CN218624371U - 消音器结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种消音器结构，能够有效地降低气流噪声。消音器结构设置在来自内燃机的排气流路上，且包括具有弯曲部的管道，且在所述排气流路中的所述管道的所述弯曲部的上游侧设有涡流发生部。

Description

消音器结构

技术领域

本实用新型涉及一种消音器结构。

背景技术

在现有技术中，为了有效地消除发动机的噪声的低频成分(二次声音)的噪声，有必要缩小管道的直径和延长管道的长度，然而，由于下列原因，上述手段也会导致气流噪声的整体强度的增加的矛盾情况。例如，当排气管尺寸减小时，管内气体流速增加，也会导致气流噪声增大。或是，当延长管长时，由于消音器内部空间的限制，排气管的弯曲角度和弯曲半径变小而导致气体流速增加，且压损的增加和由于流动偏压而致的部分气体流速的增加也会导致气流噪声的增加。并且，随着各国对噪声法规的推进，降低气流噪声已成为一个需要解决的课题。

实用新型内容

本实用新型提供一种消音器结构，能够有效地降低气流噪声。

本实用新型提供一种消音器结构设置在来自内燃机的排气流路上，且包括具有弯曲部的管道，且在所述排气流路中的所述管道的所述弯曲部的上游侧设有涡流发生部。

在本实用新型的一实施例中，所述涡流发生部为孔部或阶差部，当所述涡流发生部为所述孔部时，所述涡流发生部连通所述管道内外。

在本实用新型的一实施例中，所述涡流发生部设置在所述管道的内侧。

在本实用新型的一实施例中，所述阶差部包括凸部或凹部。

在本实用新型的一实施例中，所述涡流发生部设置在所述弯曲部的上游侧，且所述涡流发生部与所述弯曲部之间的距离为150mm以下。

在本实用新型的一实施例中，所述消音器结构具有膨胀室。

在本实用新型的一实施例中，所述膨胀室被隔板分隔成多个空间，所述隔板具有多个孔，且所述隔板支撑所述管道。

在本实用新型的一实施例中，所述管道包括：第一管道，具有所述弯曲部；以及第二管道，与所述第一管道连接，具有直线部，且在所述第一管道和所述第二管道的连接部之间形成有间隙，其中所述间隙作为所述涡流发生部发挥作用。

在本实用新型的一实施例中，所述管道包括：第一管道，具有所述弯曲部；以及第二管道，与所述第一管道连接，具有直线部，且所述第一管道或所述第二管道的所述端部为波纹状，其中所述端部作为所述涡流发生部发挥作用。

在本实用新型的一实施例中，所述管道包括：第一管道，具有所述弯曲部；以及第二管道，与所述第一管道连接，具有直线部，且所述第一管道或所述第二管道的所述端部为弯曲状，其中所述端部作为所述涡流发生部发挥作用。

基于上述，在本实用新型的消音器结构，能够通过涡流发生部的配置，在消音器结构的管道的弯曲部的上游侧，增加了气体的流动阻力并由此降低了气体的流动速度，进而抑制气流自管壁剥离的现象，而可进一步抑制气流噪声增大。

