CN218760098U - 一种排气减噪装置与车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种排气减噪装置与车辆，排气减噪装置包括壳体、筒体、尾罩、进气管以及排气管，尾罩设于壳体的一端，尾罩的内径在远离壳体的方向上逐渐减小以形成漏斗型的气流通道。排气减噪装置与车辆用于减少排气时气体振动时产生的噪音，声波在排气减噪装置内部各处传递时所经过的通道的截面面积均会发生突变，从而引起声波的反射与干涉以实现消声效果。尾罩的内径在远离壳体的方向上逐渐减小，使得尾罩外凸于壳体并与排气管配合形成漏斗形的气流通道，气流能够沿着漏斗型尾罩的内壁向排气管汇流，从而避免了气流进入尾罩时气体在尾罩内反射形成涡流而引发高频的气动噪声，进而有效地降低了排气气动噪声。

Description

一种排气减噪装置与车辆

技术领域

本实用新型涉及声音处理技术领域，特别是涉及一种排气减噪装置与车辆。

背景技术

摩托车、汽车等机械设备的发动机运行时，发动机燃烧后产生的废气从发动机排气口流出，废气在排气管内流动时带动空气振动，空气振动产生的噪音由排气减噪装置处理。目前的排气减噪装置需要满足车辆的动力需求、法定噪音标准要求以及用户对排气音品质的要求，然而传统的排气减噪装置难以有效地消除排气气动噪声。

实用新型内容

基于此，有必要针对现有的排气减噪装置难以有效地消除排气气动噪声的问题，提供一种排气减噪装置。

其技术方案如下：

一种排气减噪装置，包括壳体、筒体、尾罩、进气管以及排气管，所述筒体设于所述壳体中，所述尾罩的一端与所述壳体的一端连接，所述尾罩的内径在远离所述壳体的方向上逐渐减小，所述进气管延伸至所述壳体的另一端，所述排气管与所述尾罩的另一端连接以形成漏斗型的气流通道。

下面进一步对技术方案进行说明：

在其中一个实施例中，所述尾罩包括内弯折部以及外弯折部，所述内弯折部的一端与所述筒体连接，所述内弯折部的另一端与所述排气管连接，所述外弯折部的一端与所述壳体连接，所述外弯折部的另一端与所述排气管连接，所述内弯折部与所述外弯折部之间形成隔热空间。

在其中一个实施例中，所述排气减噪装置包括消音管，所述消音管设于所述筒体中。

在其中一个实施例中，所述排气减噪装置包括第一隔板和第二隔板，所述筒体设有安装腔，所述第一隔板和所述第二隔板间隔地设于所述安装腔，所述第一隔板和所述第二隔板将所述安装腔分隔形成第一膨胀腔、第二膨胀腔以及位于第一膨胀腔与第二膨胀腔之间的盲腔，所述消音管设于所述盲腔中，所述消音管的一端穿过所述第一隔板并延伸至所述第一膨胀腔，所述消音管的另一端穿过所述第二隔板并延伸至所述第二膨胀腔。

在其中一个实施例中，所述消音管的数量为至少两个，所有所述消音管间隔地分布于所述筒体中。

在其中一个实施例中，所述消音管的长度设置为待消除声波的四分之一波长的奇数倍。

在其中一个实施例中，所述排气减噪装置包括保护罩，所述保护罩的一端与所述壳体靠近所述进气管的一端连接，所述保护罩的另一端用于与发动机连接，所述保护罩套设于所述进气管。

