CN205135857U - 消声装置及汽车发动机用空气滤清器 - Google Patents

Abstract

一种消声装置，消声装置包括消声器内管、消声器外管及多个密封筋，消声器内管的管径小于消声器外管的管径，消声器外管套设于消声器内管上，消声器内管收容于消声器外管内，多个密封筋设于消声器内管与消声器外管之间，多个密封筋沿着消声装置的轴向方向相互间隔设置，每一密封筋沿着消声装置的径向方向从消声器内管的外表面延伸至消声器外管的内表面，消声器外管、消声器内管及每相邻的两个密封筋之间围成一个密闭气腔，消声器内管的管壁上形成有进气孔，每个密闭气腔通过进气孔与消声器内管的内部连通。该消声装置能够精简零部件数量，减少对前舱空间的占用，并能较好地降低不同频率的噪声。

Description

消声装置及汽车发动机用空气滤清器

技术领域

本实用新型涉及车辆发动机的噪音消除技术领域，尤其是一种消声装置及汽车发动机用空气滤清器。

背景技术

随着汽车的普及，人们对汽车乘坐的舒适性，尤其是对噪声的控制越来越严格。过高的震动噪声不仅会使驾驶员产生疲劳，而且还会造成车辆的损坏。为了减少噪声的传出，在汽车上一般会装有消声装置。

以发动机的进气管路中的消声装置为例，在现有技术中，进气管路中的空气滤清器的一端通过进气管与外界连通，另一端通过出气管与发动机连通，外界空气经过空气滤清器的过滤后进入发动机中，发动机产生的噪声会通过进气管路传出。为了降低或衰减通过发动机的进气管路传出的噪声，在空气滤清器前后的连接管路上一般会设置1/4波长管来消除高频噪声，或者设置谐振腔来消除低频噪声。这样的布设方式会造成如下的缺点，第一：传统的消声装置(1/4波长管及谐振腔等)的消声频段较窄，对进气系统需要的消声频谱不能够有效的覆盖；第二：传统的进气系统中的空气滤清器与消声装置分开布置，对汽车前舱空间的要求较高，限制了汽车前舱其他零部件的合理布置；第三：传统进气系统及匹配的消声装置的零部件较多，装配繁琐，影响整车重量、成本、质量管控及生产效率。

因此，现有的消声装置导致汽车普遍存在较大的NHV(Noise、Vibration、Harshness，噪声、振动与声振粗糙度)问题，而消声装置的布设方式又导致消声装置安装繁琐，不能有效的利用汽车前舱的空间，不能够有效的提高整个进气系统的通用性。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种消声装置及汽车发动机用空气滤清器，能够精简零部件数量，减少对前舱空间的占用，较好地降低不同频率的噪声。

本实用新型提供一种消声装置，所述消声装置包括消声器内管、消声器外管及多个密封筋，所述消声器内管的管径小于所述消声器外管的管径，所述消声器外管套设于所述消声器内管外，所述多个密封筋设于所述消声器内管与所述消声器外管之间，所述多个密封筋沿着所述消声装置的轴向方向相互间隔设置，每一密封筋沿着所述消声装置的径向方向从所述消声器内管的外表面延伸至所述消声器外管的内表面，所述消声器外管、所述消声器内管及每相邻的两个密封筋之间围成一个密闭气腔，所述消声器内管的管壁上形成有进气孔，每个密闭气腔通过所述进气孔与所述消声器内管的内部连通。

