CN204591404U - 一种汽车排气消声筒及汽车 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种汽车排气消声筒及汽车。所述汽车排气消声筒，包括：具有一容置腔的筒体和设置在容置腔中的排气部件；筒体包括：卷曲形成一筒状结构的外壳；外壳的两端分别设置有一端盖；排气部件包括：与汽车发动机的排气口连接的进气管，进气管的第一端管口通过筒体上的第一孔位，露在容置腔的外部；中部为弯曲结构的出气管，出气管的第三端管口通过筒体上的第二孔位，露在容置腔的外部；连通进气管的第二端管口和出气管的第四端管口中的排气气流的连通管；固定进气管、出气管和连通管的隔板，隔板将容置腔分为多个消声腔，排气气流经第二端管口进入消声腔，并在多个消声腔中经过连通管的导流作用，导入第四端管口，进而经出气管排出筒体。

Description

一种汽车排气消声筒及汽车

技术领域

本实用新型涉及汽车排气系统技术领域，特别涉及一种汽车排气消声筒及汽车。

背景技术

汽车用排气系统消声筒是降低排气噪声，提高整车NVH(Noise、Vibration、Harshness，即噪声、振动与声振粗糙度)性能的重要部件。

消声筒的设计主要考虑动力性能和NVH性能。动力性能体现为排气背压，排气背压高，则油耗高，功率扭矩下降，反之则油耗低，功率扭矩提升。NVH性能体现为排气噪声，排气噪声不仅有法规要求，更深刻影响到驾乘人员的主观感受。大部分情况下，排气噪声应尽量减小。消声筒的动力性能与NVH性能通常反向相关。

目前，汽车用排气系统消声筒通常采用2隔板3腔，单中间管，直入直出进、出气管的结构。此种结构由于简单，通常NVH性能不佳，体现为某些工况下，排气噪声较大；直入直出进、出气管在端部会产生气流摩擦噪声并增大排气背压。

可见，现有汽车用排气系统消声筒具有动力性能与NVH性能不能兼顾，排气噪声在某些工况下较大的问题。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种汽车排气消声筒及汽车，用以解决现有汽车用排气系统消声筒动力性能与NVH性能不能兼顾，排气噪声在某些工况下较大的问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

一种汽车排气消声筒，包括：

具有一容置腔的筒体和设置在所述筒体的容置腔中的排气部件；其中，

所述筒体包括：

卷曲形成一筒状结构的外壳；

所述筒状结构的第一端设置有第一端盖，第二端设置有第二端盖；

所述排气部件包括：

与汽车发动机的排气口连接的进气管，所述进气管的第一端管口通过所述筒体上的第一孔位，外露在所述容置腔的外部，所述进气管的第二端管口在所述容置腔中；

出气管，所述出气管的中部为弯曲结构，且所述出气管的第三端管口通过所述筒体上的第二孔位，外露在所述容置腔的外部，所述出气管的第四端管口在所述容置腔中；

连通所述进气管的第二端管口和所述出气管的第四端管口中的排气气流的连通管；

固定所述进气管、所述出气管以及所述连通管的隔板，通过所述隔板将所述容置腔划分为多个消声腔，所述排气气流通过所述进气管的第二端管口进入消声腔，并在所述多个消声腔中经过所述连通管的导流作用，将所述排气气流导入所述出气管的第四端管口，进而经过所述出气管将所述排气气流排出所述筒体。

进一步地，所述隔板，包括：

在所述第一端盖和所述第二端盖之间依次设置的第一隔板、第二隔板、第三隔板和第四隔板，且所述第一隔板、所述第二隔板、所述第三隔板和所述第四隔板将所述容置腔依次分隔为第一消声腔、第二消声腔、第三消声腔、第四消声腔和第五消声腔；

所述第一隔板、所述第二隔板、所述第三隔板和所述第四隔板分别套设在所述出气管上；

且所述出气管在所述第一消声腔、所述第二消声腔、所述第三消声腔、所述第四消声腔和所述第五消声腔中均有分布，位于所述第五消声腔中的所述出气管为弯管结构，位于所述第一消声腔、所述第二消声腔、所述第三消声腔和所述第四消声腔中的出气管均为直管结构，且所述出气管的第四端管口位于所述第三消声腔中；

