弧长与消除某噪声中心频率对应的频段的带宽有关，横隔板9的弧长越长，消除对应中心频率噪声的带宽越宽。原因可以从以下方面进行解释，增加横隔板9的弧长主要有两种手段，其一是增大套管6的直径，其二是增加两个相邻的纵隔板10之间的夹角。对于同一管路，套管6所能设置的直径也基本不变，实际中主要通过增大两个相邻的纵隔板10之间的夹角来增加横隔板9的弧长，当两个相邻的纵隔板10相隔较远时，就可以在主管8上设置面积较大的共振腔入口4，从而间接地提高带宽，进一步地，横隔板9的弧长也意味着共振腔截面的增大，这也会对噪声的传递损失幅值带来影响。

优选地，在如图2所示的结构中，纵隔板10沿着主管8的纵切面设置，横隔板9沿着主管8的横切面设置。当然纵隔板10也可以平行于主管8的轴线，但是偏移轴线一定的距离进行设置；横隔板9也可以相对于主管8的轴线倾斜设置。

在另一种结构中，为了使各个四分之一波长管的长度不完全相同，也可以使各个共振腔所对应的端面隔板中的至少两个处于不同平面。这种实施例是在不设置横隔板9的情况下，直接使每个共振腔所对应的端面隔板之间形成落差，即可实现各个四分之一波长管的长度不完全相同，这样就能消除不同中心频率的噪声。

作为本实用新型的扩展方案，本领域技术人员在具体设计时可以在如下的方案中进行选择或者组合。

例如，虽然图2中优选地给出将四个四分之一波长管集成在主管8的管壁上，但是可选地，其它数量的四分之一波长管同样可以达到消声的目的。

再例如，各个共振腔对应的所述套管6的外圆周的直径相等，或者至少两个共振腔对应的套管6外圆周的直径不相等。只要使套管6的直径大于主管8的直径即可。

另外，虽然主管8套接套管6的部分为直管，但是管道消声装置前端和后端的主管8可以为直管或者弯管。

在制造方式上，可以采用注塑制造或者钣金件焊接的方式。由于气体在排出时温度较高，采用钣金件焊接的方式形成的管道消声装置很适合于排气系统降噪。在一个具体的结构中，套管6、端面隔板、纵隔板10和横隔板9采用注塑方式或者钣金件焊接的方式形成。

由于端面隔板为平面的结构容易加工，形状整齐，因而下面以这种结构为基础，结合图2和图3所对应的实施例对该消声装置的具体结构工作原理进一步说明。

图中的主管8为车辆进气系统所对应的管道，消声装置前端1和消声装置后端5所对应的主管8为弯管。主管8的中间段为直管，主管8外套设有套管6，两端被端面隔板封闭，使得主管8和套管6之间形成腔体，并沿着主管8的纵切面设置四个纵隔板10，将腔体分割为四个共振腔。再通过三个设置在主管8轴向不同位置的横隔板9，形成四个不同长度的共振腔，分别为：第一共振腔3、第二共振腔2、第三共振腔7和第四共振腔(在图2和图3对应的视图中未示出)，即形成四个四分之一波长管。并且这四个不同长度的共振腔内在主管8的管壁上均开设有矩形的共振腔入口4，其大小和位置均可不同。

当噪声从主管8内通过时，声波就会通过这四个共振腔入口4进入各自的共振腔，遇到封闭的端面隔板后返回主管8，这时某些频率的声波遇到主管8中同样频率的声波时，由于相位相反而形成驻波，从而相互抵消，达到消声的目的。

在本实用新型的上述实施例中，可以根据前期噪声测试的结果，有针对性地衰减特定频带的噪声。并且通过若干个四分之一波长管的组合，可以有效地针对特定的频率和频带衰减噪声，也能实现在较宽的频带内进行降噪。对于本实用新型中提到的宽频，可以按照下面的方式进行理解：若干个不同长度的四分之一波长管可以对应多个不同的中心频率，为若干个离散点，而共振腔入口4的大小和横隔板9的弧长又可以影响特定频率点噪声的带宽，这样每一个离散点就对应一个区间，若干个区间组合起来就对应较宽的频率范围，即宽频的含义。