进一步地，所述消声器内管及所述消声器外管都为圆管形，所述消声器内管及所述消声器外管同轴设置。

进一步地，每一密封筋呈环状结构，每一密闭气腔为环形腔室。

进一步地，所述多个密封筋一体形成在所述消声器内管的外表面上。

进一步地，所述消声器内管通过所述多个密封筋与所述消声器外管过盈配合固定。

进一步地，由所述多个密封筋隔开形成的多个密闭气腔具有不同的容积。

进一步地，所述多个密封筋在所述消声装置的一端的分布密度大于在所述消声装置的另一端的分布密度。

进一步地，至少针对部分的密闭气腔，在同一个密闭气腔上连通有多个所述进气孔。

本实用新型还提供了一种汽车发动机用空气滤清器，具有消声装置，所述消声装置为本实用新型提供的任意一种消声装置。

进一步地，所述消声装置的一端焊接固定在所述空气滤清器的壳体上，所述消声装置的另一端通过连接管路与发动机相连。

综上所述，本实用新型通过在空气滤清器上安装消声装置，消声装置包括消声器内管、消声器外管及设置在消声器内管与消声器外管之间的多个密封筋，在消声器外管、消声器内管及每相邻的两个密封筋之间形成有密闭气腔，同时在消声器内管上形成有与这些密闭气腔连通的进气孔，通过这些密闭气腔能够有效的消除发动机产生的低中高频噪声，该消声装置采用模块化结构，精简了零部件数量，减少了对前舱空间的占用，并能较好地降低不同频率的噪声。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本实用新型的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

图1为本实用新型提供的消声装置安装于空气滤清器上的结构示意图。

图2为图1中消声装置安装于空气滤清器上的俯视结构示意图。

图3为图2中III-III方向的截面示意图。

图4为图1中消声装置的分解结构示意图。

具体实施方式

为更进一步阐述本实用新型为达成预定实用新型目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对本实用新型进行详细说明如下。

图1为本实用新型提供的消声装置安装于空气滤清器上的结构示意图，图2为图1中消声装置安装于空气滤清器上的俯视结构示意图，图3为图2中III-III方向的截面示意图，图4为图1中消声装置的分解结构示意图，如图1至图4所示，本实用新型提供的消声装置10可以应用于汽车发动机用空气滤清器20上。空气滤清器20可以为传统板式空气滤清器，其包括空滤器上壳体21、空滤器下壳体22及滤芯23，空滤器上壳体21和空滤器下壳体22均为箱体构件，空滤器上壳体21与空滤器下壳体22组装后在空气滤清器20内形成腔体，滤芯23设于该腔体内，空滤器上壳体21与空滤器下壳体22之间例如通过螺栓24组装连接。在本实施例中，空滤器下壳体22上开设有进气孔221，空滤器上壳体21上开设有出气孔211，消声装置10固定于空滤器上壳体21上并与出气孔211连通，而消声装置10的出口处再通过连接管路(图未示)与发动机(图未示)相连。外界空气从空滤器下壳体22的进气孔221进入空气滤清器20，经过滤芯23过滤后从空滤器上壳体21上的出气孔211经过消声装置10进入发动机中。

如图3至图4所示，消声装置10包括消声器内管11、消声器外管12及多个密封筋13，消声器内管11的管径小于消声器外管12的管径，消声器外管12套设于消声器内管11上，消声器内管11收容于消声器外管12内。多个密封筋13设于消声器外管12及消声器内管11之间，这些密封筋13沿着消声装置10的轴向方向相互间隔设置，且每一密封筋13沿着消声装置10的径向方向从消声器内管11的外表面延伸至消声器外管12的内表面，消声器外管12、消声器内管11及每相邻的两个密封筋13之间围成一个密闭气腔14。消声器内管11的管壁上形成有进气孔15，每个密闭气腔14通过进气孔15与消声器内管11的内部连通。

在本实施例中，消声器内管11及消声器外管12都为圆管形，消声器内管11及消声器外管12同轴设置，每一密封筋13呈环状结构，密闭气腔14为环形腔室。这些密封筋13优选与消声器内管11一体制成，即这些密封筋13一体形成在消声器内管11的外表面上。这样，在消声器外管12套设在消声器内管11上时，消声器内管11通过这些密封筋13与消声器外管12过盈配合组装在一起。然后，组装好的消声装置10再焊接在空滤器上壳体21的对应位置处，从而消声装置10与空气滤清器20集成在一起。

