CN211975109U - 一种后处理排气消声装置与一种后处理总成 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种后处理排气消声装置与一种后处理总成，后处理排气消声装置包括后处理壳体、催化器、后处理进气管和后处理排气管，位于后处理壳体内侧的后处理进气管为穿孔混合管，穿孔混合管的出气端与后处理壳体内壁之间形成混合腔，穿孔混合管与后处理排气管并列布置并且在两者之间布置有催化器，后处理排气管的进气端内圈设有穿孔排气锥管，穿孔排气锥管的管径沿排气方向逐渐缩小，穿孔排气锥管的管壁开设有多圈穿孔。本方案通过设计两处穿孔率的不同，可以实现对不同频段的消声效果；穿孔排气锥管可以形成声波反射，与来流气体相互干涉，降低排气噪声；穿孔排气锥管后的直管段可以有效减少因穿孔引起的湍流噪声，减小排气背压差。

Description

一种后处理排气消声装置与一种后处理总成

技术领域

本实用新型涉及后处理排气消声技术领域，尤其涉及一种后处理排气消声装置与一种后处理总成。

背景技术

随着国六新排放标准的实行，天然气发动机大多数采用当量+EGR+TWC(三元催化转换器)后处理总成进行尾气处理，在保证排放的前提下，要尽可能地减少排气噪声值。在有限的空间内，保证后处理的声学性能，增加插入损失，并尽可能减小排气背压差，需要对内部结构进行优化设计，达到良好的声学性能。插入损失是指系统插入消声元件前后，在出口处得到的声功率级差值；排气背压差是指系统中插入消声元件后，入口与出口处压力差值。

现有技术中，后处理总成消声结构主要由干涉腔、混合腔、扩张腔、穿孔板和导流环等结构构成，进口穿孔结构和混合腔的吸声材料消除特定频段噪声，出口处直接与箱子壁进行连接并排出。

现阶段后处理穿孔结构设计主要是在进口处，出口直接与壁面连接引出，容易引发二次噪声，增加排气背压差，且单个穿孔结构只能消除某一频率段的噪声。

因此，如何解决发动机后处理排气噪声问题，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种后处理排气消声装置，该装置可以较好地解决后处理排气噪声问题，减小排气被压差，提高后处理声学性能。本实用新型的另一个目的是提供一种包括上述后处理排气消声装置的后处理总成。

为了达到上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：

一种后处理排气消声装置，包括后处理壳体、后处理进气管、后处理排气管和催化器，位于所述后护理壳体内侧的所述后处理进气管为穿孔混合管，所述穿孔混合管的管壁开设有多圈穿孔，所述穿孔混合管的出气端与所述后处理壳体内壁之间形成混合腔，所述穿孔混合管与所述后处理排气管并列布置并且所述催化器位于所述穿孔混合管与所述后处理排气管之间，所述后处理排气管的进气端内圈设有穿孔排气锥管，所述穿孔排气锥管的管径沿排气方向逐渐缩小，所述穿孔排气锥管的管壁开设有多圈穿孔。

优选地，所述后处理排气管包括沿排气方向依次分布的锥管段和直管段，所述穿孔排气锥管位于所述锥管段内。

优选地，所述直管段的内壁为圆柱面内壁。

优选地，所述穿孔排气锥管为锥口角度为45°的锥形管。

优选地，所述后处理排气管的出口端内圈沿周向设置有导流槽。

优选地，所述混合腔的内壁设有吸声材料层。

优选地，所述穿孔混合管和所述穿孔排气锥管的穿孔率不同。

本实用新型提供的后处理排气消声装置包括后处理壳体、后处理进气管、后处理排气管和催化器，位于后护理壳体内侧的后处理进气管为穿孔混合管，穿孔混合管的管壁开设有多圈穿孔，穿孔混合管的出气端与后处理壳体内壁之间形成混合腔，穿孔混合管与后处理排气管并列布置并且催化器位于穿孔混合管与后处理排气管之间，后处理排气管的进气端内圈设有穿孔排气锥管，穿孔排气锥管的管径沿排气方向逐渐缩小，穿孔排气锥管的管壁开设有多圈穿孔。

本方案提供的后处理排气消声装置的工作过程如下：

发动机废气由后处理入口进入到后处理进气管中，然后经过穿孔混合管进入催化器中进行催化，再进入混合腔中，混合腔中的气流方向改变180°，进入后处理排气管中，气体经过穿孔排气锥管后由后处理出口排出。