所述进气管的第二端管口位于所述第二消声腔中。

进一步地，所述连通管包括：

第一中间管和第二中间管；其中，

所述第一中间管依次穿过所述第一隔板、所述第二隔板、所述第三隔板和所述第四隔板，所述第一中间管的第五端管口设置在所述第一消声腔中，所述第一中间管的第六端管口设置在所述第五消声腔中，且所述第一中间管位于所述第四消声腔中的管壁上设置有第一开孔结构；

所述第二中间管依次穿过所述第三隔板和所述第四隔板，所述第二中间管的第七端管口设置在所述第三消声腔中，所述第二中间管的第八端管口设置在所述第五消声腔中，且所述第二中间管位于所述第四消声腔中的管壁上设置有第二开孔结构。

进一步地，所述第一消声腔、所述第二消声腔、所述第三消声腔和所述第五消声腔为抗性消声腔，所述第四消声腔为阻性消声腔，且所述第四消声腔中填充有消音棉。

进一步地，所述第一隔板上设置有第三孔位，所述排气气流经过所述第三孔位由所述第二消声腔进入所述第一消声腔，通过所述第一消声腔中的所述第五端管口经所述第一中间管进入所述第五消声腔，再通过所述第五消声腔中的所述第八端管口经所述第二中间管进入所述第三消声腔，最后通过所述第三消声腔中的所述第四端管口经所述出气管由所述第三端管口排出。

进一步地，所述排气部件还包括：

加强板，所述加强板设置在所述第二消声腔中，且所述加强板的两端分别与所述第一隔板和所述第二隔板固定连接；

所述加强板上设置有用于固定所述进气管的第四孔位。

进一步地，所述加强板上还设置有多个第五孔位，所述多个第五孔位分布在所述第四孔位的两侧。

进一步地，所述出气管位于所述第五消声腔中的管壁上设置有虹吸管。

进一步地，所述进气管、所述出气管、所述第一中间管和所述第二中间管的管路末端为喇叭口形状。

一种汽车，包括上述的汽车排气消声筒。

本实用新型的有益效果是：

上述方案，通过设置弯曲的出气管结构，可以消除特定工况下的排气噪声；同时多个隔板将所述汽车排气消声筒分为多个腔体，气流得到了更多扩张-收缩的次数，噪声能量在有限的空间内被尽可能地消耗，排气噪声降低；通过利用加强板固定进气管，保证了进气管的结构强度；设置有带有喇叭口的管路减小了气流与管壁的摩擦，既降低了排气背压，又降低了摩擦噪声；综上所述，此种结构的汽车排气消声筒，能有效降低发动机排气口的噪音，提高了整车的NVH性能。

附图说明

图1表示本实用新型实施例的所述汽车排气消声筒外部结构图；

图2表示本实用新型实施例的所述汽车排气消声筒内部结构图；

图3表示本实用新型实施例的所述加强板的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例对本实用新型进行详细描述。

本实用新型针对现有汽车用排气系统消声筒动力性能与NVH性能不能兼顾，排气噪声在某些工况下较大的问题，如图1和图2所示，提供一种汽车排气消声筒，包括：

具有一容置腔的筒体和设置在所述筒体的容置腔中的排气部件；其中，

所述筒体包括：

卷曲形成一筒状结构的外壳110；

所述筒状结构的第一端设置有第一端盖120，第二端设置有第二端盖130；

所述排气部件包括：

与汽车发动机的排气口连接的进气管210，所述进气管210的第一端管口通过所述筒体上的第一孔位，外露在所述容置腔的外部，所述进气管210的第二端管口在所述容置腔中；

出气管220，所述出气管220的中部设置为弯曲结构，且所述出气管220的第三端管口通过所述筒体上的第二孔位，外露在所述容置腔的外部，所述出气管220的第四端管口在所述容置腔中；

连通所述进气管210的第二端管口和所述出气管220的第四端管口中的排气气流的连通管；

固定所述进气管210、所述出气管220以及所述连通管的隔板通过所述隔板将所述容置腔划分为多个消声腔，所述排气气流通过所述进气管210的第二端管口进入消声腔，并在所述多个消声腔中经过所述连通管的导流作用，将所述排气气流导入所述出气管220的第四端管口，进而经过所述出气管220将所述排气气流排出所述筒体。。