发动机燃烧产生的噪声声波大部分是一种由于气流震荡引起的中高频的噪声声波。当发动机燃烧时，噪声声波通过发动机经由进气系统的连接管路进入消声装置10。在噪声声波进入消声装置10后，一部分噪声声波会在通过消声器内管11时经由相应的进气孔15分别进入各对应的密闭气腔14中。此时，密闭气腔14及进气孔15组成了一个谐振腔，密闭气腔14内的空气类似空气弹簧，具有一定的弹性，进气孔15中的空气具有一定的质量，类似活塞，因此，噪声声波进入消声装置10后能够推动密闭气腔14内的空气像活塞一样往复运动，在运动过程中，消声装置10能够抗拒由于噪声声波的作用而引起的进气孔15内空气的运动，继而消耗了噪声声波中的能量；另外，由于进气孔15的摩擦使一部分声能可以转变为热能消耗掉，同时进气孔15两端管路交界处声阻抗的变化，又能使噪声声波发生反射及干涉现象，导致声能的衰减；当进入密闭气腔14的噪声声波的频率等于进气孔15及密闭气腔14组成的弹性系统的固有频率，即等于谐振腔的固有频率时，摩擦的消耗量及声能的衰减量最大，从而达到消声的目的。

谐振腔的固有频率的计算公式如下所示：

$f=\frac{c}{2\mathrm{\π}}\sqrt{\frac{S}{VL}}\left(Hz\right)$

式中：

f—谐振腔的固有频率，HZ；

c—声波速度，m/s；

S—进气孔的横截面积，m²；

V—密闭气腔的容积，m³；

L—进气孔的长度，m；

由谐振腔的消声原理可知，当谐振腔的固有频率等于噪声声波的频率时，谐振腔才能具有最大的消声效果。由上述谐振腔的固有频率公式可知，谐振腔的固有频率与谐振腔的密闭气腔的容积V、谐振腔的进气孔的横截面积S及进气孔的长度L有关。而在本实用新型中，谐振腔的密闭气腔的容积V相当于由消声器内管11、消声器外管12及相邻两个密封筋13围成的密闭气腔14的容积，谐振腔进气孔的横截面积相当于消声器内管11的进气孔15的横截面积，谐振腔的进气孔的长度相当于消声器内管11的厚度。由上述可知，当消声装置10中的进气孔15的长度(即消声器内管11的厚度)一定，进气孔15的横截面积一定时，密闭气腔14的容积越大，所形成的谐振腔的固有频率越小；密闭气腔14的容积越小，所形成的谐振腔的固有频率越大。由于发动机发出的噪声声波大多为中高频率的声波，因此，在本实用新型中，每一密闭气腔14的容积都较小，将多个小容积的密闭气腔14排列起来的布设方式，节约了布设空间。

在本实用新型中，为了达到使得消声装置10具有多种不同固有频率的目的，以利于对不同频率的声波均能有较好地消声作用，由多个密封筋13隔开形成的各个密闭气腔14可以具有不同的容积。具体地，为了使密闭气腔14的容积不同，多个密封筋13之间沿着消声装置10的轴向方向上相互间隔的距离不同。在本实施例中，多个密封筋13在消声装置10上呈非均匀分布，在消声装置10的一端(靠向发动机的一端)的密封筋13的分布密度大于在消声装置10的另一端(靠向空气滤清器20的一端)的密封筋13的分布密度，对应的，靠近发动机一端的进气孔15的分布密度也大于靠近空气滤清器20一端的进气孔15的分布密度，例如，两个相邻的密封筋13之间的距离可以设置成从靠近发动机的一端到靠近空气滤清器20的一端逐渐增大。

请参图3及图4，在本实施例中，为了保证消声效果，至少针对部分的密闭气腔14，在同一个密闭气腔14上连通有多个进气孔15，且与同一个密闭气腔14连通的多个进气孔15沿圆周方向均匀地分布于消声器内管11的外壁上，每一个进气孔15与其所连通的密闭气腔14一起形成一个消声单元。通过将同一个环状的密闭气腔14连通设置多个进气孔15，可以使多个进气孔15共用一个密闭气腔14，实现利用一个密闭气腔14形成多个同一固有频率的消声单元，这样增加了消声单元的个数，增加了消声效果。