为让本实用新型的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。

附图说明

图1是表示具备本实用新型的一实施例的消音器结构的排气系统的示意图。

图2是图1所示的消音器结构的内部结构示意图；

图3是图1所示的消音器结构的排气管道的立体示意图；

图4是图3所示的排气管道的剖面示意图；

图5A至图5F是本实用新型的一实施例的涡流发生部的各种轮廓示意图；

图6是图1所示的消音器结构的内部中的气流方向示意图；

图7A至图7C是气流未经过或经过不同的涡流发生部时的气流流线示意图；

图7D是气流经过弯曲部时的气流流线示意图；

图8A至图8C是依照本实用新型的一实施例的排气管道的结构示意图；

图9是依照本实用新型的一实施例的排气管道的结构示意图；

图10A是依照本实用新型的一实施例的排气管道的结构示意图；

图10B是图10A所示的局部放大图；

图11A与图11B是依照本实用新型的一实施例的排气管道的结构示意图。

附图标记说明：

10：前置腔室

100：消音器结构

110：进气管道

110a：尾端开口

120：排气管道

121、121C：第一管道

121a：弯曲部

122、122A、122B、122C、122D：第二管道

122a：直线部

123：第三管道

124：吸音材料管

130、130A、130B、130C、130D、130E、130F、130G、130H、130I：涡流发生部

C：中央直径

D1：长度方向

E：内燃机

L：距离

OP：小孔

PM：排气管中段

R：管壁范围

S：膨胀室

S1：第一空间

S2：第二空间

S3：第三空间

S4：第四空间

SP：隔板

SP1：第一隔板

SP2：第二隔板

SP3：第三隔板。

具体实施方式

图1是表示具备本实用新型的一实施例的消音器结构的排气系统的示意图。图2是图1所示的消音器结构的内部结构示意图。图3是图1所示的消音器结构的排气管道的立体示意图。图4是图3所示的排气管道的剖面示意图。图5A至图5F是本实用新型的一实施例的涡流发生部的各种轮廓示意图。图6是图1所示的消音器结构的内部中的气流方向示意图。在本实施例中，消音器结构100是指设置在内燃机E的排气系统中的排气管中段PM至尾管之间的消音器结构。以下将以图1至图6说明消音器结构100的具体结构。

请参照图1，在本实施例中，消音器结构100设置在来自内燃机E的排气流路上，并用于消除通过消音器结构100的气流的噪声。更具体而言，如图1所示，在内燃机E的排气流路中的排气管上，从其上游侧至下游侧依次串联连接有催化剂(未示出)、作为辅助消声器的前置腔室10及消音器结构100。从内燃机E排出的废气通过催化剂而将HC、CO、NOx等有害成分净化后，在前置腔室10中流动而进行辅助性的消声，接着，通过排气系统中的排气管中段PM流动至消音器结构100，并在其中流动而进行主要的消声后向尾管排出。

进一步而言，如图2所示，在本实施例中，消音器结构100具有膨胀室S，且包括进气管道110与排气管道120，其中膨胀室S被隔板SP分隔成多个空间。进一步而言，如图2所示，消音器结构100利用第一隔板SP1、第二隔板SP2及第三隔板SP3将其内部从上游方向起分隔为第一空间S1、第二空间S2、第三空间S3和第四空间S4。隔板SP具有多个孔，可使多个空间进行连通，因此，消音器结构100的膨胀室S可被视为一个整体，并无膨胀的顺序。另一方面，隔板SP可用于支撑进气管道110与排气管道120。

另一方面，如图2所示，在本实施例中，进气管道110与排气管道120为在消音器结构100的内部贯穿第一空间S1、第二空间S2、第三空间S3和第四空间S4，而可供来自排气管中段PM的废气流通。进一步而言，进气管道110在膨胀室S内沿着长度方向D1延伸，且具有多个小孔OP(冲孔)及尾端开口110a，而可将流入的废气向膨胀室S内排出。另一方面，如图2与图3所示，在本实施例中，排气管道120设置于进气管道110的下方，并包括第一管道121、第二管道122、第三管道123以及吸音材料管124，其中第一管道121具有弯曲部121a，第二管道122以及第三管道123分别与第一管道121的两端连接，并具有沿着消音器结构100的长度方向D1延伸的直线部122a、123a。更详细而言，如图2与图3所示，第二管道122的一端与第一管道121远离进气管道110的一端连接，且第二管道122的另一端在远离第一管道121处具有开口。第三管道123的一端则与第一管道121靠近进气管道110的一端连接，另一端与吸音材料管124连接，其中第三管道123与吸音材料管124两者与进气管道110在上下方向上重叠设置。吸音材料管124的外径大于第三管道123的外径，且位于尾管与第三管道123之间。举例而言，吸音材料管124为玻璃棉缠绕在管道上的结构，可用于在消音器结构100的出口进一步消除噪声。

并且，如图3与图4所示，在本实施例中，排气管道120的弯曲部121a的上游侧设有涡流发生部130，其中涡流发生部130设置在排气管道120的第二管道122的内侧。如图4所示，在本实施例中，内侧指的是以通过管道中心的中央直径C为界，以管道与中央直径C的一点为起点，并以管道与中央直径C的另一点为中点的靠近第三管道123的管壁范围R。举例而言，在本实施例中，涡流发生部130设置在管壁范围R的中央处，即设管道与中央直径C的交点的圆心角为零度时，涡流发生部130设置在圆心角为90度，且最靠近第三管道123的管壁位置。具体而言，如图3所示，在本实施例中，涡流发生部130设置在弯曲部121a的上游侧，且涡流发生部130与弯曲部121a的起始点之间的距离L为150mm以下。

