CN206655759U - 发动机进气系统的消音器、发动机及车辆 - Google Patents

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李晓娟
赵永刚
李麒
郄洪涛
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Abstract

本实用新型涉及消音的技术领域,提供一种发动机进气系统的消音器、发动机及车辆,其中,所述消音器包括定频消音总成和主动消音总成,所述定频消音总成具有进气管腔,所述主动消音总成设置在所述定频消音总成的外部,所述主动消音总成能够对所述进气管腔内部的噪音进行采样并根据采样结果朝向所述进气管腔发出用于抵消所述噪音的抵消噪音。本实用新型所述的发动机进气系统的消音器,可以通过定频消音总成消除发动机的主要噪音频率范围内的噪音,另外,针对发动机在不同工作条件下产生的超过主要噪音频率范围的噪音,可以通过主动消音总成产生与之对应的抵消噪音,灵活地实现针对性地主动降噪消音,从而全面地消除或降低噪音。

Description

发动机进气系统的消音器、发动机及车辆
技术领域
本实用新型涉及消音的技术领域,特别涉及一种发动机进气系统的消音器、发动机及车辆。
背景技术
进气系统作为发动机附件系统的一个重要组成部分,主要功能是尽可能多地且尽可能均匀地向气缸供给空气与燃油的混合气。
为了提高乘客的乘坐体验,车辆设计者针对不同噪音产生结构进行优化以降低噪音的输出,进气系统就是其中一个部分。
现有的进气系统采用被动式消音器或半主动式消音器。被动式消音器的特点在于,在设计完成之后被动式消音器的内部结构不再发生改变,且所述被动式消音器需要针对发动机在不同转速下的噪音频段进行消音结构设计。但是发动机转速范围非常大,其产生的噪音频段也同样是一个很大的范围。针对如此宽的噪音频段进行消音设计,则消音器的内部结构必然非常复杂,这就增加了生产成本,降低了系统的可靠性。半主动式消音器中设以半主动消音阀,半主动消音阀由具有一定刚度的弹簧控制,该类型的消音器通过不同转速下排气压力的变化,来调整消音阀的开度,从而调整消音频段。半主动消音器中的消音阀的弹簧刚度是固定的,这就决定了它的力-变形曲线是线性的,因此其降噪范围相对较小而不能满足需要。此外,消音器的内部温度非常高,消音阀很容易发生热变形,这也极大地影响了消音效果。
实用新型内容
有鉴于此,本实用新型旨在提出一种发动机进气系统的消音器,以解决消音频率范围不能根据发动机工作状态灵活变化的问题。
为达到上述目的,本实用新型的技术方案是这样实现的:
一种发动机进气系统的消音器,其特征在于,所述消音器包括定频消音总成和主动消音总成,所述定频消音总成具有进气管腔,所述主动消音总成设置在所述定频消音总成的外部,所述主动消音总成能够对所述进气管腔内部的噪音进行采样并根据采样结果向所述进气管腔发出用于抵消所述噪音的抵消噪音。
进一步的,所述主动消音总成包括声波采集器、声波控制器以及声波发生器,所述声波采集器和所述声波发生器分别连接于所述声波控制器。
进一步的,所述主动消音总成包括套设于所述定频消音总成外部的主体管部以及套设于所述主体消音部外部的第一隔音管部,所述声波采集器、所述声波控制器以及所述声波发生器设置在所述主体管部上。
进一步的,所述主动消音总成包括多个所述声波发生器,多个所述声波发生器沿所述主体管部的周向等间隔分布,并且多个所述声波发生器沿所述主体管部的轴向等间隔分布。
进一步的,所述定频消音总成包括定频消音管部,所述进气管腔由所述定频消音管部限定。
进一步的,所述定频消音管部为柔性管,并且所述定频消音管部的管壁上形成有穿孔。
进一步的,所述定频消音总成包括套设于所述定频消音管部的外部的管状的支撑架。
进一步的,所述定频消音总成包括套设于所述支撑架外部的第二隔音管部,所述第二隔音管部由柔性材料制成,所述主体管部套设于所述第二隔音管部外部。
相对于现有技术,本实用新型所述的发动机进气系统的消音器具有以下优势:
本实用新型所述的发动机进气系统的消音器,可以通过定频消音总成消除发动机的主要噪音频率范围内的噪音,另外,针对发动机在不同工作条件下产生的超过主要噪音频率范围的噪音,可以通过主动消音总成产生与之对应的抵消噪音,灵活地实现针对性地主动降噪消音,从而全面地消除或降低噪音。
本实用新型的另一目的在于提出一种发动机,以解决消音频率范围不能根据发动机工作状态灵活变化的问题。
为达到上述目的,本实用新型的技术方案是这样实现的:
一种发动机,其特征在于,所述发动机包括进气系统,所述进气系统中设置有以上方案所述的发动机进气系统的消音器。
所述发动机与上述发动机进气系统的消音器相对于现有技术所具有的优势相同,在此不再赘述。
本实用新型的另一目的在于提出一种车辆,以解决消音频率范围不能根据发动机工作状态灵活变化的问题。
为达到上述目的,本实用新型的技术方案是这样实现的:
一种车辆,其特征在于,所述车辆设置有以上方案所述的发动机。