当气流经过穿孔混合管时，由于穿孔混合管内外的声压不同，使得气流在穿孔之间来回穿梭，通过穿孔的气流在声压作用下做往复运动，在气流与穿孔避免之间产生摩擦，其中一部分声能转化为其他形式的能量，从而降低噪声。当气流进入后处理排气管中时，气流在穿孔排气锥管处形成声波反射，与来流气体相互干涉，降低特定频率噪声，同时减少因锥管引起的气流阻力。在穿孔排气锥管之后的直管段内可以有效减少因穿孔引起的湍流噪声，使来流平稳排出，从而减小排气背压差。

本实用新型具有以下有益效果：

1)本方案提供的后处理排气消声装置中，进气端和出气端均设有穿孔管结构，通过设计两处穿孔率的不同，改变管路的阻抗，不同阻抗对应消除不同频段噪声，从而可以实现对不同频段的消声效果或提高降噪频域带宽；

2)穿孔排气锥管可以形成声波反射，与来流气体相互干涉，降低排气噪声；

3)穿孔排气锥管上的小孔能够有效减小因锥管造成的气流阻力，锥管后的直管段可以有效减少因穿孔引起的湍流噪声，使来流气体平稳排出，从而减小排气背压差。

本实用新型还提供了一种包括上述后处理排气消声装置的后处理总成。该后处理总成产生的有益效果的推导过程与上述后处理排气消声装置带来的有益效果的推导过程大体类似，故本文不再赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型具体实施例中的后处理总成内部结构示意图；

图2为本实用新型具体实施例中的穿孔排气锥管结构示意图。

图1至图2中：

1-后处理进气管、2-穿孔混合管、3-混合腔、4-催化器、5-吸声材料层、6-穿孔排气锥管、7-后处理排气管、8-导流槽、9-后处理壳体。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参照图1和图2，图1为本实用新型具体实施例中的后处理总成内部结构示意图；图2为本实用新型具体实施例中的穿孔排气锥管结构示意图。

为了更好地解决后处理排气噪声问题，本实用新型提供了一种后处理排气消声装置，包括后处理壳体9、后处理进气管1、后处理排气管7和催化器4，位于后护理壳体9内侧的后处理进气管1为穿孔混合管2，穿孔混合管2的管壁开设有多圈穿孔，穿孔混合管2的出气端与后处理壳体9内壁之间形成混合腔3，穿孔混合管2与后处理排气管7并列布置并且催化器4位于穿孔混合管2与后处理排气管7之间，后处理排气管7的进气端内圈设有穿孔排气锥管6，穿孔排气锥管6的管径沿排气方向逐渐缩小，穿孔排气锥管6的管壁开设有多圈穿孔。

本方案提供的后处理排气消声装置的工作过程如下：

发动机废气由后处理入口进入到后处理进气管1中，然后经过穿孔混合管2进入催化器4中进行催化，再进入混合腔3中，混合腔3中的气流方向改变180°，进入后处理排气管7中，气体经过穿孔排气锥管6后由后处理出口排出。

当气流经过穿孔混合管2时，由于穿孔混合管2内外的声压不同，使得气流在穿孔之间来回穿梭，通过穿孔的气流在声压作用下做往复运动，在气流与穿孔避免之间产生摩擦，其中一部分声能转化为其他形式的能量，从而降低噪声。当气流进入后处理排气管7中时，气流在穿孔排气锥管6处形成声波反射，与来流气体相互干涉，降低特定频率噪声，同时减少因锥管引起的气流阻力。在穿孔排气锥管6之后的直管段内可以有效减少因穿孔引起的湍流噪声，使来流平稳排出，从而减小排气背压差。

优选地，后处理排气管7包括沿排气方向依次分布的锥管段和直管段，穿孔排气锥管6位于锥管段内。混合腔3中经过催化的气体进入后处理排气管7中后，首先经过穿孔排气锥管6，在穿孔排气锥管6内形成声波反射，并与来流气体相互干涉，降低排气噪声。进一步优选地，上述直管段的内壁为圆柱面内壁。

需要说明的是，上述穿孔排气锥管6的形状可以设计为圆锥形管、方锥形管等，优选地，穿孔排气锥管6为锥口角度为45°的锥形管。另外，锥管的锥口角度和穿孔管的穿孔直径、穿孔率对排气噪声都有影响。穿孔率越低，对低频消声效果越好，对高频消声量则有所减小。