举例而言，在本实施例中，涡流发生部130为孔部，而连通管道内外，且其孔部的轮廓为圆形，但本实用新型不以此为限。在其他实施例中，如图5A与图5B所示，孔部的轮廓可为其他形状，而作为涡流发生部130A、130B发挥作用，或是，如图5C与图5D所示，涡流发生部亦可为使第二管道122的管壁的轮廓发生变化而形成为阶差部，而作为涡流发生部130C、130D发挥作用。举例而言，如图5A与图5B所示，涡流发生部130A可为具有椭圆形弯曲轮廓的槽孔，涡流发生部130B为具有三角形轮廓的槽孔。并且，如图5E与图5F所示，当涡流发生部130A为具有椭圆形弯曲轮廓的槽孔时，其长度方向D1可以沿着第二管道122的延伸方向延伸，也可以沿着第二管道122的周向延伸。

如此，在上述配置下，排气管中段PM的下游端部连接进气管道110，如此，来自排气管的内燃机E的废气从消音器结构100的长度方向D1右侧向消音器结构100的进气管道110内流入。并且，在消音器结构100的进气管道110流动的废气通过进气管道110的小孔OP以及尾端开口110a向膨胀室S内排出。由于膨胀室S的空腔的截面积大于排气管中段PM或是进气管道110与排气管道120的通道截面积，如此，通过使废气在膨胀室S内膨胀，可减小废气流通的速度和压力。而且，消音器结构100的出口仅能够供大小与出口的开口面积相对应的因膨胀而减少的能量通过。而且，剩余的能量在膨胀室S内通过反射而衰减，而可消除通过消音器结构100的废气的噪声。在膨胀室S内的废气通过第二管道122的另一端的开口进入排气管道120，而依序在第一管道121、第二管道122、第三管道123以及吸音材料管124流动，并向尾管排出。如此，从位于消音器结构100的一端的进气管道110进入的废气可通过向膨胀室S排出，并在膨胀室S内的膨胀而使噪声降低之后，再通过排气管道120而向消音器结构100的另一端的外部排出。

并且，在本实施例中，在排气管道120中流动的废气在流经弯曲部121a前会先通过涡流发生部130，而可由此增加气体的流动阻力并降低气体的流动速度，而可进一步抑制气流噪声增大。以下将搭配图7A至图7D来对涡流发生部130的作用进行进一步地说明。

图7A至图7C是气流未经过或经过不同的涡流发生部130时的气流流线示意图。图7D是气流经过弯曲部121a时的气流流线示意图。具体而言，如图7A所示，在气流经过平坦的管壁时，其气流的流向会保持稳定。但如图7B所示，当管壁上具有孔部(例如涡流发生部130、130A、130B)，从孔部流入的气流的流速会比管道内的气流的流速慢，因此会使整体气流的流速也变慢。更详细而言，如图7B所示，从孔部流入的气流与管道内的气流的汇流处的后方会形成了一个大涡流，进而增加了流动阻力，并由此降低了整体气流的流速。另一方面，如图7C所示，当管壁上设有阶差部(例如涡流发生部130C)时，由于流路的截面积在阶差部处会发生变化，其气流的流向与流速也会随之变化，因此在气流流经阶差部的后方也会产生涡流，进而增加流动阻力，而也可由此降低了整体气流的流速。一般而言，与设置孔部相比，设置阶差部对于整体气流的流速的降低幅度要小得多。如此，通过涡流发生部130(或是涡流发生部130A、130B、130C、130D)设置在弯曲部121a的上游侧，且涡流发生部130与弯曲部121a的起始点之间的距离L为150mm以下的配置，可以使在排气管道120中流动的废气在流经弯曲部121a前就有效降低废气气流的流速。

另一方面，图7D则示出了气流经过弯曲部时的气流流向的变化。由于气流经过弯曲部时，当弯曲角度越大时，由于压损的增加和由于流动偏压而致的部分气体流速的增加，将会使得管壁附近的流速变高而将气流自管壁分离的剪切应力增加，而使得气流自管壁分离的剥离量变高，而增大了气流的噪声。举例而言，如图6所示，弯曲部121a的弯曲角度为180度，但如图7D所示，只要弯曲角度大于约15度时，其气流就开始出现剥离，而增大了气流的噪声，并且，随着弯曲的角度越大，气流的噪声的增大就越明显。然而，在本实施例中，通过涡流发生部130设置在弯曲部121a的上游侧，且设置于管壁内侧的中央、最靠近第三管道123，而最容易发生气流剥离的管壁位置，可在流经弯曲部121a前就降低气体的流动速度，并由此有效降低气流自管壁分离的剥离量，进而消除气流的噪声。