在其中一个实施例中，所述保护罩的内径在远离所述筒体的方向上逐渐减小。

在其中一个实施例中，所述排气减噪装置包括第三隔板，所述第三隔板设于所述保护罩靠近所述筒体的一端并与所述保护罩连接，所述第三隔板设有避让孔以供所述进气管穿过。

另一方面，提供了一种车辆，所述车辆包括发动机与所述排气减噪装置，所述发动机与所述排气减噪装置连接。

上述排气减噪装置与车辆用于减少排气时气体振动时产生的噪音，气体经过进气管、筒体、尾罩等结构后由排气管排出，由于气体流通各处直径不同，声波在排气减噪装置内部各处传递时所经过的通道的截面面积均会发生突变，从而引起声波的反射与干涉以实现消声效果。尾罩的内径在远离壳体的方向上逐渐减小，使得尾罩外凸于壳体并与排气管配合形成漏斗形的气流通道，气流能够沿着漏斗型尾罩的内壁向排气管汇流，从而避免了气流进入尾罩时气体在尾罩内反射形成涡流而引发高频的气动噪声，进而有效地降低了排气气动噪声。

附图说明

构成本申请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例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。

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例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为本实用新型一实施例的排气减噪装置的整体结构示意图；

图2为图1的排气减噪装置的剖视图；

图3为图1的排气减噪装置的另一角度的整体结构示意图；

图4为现有技术的排气减噪装置测试得到的内部流场分布示意图；

图5为图1的排气减噪装置测试得到的内部流场分布示意图；

图6为现有技术的排气减噪装置测试得到的功率分布示意图；

图7为图1的排气减噪装置测试得到的功率分布示意图。

附图标记说明：

100、壳体；200、筒体；210、第一膨胀腔；220、盲腔；230、第二膨胀腔；300、进气管；310、排气管；400、尾罩；410、内弯折部；420、外弯折部；500、消音管；600、第一隔板；610、第二隔板；620、第三隔板；700、保护罩。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。

如背景技术所述，车辆、汽车等机械设备的发动机运行时，发动机燃烧后产生的废气从发动机排气口流出，废气在排气管内流通并流向排气减噪装置。目前的排气减噪装置的尾罩一般是平面结构或者是内凹式结构，然而这两类结构存在一个共同的缺点：进入尾腔的气流在平面形或者内凹形尾罩的反射下容易形成强烈的涡流，涡流的产生会引发高频的气动噪声并通过排气管散播出去，使得装置排气降噪效果和排气声的品质都大大降低。针对上述问题，传统的技术手段提供了两种解决方案：一是在筒体内壁面上铺设阻性消音棉，从而阻碍气体运动并吸收高频噪声，然而该方案设计较为复杂，同时也提高了装置的整体成本；二是缩短排气管的长度，以提升排气音的加速感和力量感，然而在尾管出口位置和置于消声器筒体外部的尾管长度均不变的前提下，为了提升排气声品质，在平面和内凹的尾罩上缩短尾管都难以实现。因此，传统的排气减噪装置均难以有效地消除由于排气气动噪声。

为解决上述问题，如图1至图3所示，在一个实施例中，提供了一种排气减噪装置，排气减噪装置包括壳体100、筒体200、尾罩400、进气管300以及排气管310，筒体200设于壳体100中，尾罩400的一端与壳体100的一端连接，尾罩400的内径在远离壳体100的方向上逐渐减小，进气管300延伸至壳体100的另一端，排气管310与尾罩400的另一端连接以形成漏斗型的气流通道。

其中，排气管310可以与尾罩400固定连接，从而避免车辆行驶时排气管310与尾罩400相分离导致排气减噪装置减噪效果降低。进一步地，固定连接可以但不限于是螺纹连接、键连接、粘接、焊接等连接形式，只需满足排气管310与尾罩400相对固定即可。

其中，进气管300和排气管310均可以与壳体100可拆卸连接，进气管300伸入筒体200的部分、筒体200、排气管310、消音管500以及排气管310深入筒体200的部分可以同轴设置，从而便于装置拆装。

其中，壳体100上可以设有多个漏水孔。如此，漏水孔可以排出由排气管310渗入的水汽，避免由于水汽在壳体100内部凝结引起装置锈蚀。

上述排气减噪装置与车辆用于减少排气时气体振动时产生的噪音，气体经过进气管300、筒体200、尾罩400等结构后由排气管310排出，由于气体流通各处直径不同，声波在排气减噪装置内部各处传递时所经过的通道的截面面积均会发生突变，从而引起声波的反射与干涉以实现消声效果。尾罩400的内径在远离壳体100的方向上逐渐减小，使得尾罩400外凸于壳体100并与排气管310配合形成漏斗形的气流通道，气流能够沿着漏斗型尾罩400的内壁向排气管310汇流，从而避免了气流进入尾罩400时气体在尾罩400内反射形成涡流而引发高频的气动噪声，进而有效地降低了排气气动噪声。