应当说明的是，所述出气管220的第三端管口所在平面的法线方向和所述第四端管口所在平面的法线方向平行，优选地，所述出气管220的结构为一端长于另一端的U型结构。

具体地，所述外壳110上设置有第一孔位，所述进气管210的第一端管口通过所述第一孔位，外露在所述容置腔的外部；

所述第一端盖120上设置有第二孔位，所述出气管210的第三端管口通过所述第二孔位，外露在所述容置腔的外部。

需要说明的是，所述外壳110由不锈钢材料或其他同等级别材料经过卷制工艺制成，其形状配合底盘空间，并满足消声功能所需的容积；所述第一端盖120和所述第二端盖130由不锈钢材料或其他同等级别材料经过冲压工艺制成，且所述第一端盖120和所述第二端盖130的表面经过冲压形成加强筋，加强了整体模态，减少了排气气流冲击造成的辐射噪声；所述第一端盖120和所述第二端盖130通过咬边工艺与所述外壳110固定在一起。

本实用新型实施例中，所述隔板，包括：

在所述第一端盖120和所述第二端盖130之间依次设置的第一隔板310、第二隔板320、第三隔板330和第四隔板340，所述第一隔板310、所述第二隔板320、所述第三隔板330和所述第四隔板340将所述容置腔依次分隔为第一消声腔10、第二消声腔20、第三消声腔30、第四消声腔40和第五消声腔50；

所述第一隔板310、所述第二隔板320、所述第三隔板330和所述第四隔板340分别套设在所述出气管220上；

且所述出气管220在所述第一消声腔10、第二消声腔20、第三消声腔30、第四消声腔40和第五消声腔50中均有分布，位于所述第五消声腔50中的所述出气管220为弯管结构，位于所述第一消声腔10、所述第二消声腔20、所述第三消声腔30和所述第四消声腔40中的出气管220均为直管结构，且所述出气管220的第四端管口位于所述第三消声腔30中；

所述进气管210的第二端管口位于所述第二消声腔20中。

应当说明的是，所述出气管220的分布布满整个容置腔，一端弯管的出气管220是根据实际需求经过计算分析设计出来的，可以消除特定工况下的排气噪声；具体需要说明的是，所述出气管220的弯管长度、管径与需要消除的噪声频率相关。

应当说明的是，所述第一消声腔10、所述第二消声腔20、所述第三消声腔30和所述第五消声腔50均为抗性消声腔，所述第四消声腔40为阻性消声腔；其中，阻性消声腔可以降低高频噪声，抗性消声腔可以降低中低频噪声，消声频带较宽；且所述阻性消声腔中填充消音棉。

所述第一隔板310、所述第二隔板320、所述第三隔板330和所述第四隔板340由不锈钢材料或其他同等级别材料经过冲压工艺制成，且它们的位置决定了抗性消声腔和阻性消声腔的容积，为达到消除特定工况下噪声的功能，各腔容积在实际应用时需要精确控制，因此所述第一隔板310、所述第二隔板320、所述第三隔板330和所述第四隔板340的位置为经计算分析得出的；特别需要说明的是，所述第四隔板340上设置有多个通孔341，且所述通孔341的孔径及穿孔率在实际应用时，根据所需消除高频噪声的频率，由计算分析得出。

本实用新型实施例中，所述连通管，包括：

第一中间管230和第二中间管240；其中，

所述第一中间管230依次穿过所述第一隔板310、所述第二隔板320、所述第三隔板330和所述第四隔板340，所述第一中间管230的第五端管口设置在所述第一消声腔10中，所述第一中间管230的第六端管口设置在所述第五消声腔50中，且所述第一中间管230位于所述第四消声腔40中的管壁上设置有第一开孔结构；

所述第二中间管240依次穿过所述第三隔板330和所述第四隔板340，所述第二中间管240的第七端管口设置在所述第三消声腔30中，所述第二中间管240的第八端管口设置在所述第五消声腔50中，且所述第二中间管240位于所述第四消声腔40中的管壁上设置有第二开孔结构。

应当说明的是，所述第一中间管230和所述第二中间管240均为直管，且所述第一开孔结构和所述第二开孔结构为均匀分布在管壁上的通孔，应当说明的是，所述第一中间管230和所述第二中间管240上的通孔的孔径及穿孔率在实际应用中，根据所需消除高频噪声的频率，由计算分析得出。

应当说明的是，所述进气管210、所述出气管220，所述第一中间管230和所述第二中间管240由不锈钢材料或其他同等级别材料经过卷管、弯管工艺制成；所述出气管220一端为弯管结构，其消声原理为改变介质流向，从而在有限的空间内改变了介质的声阻抗，降低了噪声，且其弯管半径、管路半径，弯管段长度在实际应用中，根据所需消除中低频噪声的频率，由计算分析得出。所述出气管220的主要作用是消除特定频率的中低频噪声。