在前述的实施例中，涡流发生部130、130A、130B、130C、130D虽以孔部或阶差部为例示，但本实用新型不以此为限。在其他实施例中，涡流发生部亦可以其他的结构而构成。以下将搭配图8A至图11B进行说明。

图8A至图8C是依照本实用新型的一实施例的排气管道的结构示意图。如图8A至图8C所示，在本实施例中，第二管道122A的端部可为波纹状，如此，在气流流经第二管道122A的端部后也可产生涡流，进而增加流动阻力，而也可由此降低了整体气流的流速，进而消除气流的噪声。也就是说，第二管道122A的具有波纹状的端部可作为涡流发生部130E发挥作用。但本实用新型不以此为限，另一未示出的实施例中，具有波纹状的端部亦可设在第一管道的与第二管道连接的一端，而亦能作为涡流发生部130E发挥作用。

图9是依照本实用新型的一实施例的排气管道的结构示意图。如图9所示，在本实施例中，第二管道122B的端部沿着长度方向的轮廓可延伸为弯曲状，而可提供类似于阶差部的作用，而作为涡流发生部130F发挥作用。并且，本实用新型也不以此为限，在另一未示出的实施例中，具有弯曲状的端部亦可设在第一管道的与第二管道连接的一端，而亦能作为涡流发生部130F发挥作用。

图10A是依照本实用新型的一实施例的排气管道的结构示意图；图10B是图10A所示的局部放大图。如图10A与图10B所示，在本实施例中，在第一管道121C和第二管道122C的连接部之间形成有间隙，而可供膨胀室S内的废气通过，进而可提供类似于孔部的作用，而作为涡流发生部130G发挥作用。如此，在气流流经第一管道121C和第二管道122C的连接部后也可产生涡流，进而增加流动阻力，而也可由此降低了整体气流的流速，进而消除气流的噪声。

图11A与图11B是依照本实用新型的一实施例的排气管道120的结构示意图。在本实施例中，在弯曲部121a的上游侧的第二管道122D的管壁上可设置有图11A所示的凹部或如图11B所示的凸部，而可提供类似于阶差部的作用，而分别作为涡流发生部130H、130I发挥作用。如此，在气流流经凹部或凸部后也可产生涡流，进而增加流动阻力，而也可由此降低了整体气流的流速，进而消除气流的噪声。

综上所述，在本实用新型的消音器结构，能够通过涡流发生部的配置，在消音器结构的管道的弯曲部的上游侧，增加了气体的流动阻力并由此降低了气体的流动速度，进而抑制气流自管壁剥离的现象，而可进一步抑制气流噪声增大。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型的实施例的技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种消音器结构，其特征在于，设置在来自内燃机的排气流路上，且包括：

管道，具有弯曲部，且

在所述排气流路中的所述管道的所述弯曲部的上游侧设有涡流发生部。

2.根据权利要求1所述的消音器结构，其特征在于，所述涡流发生部为孔部或阶差部，当所述涡流发生部为所述孔部时，所述涡流发生部连通所述管道内外。

3.根据权利要求2所述的消音器结构，其特征在于，所述涡流发生部设置在所述管道的内侧。

4.根据权利要求2所述的消音器结构，其特征在于，所述阶差部包括凸部或凹部。

5.根据权利要求2所述的消音器结构，其特征在于，所述涡流发生部设置在所述弯曲部的上游侧，且所述涡流发生部与所述弯曲部之间的距离为150mm以下。

6.根据权利要求1所述的消音器结构，其特征在于，所述消音器结构具有膨胀室。

7.根据权利要求6所述的消音器结构，其特征在于，所述膨胀室被隔板分隔成多个空间，所述隔板具有多个孔，且所述隔板支撑所述管道。

8.根据权利要求1所述的消音器结构，其特征在于，

所述管道包括：

第一管道，具有所述弯曲部；以及

第二管道，与所述第一管道连接，具有直线部，且

在所述第一管道和所述第二管道的连接部之间形成有间隙，其中所述间隙作为所述涡流发生部发挥作用。

9.根据权利要求1所述的消音器结构，其特征在于，

所述管道包括：

第一管道，具有所述弯曲部，

第二管道，与所述第一管道连接，具有直线部，且

所述第一管道或所述第二管道的端部为波纹状，其中所述端部作为所述涡流发生部发挥作用。

10.根据权利要求1所述的消音器结构，其特征在于，

所述管道包括：

第一管道，具有所述弯曲部，

第二管道，与所述第一管道连接，具有直线部，且

所述第一管道或所述第二管道的端部为弯曲状，其中所述端部作为所述涡流发生部发挥作用。

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