具体地，如图4和图5的气体流场分布图所示，以及图6和图7的功率分布图对比所示，本方案的排气减噪装置相较于传统的排气减噪装置，气流在尾罩经引流后分布更为均匀，有效地降低了气流在尾罩处涡流的强度和覆盖的范围。其中，流线的方向表示表示气流流体质点的运动方向，流线的密度表示气体的强度。并且，如图6和图7的功率分布图对比所示，本方案的排气减噪装置相较于传统的排气减噪装置能够有效降低排气音的功率，其中颜色越深表示声音功率越小。

如图2所示，在一个实施例中，尾罩400包括内弯折部410以及外弯折部420，内弯折部410的一端与筒体200连接，内弯折部410的另一端与排气管310连接，外弯折部420的一端与壳体100连接，外弯折部的另一端与排气管310连接，内弯折部410与外弯折部420之间形成隔热空间。如此，尾罩400能够通过内弯折部410和外弯折部420分别固定筒体200和壳体100的相对位置，并且由于内外弯折部420围合形成隔热空间，户外温度较低时发动机排出气体的热量能够储存到隔热空间中，从而避免了装置内部水汽凝结造成装置损坏。具体地，内弯折部410和外弯折部420可以设置为喇叭形，并且内弯折部410的一端卡接于外弯折部420的一端。

如图2所示，在一个实施例中，排气减噪装置包括消音管500，消音管500设于筒体200中，从而能够在不改变装置整体结构和外观的条件下在装置内部增设一个减噪结构，提高了装置的减噪效果。其中，消音管500的数量可以设置为至少两个，所有消音管500间隔地分布于筒体200中。在保证声音经过消音管500时管道的总截面面积不变的条件下，设置多个消音管500能够减小单个消音管500的直径，扩大了单个消音管500与筒体200截面的面积比，从而使装置具有更好的减噪效果。优选地，消音管500的数量可以设置为四个，此时消音管500以90度均匀分布于筒体200中，从而能够兼顾装置的减噪效果以及拆装的便携性，使用方便。

进一步地，如图2所示，在一个实施例中，排气减噪装置包括第一隔板600和第二隔板610，筒体200设有安装腔，第一隔板600和第二隔板610间隔地设于安装腔，第一隔板600和第二隔板610将安装腔分隔形成第一膨胀腔210、第二膨胀腔230以及位于第一膨胀腔210与第二膨胀腔230之间的盲腔220，消音管500设于盲腔220中，消音管500的一端穿过第一隔板600并延伸至第一膨胀腔210，消音管500的另一端穿过第二隔板610并延伸至第二膨胀腔230。如此，气体从进气管300进入第一膨胀腔210后通过消音管500直接跨越盲腔220进入第二膨胀腔230，因此盲腔220内没有气体流动而不具备没有声波反射或共振消声功能，由于盲腔220占据了整个排气减噪装置一定长度的空间，使得排气减噪装置整体尺寸较长的情况下能够设计较短的消声腔以保留低频音，从而解决了装置整体尺寸长度较长时难以保留排气品质的问题。进一步地，通过调节第一隔板600和第二隔板610的分布位置可以调节调整各个腔室的长度以及长度的比例，使得每一个腔体分别用于调制不同频段的声音，从而使排气音具有线性的各阶次声压，进而增强了排气音的加速感，并且由于排气减噪装置能够保留低频音，使得低频段声音的声压最大，进而增强了排气音的力量感。