应当说明的是，为了保证所述排气气流在消声腔中的流通，所述第一隔板310上设置有第三孔位311，所述汽车排气消声筒在使用过程中，所述排气气流的走向为：排气气流从进气管210进入第二消声腔20，然后经过所述第三孔位311由所述第二消声腔20进入所述第一消声腔10，通过所述第一消声腔10中的所述第五端管口经所述第一中间管230进入所述第五消声腔50，再通过所述第五消声腔50中的所述第八端管口经所述第二中间管240进入所述第三消声腔30，最后通过所述第三消声腔30中的所述第四端管口经所述出气管220由所述第三端管口排出筒体。

本实用新型另一实施例中，所述排气部件还包括：

加强板250，所述加强板250设置在所述第二消声腔20中，且所述加强板250的两端分别与所述第一隔板310和所述第二隔板320固定连接；

所述加强板250上设置有用于固定所述进气管210的第四孔位251(如图3所示)。

应当说明的是，所述进气管210末端焊接在所述加强板250的中间孔上，所述加强板250两端分别焊接在第一隔板310和第二隔板320上，加强板250起固定进气管210的作用，虽然进气管210相比筒体内其他管路最短，但其一端需连接排气系统其他管路，负载较大，若末端不固定，有结构强度不足的风险。

本实用新型又一实施例中，所述加强板250上还设置有第五孔位252，所述第五孔位252包括两个，分别设置在所述第四孔位251的两侧，应当说明的是，所述第五孔位252为焊接应力消除孔。因加强板250整体偏小，但其上有3条较长焊道，焊接后容易产生应力集中变形，从而降低了加强板250及进气管210的耐久性，焊接应力消除孔可以卸载焊接后的应力集中变形，从而提高了加强板250的耐久性。

本实用新型又一实施例中，所述出气管220位于所述第五消声腔50中的管壁上设置有虹吸管221。

应当说明的是，所述虹吸管221由不锈钢材料或其他同等级别材料经过卷管工艺制成，所述虹吸管221焊接在出气管220上，其直径较小，能够利用虹吸效应将汽车排气消声筒中的冷凝水从抗性消声腔(即第五消声腔50)中吸入出气管220内，随排气气流排出。这样既保护了阻性消声腔(即第四消声腔40)中的阻性消声介质不会因浸水而降低消音效果，又提高了筒体的耐腐蚀性，延长了使用寿命。

可选地，所述进气管210、所述出气管220、所述第一中间管230和所述第二中间管240的直管段端口均制成喇叭口形状，这样减小了气流与管壁的摩擦，既降低了排气背压，又降低了摩擦噪声。

所述汽车排气消声筒的组装流程为：所述第一端盖120、出气管220、第一中间管230、第二中间管240、加强板250、第一隔板310、第二隔板320、第三隔板330和第四隔板340通过点焊预先固定在一起，再整体压入外壳，通过点焊与过盈配合与外壳固定在一起，然后再将第二端盖130与上述部件通过焊接方式固定连接。

本实用新型上述方案的汽车排气消声筒，在使用时，排气气流在通过第一中间管230、第二中间管240时都会经管路上的穿孔与阻性消声腔中的阻性消声介质，如玻璃纤维棉等产生摩擦，从而消耗噪声能量，达到降低高频噪声的功能；进入第五消声腔50中的排气气流也会通过第四隔板340上的通孔341与阻性消声腔中的阻性消声介质摩擦，从而降低高频噪声。

应当说明的是，筒体中的管路和每个管路进入的抗性消声腔构成了一个霍姆赫兹共振腔，排气气流每通过管路进入抗性消声筒一次就完成了一次收缩-扩张的过程，达到降低中低频噪声的功能，本实用新型在筒体内采用4隔板5腔的结构，在有限的空间内尽量采用直管，完成了4次收缩-扩张，既兼顾了动力经济性，又降低了噪声，提高了NVH性能。

本实用新型实施例的所述汽车，包括上述的汽车排气消声筒。

应当说明的是，设置有所述汽车排气消声筒的汽车，降低了发动机运行时的噪音，提高了整车的NVH性能。

以上所述的是本实用新型的优选实施方式，应当指出对于本技术领域的普通人员来说，在不脱离本实用新型所述的原理前提下还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也在本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种汽车排气消声筒，其特征在于，包括：