为了达到最好的消声效果，密闭气腔14的容积、进气孔15的横截面积，进气孔15的数目及消声器内管11的厚度都可以根据仿真分析或者实验测试得出。因此，对于不同的发动机的空气滤清器20来说，消声器内管11、消声器外管12及密封筋13之间的排布方式可能会不尽相同。

请参图4，为了加强消声装置10的强度，在消声器外管12的外壁上还设有多个加强筋16，多个加强筋16沿着消声器外管12的圆周方向均匀地分布于消声器外管12的外壁上，每一个加强筋16沿着消声装置10的轴向方向延伸。

本实用新型还提供一种汽车发动机用空气滤清器20，包括如上所述的消声装置10，消声装置10安装在空气滤清器20上。具体地，消声装置10的一端固定至空气滤清器20上，另一端通过连接管路与发动机连通。在本实施例中，消声装置10焊接在空气滤清器20的空滤器上壳体21上，使消声装置10与空气滤清器20集成为一体。关于该空气滤清器20的其他结构，除了上面已经阐述的之外，还可以参见现有空气滤清器的结构，在此不再赘述。

综上所述，本实用新型通过在空气滤清器上安装消声装置，消声装置包括消声器内管、消声器外管及设置在消声器内管与消声器外管之间的多个密封筋，在消声器外管、消声器内管及每相邻的两个密封筋之间形成有密闭气腔，同时在消声器内管上形成有与这些密闭气腔连通的进气孔，通过这些密闭气腔及相应的进气孔的组合能够有效的消除发动机产生的低中高频噪声，该消声装置采用模块化结构，精简了零部件数量，减少了对前舱空间的占用，并能较好地降低不同频率的噪声。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种消声装置(10)，其特征在于：所述消声装置(10)包括消声器内管(11)、消声器外管(12)及多个密封筋(13)，所述消声器内管(11)的管径小于所述消声器外管(12)的管径，所述消声器外管(12)套设于所述消声器内管(11)外，所述多个密封筋(13)设于所述消声器内管(11)与所述消声器外管(12)之间，所述多个密封筋(13)沿着所述消声装置(10)的轴向方向相互间隔设置，每一密封筋(13)沿着所述消声装置(10)的径向方向从所述消声器内管(11)的外表面延伸至所述消声器外管(12)的内表面，所述消声器外管(12)、所述消声器内管(11)及每相邻的两个密封筋(13)之间围成一个密闭气腔(14)，所述消声器内管(11)的管壁上形成有进气孔(15)，每个密闭气腔(14)通过所述进气孔(15)与所述消声器内管(11)的内部连通。

2.根据权利要求1所述的消声装置(10)，其特征在于：所述消声器内管(11)及所述消声器外管(12)都为圆管形，所述消声器内管(11)及所述消声器外管(12)同轴设置。

3.根据权利要求2所述的消声装置(10)，其特征在于：每一密封筋(13)呈环状结构，每一密闭气腔(14)为环形腔室。

4.根据权利要求1所述的消声装置(10)，其特征在于：所述多个密封筋(13)一体形成在所述消声器内管(11)的外表面上。

5.根据权利要求4所述的消声装置(10)，其特征在于：所述消声器内管(11)通过所述多个密封筋(13)与所述消声器外管(12)过盈配合固定。

6.根据权利要求1所述的消声装置(10)，其特征在于：由所述多个密封筋(13)隔开形成的多个密闭气腔(14)具有不同的容积。

7.根据权利要求1所述的消声装置(10)，其特征在于：所述多个密封筋(13)在所述消声装置(10)的一端的分布密度大于在所述消声装置(10)的另一端的分布密度。

8.根据权利要求1所述的消声装置(10)，其特征在于：至少针对部分的密闭气腔(14)，在同一个密闭气腔(14)上连通有多个所述进气孔(15)。

9.一种汽车发动机用空气滤清器(20)，其特征在于：所述空气滤清器(20)上安装有如权利要求1至8任意一项所述的消声装置(10)。

10.根据权利要求9所述的汽车发动机用空气滤清器(20)，其特征在于：所述消声装置(10)的一端焊接固定在所述空气滤清器(20)的壳体上，所述消声装置(10)的另一端通过连接管路与发动机相连。