在一个实施例中，消音管500的长度设置为待消除声波的四分之一波长的奇数倍。根据声音传播原理，单扩张管传声损失

其中m为膨胀比(声波传递过程前后两个截面的面积比)，即/>

k为波数，

其中ω为声波的角频率，λ为声波的频率，c为光速；l为管长度，根据上述公式，当消音管500的长度设置为声波的四分之一波长的奇数倍时，即

时，此时传声损失TL的值只根据膨胀比m的值取最大值，装置对波长对应的频率的声波消声效果最好。在其他实施例中，消音管500的长度还可设置为待保留声波的波长的偶数倍，根据公式，消音管500的长度设置为声波的四分之一波长偶数倍，即/>

时，此时传声损失TL的值取最小值，装置对波长对应的频率的声波消声效果最小，则波长对应的频率的声波全部通过。进一步地，根据单扩张管传声损失公式可知，通过调节消音管500的管径能够改变筒体200与消音管500的膨胀比，从而调节排气音整体音量大小以满足法律规定的工业噪声要求。

如图1至图3所示，在一个实施例中，排气减噪装置包括保护罩700，保护罩700的一端与壳体100靠近进气管300的一端连接，保护罩700的另一端用于与发动机连接，保护罩700套设于进气管300。如此，保护罩700能保护进气管300，避免进气管300因碰撞脱落,同时，透过进气管300的声波在保护罩700中进一步发生反射与干涉，从而提高了消声效果。

进一步地，如图1至图3所示，保护罩700的内径在远离筒体200的方向上逐渐减小。由于进气管300的直径小于排气减噪装置，并且进气管300通常弯折设置，将保护罩700的内径设置为在远离筒体200的一端轴向逐渐减少能够使保护罩700与进气管300配合地更加紧密以防止保护罩700脱落，并且能够减小装置的整体体积。

其中，如图3所示，保护罩700上还可以设有凹槽以指示保护罩700的安装角度，从而便于保护罩700与进气管300安装。在其他实施例中，保护罩700上还可以设有凸起、角度指示器等结构以指示保护罩700的安装角度。

如图2所示，在一个实施例中，排气减噪装置包括第三隔板620，排气管310设于保护罩700靠近筒体200的一端并与保护罩700连接，第三隔板620设有避让孔以供进气管300穿过。如此，第三隔板620能够固定进气管300的安装角度，使得进气管300能够稳定地向筒体200输送气体，结构更加稳固。

其中，进气管300可以与保护罩700固定连接，从而避免车辆行驶时进气管300与保护罩700相分离导致排气减噪装置减噪效果降低。进一步地，固定连接可以但不限于是螺纹连接、键连接、粘接、焊接等连接形式，只需满足进气管300与保护罩700相对固定即可。

在其他实施例中，筒体200的一端与第一隔板600之间的距离或筒体200的另一端与第二隔板610之间的距离设置为待消除声波的四分之一波长的奇数倍。此时传声损失TL根据膨胀比m的值取最大值，装置对波长对应的频率的声波消声效果最好。

另一方面，提供了一种车辆，车辆包括发动机与排气减噪装置，发动机与排气减噪装置连接。

上述车辆用于减少排气时气体振动时产生的噪音并引起声波的反射与干涉以实现消声效果。车辆的尾罩400外凸于壳体并与排气管310配合形成漏斗形的气流通道，气流能够沿着漏斗型尾罩400的内壁向排气管310汇流，从而避免了气流进入尾罩400时气体在尾罩400内反射形成涡流而引发高频的气动噪声，进而有效地降低了排气气动噪声。

需要进行说明的是，上述实施例的排气减噪装置可以但不局限于在车辆上进行使用，还可以在其他机械设备如机动车、工程机械、工业生产线设备等需要控制排气音量的场合以及其他满足使用要求的场合进行使用。

需要说明的是，“某体”、“某部”可以为对应“构件”的一部分，即“某体”、“某部”与该“构件的其他部分”一体成型制造；也可以与“构件的其他部分”可分离的一个独立的构件，即“某体”、“某部”可以独立制造，再与“构件的其他部分”组合成一个整体。本申请对上述“某体”、“某部”的表达，仅是其中一个实施例，为了方便阅读，而不是对本申请的保护的范围的限制，只要包含了上述特征且作用相同应当理解为是本申请等同的技术方案。