具有一容置腔的筒体和设置在所述筒体的容置腔中的排气部件；其中，

所述筒体包括：

卷曲形成一筒状结构的外壳；

所述筒状结构的第一端设置有第一端盖，第二端设置有第二端盖；

所述排气部件包括：

与汽车发动机的排气口连接的进气管，所述进气管的第一端管口通过所述筒体上的第一孔位，外露在所述容置腔的外部，所述进气管的第二端管口在所述容置腔中；

出气管，所述出气管的中部为弯曲结构，且所述出气管的第三端管口通过所述筒体上的第二孔位，外露在所述容置腔的外部，所述出气管的第四端管口在所述容置腔中；

连通所述进气管的第二端管口和所述出气管的第四端管口中的排气气流的连通管；

固定所述进气管、所述出气管以及所述连通管的隔板，通过所述隔板将所述容置腔划分为多个消声腔，所述排气气流通过所述进气管的第二端管口进入消声腔，并在所述多个消声腔中经过所述连通管的导流作用，将所述排气气流导入所述出气管的第四端管口，进而经过所述出气管将所述排气气流排出所述筒体。

2.根据权利要求1所述的汽车排气消声筒，其特征在于，所述隔板，包括：

在所述第一端盖和所述第二端盖之间依次设置的第一隔板、第二隔板、第三隔板和第四隔板，且所述第一隔板、所述第二隔板、所述第三隔板和所述第四隔板将所述容置腔依次分隔为第一消声腔、第二消声腔、第三消声腔、第四消声腔和第五消声腔；

所述第一隔板、所述第二隔板、所述第三隔板和所述第四隔板分别套设在所述出气管上；

且所述出气管在所述第一消声腔、所述第二消声腔、所述第三消声腔、所述第四消声腔和所述第五消声腔中均有分布，位于所述第五消声腔中的所述出气管为弯管结构，位于所述第一消声腔、所述第二消声腔、所述第三消声腔和所述第四消声腔中的出气管均为直管结构，且所述出气管的第四端管口位于所述第三消声腔中；

所述进气管的第二端管口位于所述第二消声腔中。

3.根据权利要求2所述的汽车排气消声筒，其特征在于，所述连通管包括：

第一中间管和第二中间管；其中，

所述第一中间管依次穿过所述第一隔板、所述第二隔板、所述第三隔板和所述第四隔板，所述第一中间管的第五端管口设置在所述第一消声腔中，所述第一中间管的第六端管口设置在所述第五消声腔中，且所述第一中间管位于所述第四消声腔中的管壁上设置有第一开孔结构；

所述第二中间管依次穿过所述第三隔板和所述第四隔板，所述第二中间管的第七端管口设置在所述第三消声腔中，所述第二中间管的第八端管口设置在所述第五消声腔中，且所述第二中间管位于所述第四消声腔中的管壁上设置有第二开孔结构。

4.根据权利要求3所述的汽车排气消声筒，其特征在于，所述第一消声腔、所述第二消声腔、所述第三消声腔和所述第五消声腔为抗性消声腔，所述第四消声腔为阻性消声腔，且所述第四消声腔中填充有消音棉。

5.根据权利要求4所述的汽车排气消声筒，其特征在于，所述第一隔板上设置有第三孔位，所述排气气流经过所述第三孔位由所述第二消声腔进入所述第一消声腔，通过所述第一消声腔中的所述第五端管口经所述第一中间管进入所述第五消声腔，再通过所述第五消声腔中的所述第八端管口经所述第二中间管进入所述第三消声腔，最后通过所述第三消声腔中的所述第四端管口经所述出气管由所述第三端管口排出。

6.根据权利要求5所述的汽车排气消声筒，其特征在于，所述排气部件还包括：

加强板，所述加强板设置在所述第二消声腔中，且所述加强板的两端分别与所述第一隔板和所述第二隔板固定连接；

所述加强板上设置有用于固定所述进气管的第四孔位。

7.根据权利要求6所述的汽车排气消声筒，其特征在于，所述加强板上还设置有多个第五孔位，所述多个第五孔位分布在所述第四孔位的两侧。

8.根据权利要求6所述的汽车排气消声筒，其特征在于，所述出气管位于所述第五消声腔中的管壁上设置有虹吸管。

9.根据权利要求6所述的汽车排气消声筒，其特征在于，所述进气管、所述出气管、所述第一中间管和所述第二中间管的管路末端为喇叭口形状。

10.一种汽车，其特征在于，包括如权利要求1至9任一项所述的汽车排气消声筒。