优选地，后处理排气管7的出口端内圈沿周向设置有导流槽8。本方案在后处理排气管7尾口处设计导流槽8，能够减少气流出口的涡流，防止因出口气流引起的再生噪声。

优选地，混合腔3的内壁设有吸声材料层5。具体的，吸声材料层5可以选用矿棉、玻璃棉、多孔板等阻性吸声材料。通过控制吸声材料的流阻率，可以改变吸声材料的阻抗特性，从而改变消声量和消声频段，用于吸收特定频段噪声，吸声材料层5的厚度也对消声量有影响，本实用新型可以根据后处理的规格具体设计吸声材料5的厚度和流阻率。

优选地，穿孔混合管2和穿孔排气锥管6的穿孔率不同。本方案可以根据声源的主要噪声贡献频段，在最初设计进气管和排气管的结构时控制两处穿孔率不同，通过改变穿孔管的穿孔率可以改变管路的阻抗，不同阻抗对不同的频段噪声有不一样的消声效果，从而可以实现对特定频段消声或者提高降噪频域带宽。

本方案主要针对发动机后处理总成进行内部结构改进设计，在有限的空间范围内，通过进气管增加穿孔设计，混合腔内壁增加吸声材料，在排气管处增加穿孔锥管，并增加一段直管，且进、出口穿孔管保持一定的穿孔率。通过这些结构的改进设计，降低排气噪声值，并一定程度上减小排气背压差。

本方案可以应用于WP13NG型发动机的国六后处理总成，相对于一汽自卸车后处理总成，插入损失由原来的12.3dBA提高到20.7dBA，排气背压差由原来的10.2kPa降低到9.6kPa，提升了产品的市场竞争力。

本实用新型具有以下有益效果：

1)本方案提供的后处理排气消声装置中，进气端和出气端均设有穿孔管结构，通过设计两处穿孔率的不同，改变管路的阻抗，不同阻抗对应消除不同频段噪声，从而可以实现对不同频段的消声效果；

2)穿孔排气锥管6可以形成声波反射，与来流气体相互干涉，降低排气噪声；

3)穿孔排气锥管6上的小孔能够有效减小因锥管造成的气流阻力，锥管后增加的直管段可以有效减少因穿孔引起的湍流噪声，使来流气体平稳排出，从而减小排气背压差；

4)尾口处设计导流槽8，能够减少气流出口的涡流，防止因出口气流引起的再生噪声。

本实用新型还提供了一种包括上述后处理排气消声装置的后处理总成。该后处理总成产生的有益效果的推导过程与上述后处理排气消声装置带来的有益效果的推导过程大体类似，故本文不再赘述。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种后处理排气消声装置，包括后处理壳体(9)、后处理进气管(1)、后处理排气管(7)和催化器(4)，其特征在于，位于所述后处理壳体(9)内侧的所述后处理进气管(1)为穿孔混合管(2)，所述穿孔混合管(2)的管壁开设有多圈穿孔，所述穿孔混合管(2)的出气端与所述后处理壳体(9)内壁之间形成混合腔(3)，所述穿孔混合管(2)与所述后处理排气管(7)并列布置并且所述催化器(4)位于所述穿孔混合管(2)与所述后处理排气管(7)之间，所述后处理排气管(7)的进气端内圈设有穿孔排气锥管(6)，所述穿孔排气锥管(6)的管径沿排气方向逐渐缩小，所述穿孔排气锥管(6)的管壁开设有多圈穿孔。

2.根据权利要求1所述的后处理排气消声装置，其特征在于，所述后处理排气管(7)包括沿排气方向依次分布的锥管段和直管段，所述穿孔排气锥管(6)位于所述锥管段内。

3.根据权利要求2所述的后处理排气消声装置，其特征在于，所述直管段的内壁为圆柱面内壁。

4.根据权利要求2所述的后处理排气消声装置，其特征在于，所述穿孔排气锥管(6)为锥口角度为45°的锥形管。

5.根据权利要求2所述的后处理排气消声装置，其特征在于，所述后处理排气管(7)的出口端内圈沿周向设置有导流槽(8)。

6.根据权利要求1所述的后处理排气消声装置，其特征在于，所述混合腔(3)的内壁设有吸声材料层。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的后处理排气消声装置，其特征在于，所述穿孔混合管(2)和所述穿孔排气锥管(6)的穿孔率不同。

8.一种后处理总成，其特征在于，包括如权利要求1至7中任一项所述的后处理排气消声装置。

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