需要说明的是，本申请“单元”、“组件”、“机构”、“装置”所包含的构件亦可灵活进行组合，即可根据实际需要进行模块化生产，以方便进行模块化组装。本申请对上述构件的划分，仅是其中一个实施例，为了方便阅读，而不是对本申请的保护的范围的限制，只要包含了上述构件且作用相同应当理解是本申请等同的技术方案。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。本实用新型中使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”、“设置于”、“固设于”或“安设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。进一步地，当一个元件被认为是“固定传动连接”另一个元件，二者可以是可拆卸连接方式的固定，也可以不可拆卸连接的固定，能够实现动力传递即可，如套接、连接、一体成型固定、焊接等，在现有技术中可以实现，在此不再赘述。当元件与另一个元件相互垂直或近似垂直是指二者的理想状态是垂直，但是因制造及装配的影响，可以存在一定的垂直误差。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

还应当理解的是，在解释元件的连接关系或位置关系时，尽管没有明确描述，但连接关系和位置关系解释为包括误差范围，该误差范围应当由本领域技术人员所确定的特定值可接受的偏差范围内。例如，“大约”、“近似”或“基本上”可以意味着一个或多个标准偏差内，在此不作限定。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种排气减噪装置，其特征在于，所述排气减噪装置包括：

壳体；

筒体，所述筒体设于所述壳体中；

尾罩，所述尾罩的一端与所述壳体的一端连接，所述尾罩的内径在远离所述壳体的方向上逐渐减小；及

进气管和排气管，所述进气管延伸至所述壳体的另一端，所述排气管与所述尾罩的另一端连接以形成漏斗型的气流通道。

2.根据权利要求1所述的排气减噪装置，其特征在于，所述尾罩包括内弯折部以及外弯折部，所述内弯折部的一端与所述筒体连接，所述内弯折部的另一端与所述排气管连接，所述外弯折部的一端与所述壳体连接，所述外弯折部的另一端与所述排气管连接，所述内弯折部与所述外弯折部之间形成隔热空间。

3.根据权利要求1所述的排气减噪装置，其特征在于，所述排气减噪装置包括消音管，所述消音管设于所述筒体中。

4.根据权利要求3所述的排气减噪装置，其特征在于，所述排气减噪装置包括第一隔板和第二隔板，所述筒体设有安装腔，所述第一隔板和所述第二隔板间隔地设于所述安装腔，所述第一隔板和所述第二隔板将所述安装腔分隔形成第一膨胀腔、第二膨胀腔以及位于第一膨胀腔与第二膨胀腔之间的盲腔，所述消音管设于所述盲腔中，所述消音管的一端穿过所述第一隔板并延伸至所述第一膨胀腔，所述消音管的另一端穿过所述第二隔板并延伸至所述第二膨胀腔。

5.根据权利要求3所述的排气减噪装置，其特征在于，所述消音管的数量为至少两个，所有所述消音管间隔地分布于所述筒体中。

6.根据权利要求3所述的排气减噪装置，其特征在于，所述消音管的长度设置为待消除声波的四分之一波长的奇数倍。

7.根据权利要求1所述的排气减噪装置，其特征在于，所述排气减噪装置包括保护罩，所述保护罩的一端与所述壳体靠近所述进气管的一端连接，所述保护罩的另一端用于与发动机连接，所述保护罩套设于所述进气管。

8.根据权利要求7所述的排气减噪装置，其特征在于，所述保护罩的内径在远离所述筒体的方向上逐渐减小。

9.根据权利要求7所述的排气减噪装置，其特征在于，所述排气减噪装置包括第三隔板，所述第三隔板设于所述保护罩靠近所述筒体的一端并与所述保护罩连接，所述第三隔板设有避让孔以供所述进气管穿过。

10.一种车辆，其特征在于，包括发动机与如权利要求1至9任一项所述排气减噪装置，所述发动机与所述排气减噪装置连接。

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