所述车辆与上述发动机进气系统的消音器相对于现有技术所具有的优势相同,在此不再赘述。
本实用新型的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解,本实用新型的示意性实施方式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为本实用新型实施方式所述的发动机进气系统的消音器的剖视图;
图2为本实用新型实施方式所述的主动消音总成的原理图。
附图标记说明:
1-主体管部,2-第一隔音管部,3-定频消音管部,4-支撑架,5-第二隔音管部,6-声波发生器,7-声波采集器,8-声波控制器。
具体实施方式
需要说明的是,在不冲突的情况下,本实用新型中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。
下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本实用新型。
本实用新型提供了一种发动机进气系统的消音器,其中,所述消音器包括定频消音总成和主动消音总成,所述定频消音总成具有进气管腔,所述主动消音总成设置在所述定频消音总成的外部,所述主动消音总成能够对所述进气管腔内部的噪音进行采样并根据采样结果向所述进气管腔发出用于抵消所述噪音的抵消噪音。
所述消音器应用于发动机进气系统,可以连接于发动机的进气管路中,对进气管路中输送的气体进行降噪处理。其中,所述定频消音总成可以固定频率范围内的噪音进行消音降噪处理,其消音范围可以根据不同的发动机进行选择设定,具体地,可以对发动机在不同工况下的噪音进行测定,确定噪音频率的分布,从而选择较为合适的主要降噪频率范围;所述主动消音总成可以对超出所述定频消音总成的消音频率范围的噪音作针对性处理,所述主动消音实时地对所述进气管腔内的噪音进行采样,确定噪音的频率范围以及振幅范围,从而根据该采样结果针对目标噪音频率范围发出抵消噪音,例如,与目标噪音频率相同、振幅相同但相位相反的噪音,以降低或消除噪音。
通过主动消音总成与定频消音总成的配合,可以对灵活地针对更大频率范围内的噪音进行消音处理,特别是与定频消音总成的噪音处理范围频率相差较大的噪音可以通过主动消音总成作消音处理处理,可以显著地提高消音降噪效果,提升了用户体验。
具体的,如图2所示,所述主动消音总成包括声波采集器7、声波控制器8以及声波发生器6,所述声波采集器7和所述声波发生器6分别连接于所述声波控制器8。其中,所述声波采集器7用于对所述进气管腔内的噪音进行采样处理,获得其中噪音的频率、振幅等信息,并将该信息传递到声波控制器8,所述声波控制器8根据所述进气管腔内的噪音特性,控制声波发生器6产生与待消除的噪音频率相同、振幅相同但相位相反的抵消噪音,从而所述抵消噪音与待消除的噪音彼此中和而消除噪音。其中,声波采集器7和声波发生器6可以集成在一起,并且安装在所述定频消音总成的外部,例如安装在以下所述的第二隔音管部5上。
另外,所述主动消音总成包括套设于所述定频消音总成外部的主体管部1以及套设于所述主体管部1外部的第一隔音管部2,所述声波采集器7、所述声波控制器8以及所述声波发生器6设置在所述主体管部1上。第一隔音管部2可以位于所述消音器的最外部,在减少所述进气管腔内的噪音传递到外部的同时,更主要地用于防止或减少声波发生器6产生的抵消噪音外泄。主体管部1主要用于作为支撑所述声波采集器7、所述声波控制器8以及所述声波发生器6的载体,所述声波采集器7、所述声波控制器8以及所述声波发生器6可以设置在主体管部1的外部,也可以设置在主体管部1的内部,或者穿过主体管部1固定,其中声波发生器6穿过主体管部1安装,以便于将产生的抵消噪音朝向内部的所述进气管腔传递。
进一步的,所述主动消音总成包括多个所述声波发生器6,多个所述声波发生器6沿所述主体管部1的周向等间隔分布,并且多个所述声波发生器6沿所述主体管部1的轴向等间隔分布。以上设计的目的是,使得多个声波发生器6彼此尽可能地远离,避免声波发生器6产生的抵消噪音彼此相遇而互相影响。例如,所述主动消音总成包括3个声波发生器6,其沿周向间隔120度分布,并且在主体管部1的轴向方向等间距排列。
以上说明了所述主动消音总成部分的结构,以下将对定频消音总成进行详细说明。
其中,所述定频消音总成包括定频消音管部3,所述进气管腔由所述定频消音管部3限定。定频消音管部3用于消除固定频率范围内的噪音,关于定频消音管部3所能消除的噪音频率范围,这取决于定频消音管部3的结构、材料等固有特性,因此,在定频消音管部3的材料和结构确定之后,其消音频率范围也基本确定。定频消音管部3的消音频率范围可以根据发动机的工作状态设计,可以对不同工作状态下进气系统中的噪音进行采样,确定最经常出现的噪音频率范围,从而设计相应的定频消音管部3。