另外，本实用新型还提供了一种车辆消声系统，包括上述各实施例对应的管道消声装置，其中主管8为进气管或者排气管。由于本实用新型的管道消声装置具有结构紧凑，占用空间小，且能够根据前期噪声测试的结果对特定频率和频带的噪声实现宽频降噪的优点，因而该车辆消声系统就能够适应发动机舱内狭小的空间，使得消声装置的布置更加容易，而且能根据降噪目标从结构参数的设计上实现宽频降噪。

最后，本实用新型还提供了一种车辆，包括上述实施例的车辆消声系统。这一主题中的车辆不仅包括交通工具，还包括执行各种工程任务的工程机械车辆等等。安装了此种消声系统的车辆可以将内部发动机排出的噪声消除到合理的范围内，尽量减少车辆内部的外泄噪声，这样能够减小噪声对驾驶员及居民的影响，同时降低环境污染。

以上对本实用新型所提供的一种管道消声装置进行了详细介绍。本文中应用了具体的实施例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (13)

1.一种管道消声装置，其特征在于，包括：主管(8)、套设在所述主管(8)外的套接结构、纵隔板(10)和开设在所述主管(8)上的共振腔入口(4)，将所述主管(8)分别与所述套接结构的两端封闭形成腔体，所述纵隔板(10)连接在所述主管(8)和所述套接结构之间，并将所述腔体沿所述主管(8)的周向分割为至少两个独立的共振腔，所述共振腔入口(4)能够将每个所述共振腔分别与所述主管(8)连通。

2.根据权利要求1所述的管道消声装置，其特征在于，所述套接结构为套管(6)，在所述套管(6)的两端分别设有端面隔板，由所述主管(8)、所述端面隔板和所述套管(6)形成所述腔体。

3.根据权利要求2所述的管道消声装置，其特征在于，各个所述共振腔所对应的所述端面隔板均位于同一平面。

4.根据权利要求3所述的管道消声装置，其特征在于，还包括：横隔板(9)，所述横隔板(9)连接在所述共振腔的两个所述纵隔板(10)之间，且所述横隔板(9)与所述共振腔入口(4)的位置相错开。

5.根据权利要求4所述的管道消声装置，其特征在于，所述共振腔入口(4)在所述横隔板(9)将所述共振腔分成的各区域对应的所述主管(8)上分别设置。

6.根据权利要求4所述的管道消声装置，其特征在于，所述纵隔板(10)沿着所述主管(8)的纵切面设置，所述横隔板(9)沿着所述主管(8)的横切面设置。

7.根据权利要求2所述的管道消声装置，其特征在于，各个所述共振腔所对应的所述端面隔板中的至少两个处于不同平面。

8.根据权利要求1～7任一所述的管道消声装置，其特征在于，各个所述共振腔对应的所述共振腔入口(4)沿着所述主管(8)的轴线任意设置。

9.根据权利要求2～6任一所述的管道消声装置，其特征在于，各个所述共振腔对应的所述套管(6)的外圆周的直径相等，或者至少两个所述共振腔对应的所述套管(6)外圆周的直径不相等。

10.根据权利要求4所述的管道消声装置，其特征在于，所述套管(6)、所述端面隔板、所述纵隔板(10)和所述横隔板(9)采用注塑方式或者钣金件焊接方式形成。

11.根据权利要求1～7任一所述的管道消声装置，其特征在于，所述管道消声装置前端和后端的所述主管(8)为直管或者弯管。

12.一种车辆消声系统，其特征在于，包括如权利要求1～11任一所述的管道消声装置，其中所述主管(8)为进气管或者排气管。

13.一种车辆，其特征在于，包括如权利要求12所述的车辆消声系统。