具体的,所述定频消音管部3为柔性管,并且所述定频消音管部3的管壁上形成有穿孔。由柔性管制成的定频消音管部3可以随着所述进气管腔内的气流而振动,吸收噪音的振动能量,从而降低噪音,另一方面,由于定频消音管部3的管壁形成有穿孔,所述进气管腔内的气流可以在管壁上穿梭,增加了气流的流动路径,使得气流形成紊流,起到了扰流减震作用,进一步地强化了消除噪音的作用。
另外,所述定频消音总成包括套设于所述定频消音管部3的外部的管状的支撑架4。由于定频消音管部3为柔性管,其刚度较小,因此,可以通过支撑架4支撑定频消音管部3,保证定频消音管部3具有基本的管状形状,允许气流通过。支撑架4可以是由网状结构围成的管状,支撑架4可以通过多个点连接于定频消音管部3,以支撑定频消音管部3。
另外,所述定频消音总成包括套设于所述支撑架4外部的第二隔音管部5,所述第二隔音管部5由柔性材料制成,所述主体管部1套设于所述第二隔音管部5外部。第二隔音管部5用于防止或减少所述进气管腔内的噪音向外传播,可以起到隔音减震作用。第二隔音管部5由柔性材料制成,可以起到吸震作用,并且通过支撑架4支撑,以保持基本的管状形状。综上,所述定频消音总成包括定频消音管部3、支撑架4以及第二隔音管部5,所述主动消音总成包括主体管部1、第一隔音管部2以及安装在主体管部1上的声波采集器7、声波控制器8以及声波发生器6,并且所述主动消音总成套设于第二隔音管部5上,即主体管部1套设于第二隔音管部5上,形成多层管结构。
如上所述,所述消音器通过多层彼此套设的管件组成,整体形成为多层管状形式,包括第一隔音管部2、主体管部1、第二隔音管部5、支撑架4以及定频消音管部3,消音器的两端可以通过盖体进行封装,实现相邻的管部之间的空间(例如主体管部1与第二隔音管部5之间的间隙)对外密封,所述盖体可以为一体形成第一隔音管部2两端的隔音盖,也可以是可拆卸的安装在所述消音器两端的隔音盖,并且隔音盖上形成有通孔以允许所述消音器安装在进气系统中。
此外,本实用新型提供了一种发动机,其中,所述发动机包括进气系统,所述进气系统中设置有以上方案所述的发动机进气系统的消音器。发动机的进气系统用于允许混合气体进入到发动机缸体中,所述消音器安装于进气系统的进气管路中,在允许混合气体通过的同时,可以消除或降低高速流动混合气体的噪音。
另外,本实用新型提供了一种车辆,其中,所述车辆设置有以上方案所述的发动机。发动机是车辆的噪音源之一,通过对发动机的进气系统进行降噪消音处理,可以减少车辆的整体噪音,提高乘客的乘坐体验。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施方式而已,并不用以限制本实用新型,凡在本实用新型的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种发动机进气系统的消音器,其特征在于,所述消音器包括定频消音总成和主动消音总成,所述定频消音总成具有进气管腔,所述主动消音总成设置在所述定频消音总成的外部,所述主动消音总成能够对所述进气管腔内部的噪音进行采样并根据采样结果向所述进气管腔发出用于抵消所述噪音的抵消噪音。
2.根据权利要求1所述的发动机进气系统的消音器,其特征在于,所述主动消音总成包括声波采集器(7)、声波控制器(8)以及声波发生器(6),所述声波采集器(7)和所述声波发生器(6)分别连接于所述声波控制器(8)。
3.根据权利要求2所述的发动机进气系统的消音器,其特征在于,所述主动消音总成包括套设于所述定频消音总成外部的主体管部(1)以及套设于所述主体消音部外部的第一隔音管部(2),所述声波采集器(7)、所述声波控制器(8)以及所述声波发生器(6)设置在所述主体管部(1)上。
4.根据权利要求3所述的发动机进气系统的消音器,其特征在于,所述主动消音总成包括多个所述声波发生器(6),多个所述声波发生器(6)沿所述主体管部(1)的周向等间隔分布,并且多个所述声波发生器(6)沿所述主体管部(1)的轴向等间隔分布。
5.根据权利要求3或4所述的发动机进气系统的消音器,其特征在于,所述定频消音总成包括定频消音管部(3),所述进气管腔由所述定频消音管部(3)限定。
6.根据权利要求5所述的发动机进气系统的消音器,其特征在于,所述定频消音管部(3)为柔性管,并且所述定频消音管部(3)的管壁上形成有穿孔。
7.根据权利要求6所述的发动机进气系统的消音器,其特征在于,所述定频消音总成包括套设于所述定频消音管部(3)的外部的管状的支撑架(4)。
8.根据权利要求7所述的发动机进气系统的消音器,其特征在于,所述定频消音总成包括套设于所述支撑架(4)外部的第二隔音管部(5),所述第二隔音管部(5)由柔性材料制成,所述主体管部(1)套设于所述第二隔音管部(5)外部。
9.一种发动机,其特征在于,所述发动机包括进气系统,所述进气系统中设置有根据权利要求1-8中任意一项所述的发动机进气系统的消音器。
10.一种车辆,其特征在于,所述车辆设置有权利要求9所述的发动机。
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