CN220081525U - 一种回流共振式商用车净化排气消声器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种回流共振式商用车净化排气消声器，包括消声器壳体，消声器壳体内至少设置有第一扩张腔和第二扩张腔，消声器壳体内安装有第一隔板，第一隔板用于将第一扩张腔和第二扩张腔分隔开来，第一隔板上安装有回流管，回流管两端开口，消声器壳体上安装有出气管，出气管的进气端贯穿第一隔板后延伸到第二扩张腔内，第一扩张腔内设置有短接管，短接管两端分别与回流管和出气管相连通，本实用新型的回流管的声波通过短接管与出气管的声波共振，可有效针对中低频排气噪声消声，同时气流流通面积大，排气背压合理，满足柴油发动机的功率要求。

Description

一种回流共振式商用车净化排气消声器

技术领域

本实用新型涉及商用车排气技术领域，具体为一种回流共振式商用车净化排气消声器。

背景技术

随着汽车产销量的日益增长，汽车的尾气排放及噪声污染问题成为困扰各个城市健康发展的一个世界性环境难题。国内柴油车占汽车总量的比重不高，但是氮氧化物(NOx)和颗粒物(PM)这两种大气中的主要污染物的排放量主要来自柴油车，因而近年来多国排放标准不断提高。同时，我国城市交通的主要噪声源中，商用车的噪声辐射声能一般是普通乘用车的数倍，其中柴油机公交车和重型载重货车的车外噪声是普通轿车的20至50倍，因而各国对重型商用车的车外噪声限值制定了严格标准，并逐年提高要求。严苛的柴油机排放标准及噪声限值对排气后处理系统提出了更高的设计要求。

目前柴油机的排气系统向集成式方向发展，即将尾气净化处理系统和排气消声器结构集成在一起，从而满足轻量化和紧凑化的要求。但会导致排气系统在中、低频消声性能差，特别对于发动机的阶次噪声消减不足，严重影响整车的声品质。

基于此，现有技术一般通过共振管与共振腔不通气流来构成赫姆霍兹共振器，产生共振以有效控制低频阶次噪声，而气流通过管孔排入到排气管中，再通过排气管排入到大气环境中，其虽然可以改善排气系统在中、低频消声性能，但是气流通过管孔排入到排气管，导致气流流阻大，消声器排气背压损失大。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对背景技术中存在的缺点和问题加以改进和创新，提供一种回流共振式商用车净化排气消声器。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种回流共振式商用车净化排气消声器，包括消声器壳体，所述消声器壳体内至少设置有第一扩张腔和第二扩张腔，消声器壳体内安装有第一隔板，所述第一隔板用于将第一扩张腔和第二扩张腔分隔开来，所述第一隔板上安装有回流管，所述回流管两端开口，所述消声器壳体上安装有出气管，所述出气管的进气端贯穿第一隔板后延伸到第二扩张腔内，所述第一扩张腔内设置有短接管，所述短接管两端分别与回流管和出气管相连通。

进一步的方案是，所述出气管有出气管直管段和出气管弯曲管段组成，所述出气管直管段的进气端贯穿第一隔板后延伸到第二扩张腔内，所述出气管弯曲管段的进气端与出气管直管段的出气端相连接，出气管弯曲管段的出气端贯穿消声器壳体的壳壁后向下弯曲。

进一步的方案是，所述出气管直管段外表面设置有阻性包，所述阻性包内设置有吸声材料，与所述阻性包接触的出气管直管段侧壁上开设有管孔。

进一步的方案是，所述消声器壳体内还设置有第三扩张腔和安装有第二隔板，所述第二隔板用于将第二扩张腔和第三扩张腔分隔开来，所述第一隔板和第二隔板上安装有催化转化器，所述催化转化器两端分别与第一扩张腔和第三扩张腔相连通。

进一步的方案是，所述消声器壳体上安装有进气管，所述进气管包括第一进气管弯曲管段、进气管连接管段、第二进气管弯曲管段和进气管长直管段组成，所述进气管长直管段依次贯穿第一扩张腔和第二扩张腔后延伸到第三扩张腔内。

进一步的方案是，所述回流管和出气管的直径为125mm；短接管的直径为40mm。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：(1)本实用新型通过回流管、第二扩张腔、短接管和出气管的相互配合，构成回流共振消声结构，回流管的声波通过短接管与出气管的声波共振，可有效针对中低频排气噪声消声，尤其是对发动机低频阶次噪声具有较好的控制效果，可以有效提升排气噪声的声品质，同时气流流通面积大，排气背压合理，满足柴油发动机的功率要求；

(2)本实用新型的进气管包括第一进气管弯曲管段、进气管连接管段、第二进气管弯曲管段和进气管长直管段组成，进气管长直管段依次贯穿第一扩张腔和第二扩张腔后延伸到第三扩张腔内，使得进气管管道路径长，有利于气流和尿素充分混合，从而便于催化转化器去除气流中的污染物；

(3)本实用新型的排气消声器，结构紧凑，占用空间较小，制造工艺易于实现，成本低，适合批量化生产的要求，有效提高企业的市场竞争力。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的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，还可以根据这些图获得其他的图。

图1为本实用新型实施例回流共振式商用车净化排气消声器的结构示意图；

图2为本实用新型实施例回流共振式商用车净化排气消声器的回流管和出气管结构示意图；

图3为本实用新型实施例回流共振式商用车净化排气消声器的进气管结构示意图；

图4为本实用新型实施例的消声量随频率变化曲线图；

附图标记：1前端盖；2消声器壳体；3进气管；4第一扩张腔；5第一隔板；6第二扩张腔；7催化转化器；8第二隔板；9第三扩张腔；10后端盖；11回流管；12进气长直管；13短接管；14阻性包；15出气管；1501出气管直管段；1502出气管弯曲管段；1503管孔；301第一进气管弯曲管段；302进气管连接管段；303第二进气管弯曲管段。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”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。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/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。

如图1所示，为本实用新型的回流共振式商用车净化排气消声器。由进气管3、消声器壳体2、前端盖1、后端盖10、出气管15、第一隔板5、第二隔板8、催化转化器7、短接管13和回流管11组成；所述消声器壳体2、前端盖1和后端盖10构成消声器外边界，决定消声器的总容积尺寸空间；所述进气管3焊接于消声器壳体2上；所述催化转化器7前端面、第一隔板5、前端盖1以及消声器壳体2构成第一扩张腔4；所述第一隔板5、第二隔板8及消声器壳体2构成第二扩张腔6；所述催化转化器7后端面、第二隔板8、后端盖10以及消声器壳体2构成第三扩张腔9；所述进气管3焊接固定在消声器壳体2和第一隔板5之上，并通过进气长直管12连通发动机排气管和第三扩张腔9；所述进气长直管12焊接固定于第一隔板5和第二隔板8上，用于连通进气管3和第三扩张腔9；所述出气管15焊接固定于第一隔板5和前端盖1之上，连通第二扩张腔6和外部大气环境；所述回流管11焊接固定在第一隔板5上，用于连通第一扩张腔4和第二扩张腔6；所述催化转化器7焊接固定在第一隔板5和第二隔板8之上，用于连通第一扩张腔4和第三扩张腔9；所述短接管13位于第一扩张腔4内，焊接固定于回流管11和出气管15之上，使通过回流管11进入第二扩张腔6内的部分气流分流，回流管11的声波通过短接管13与出气管15的声波共振，可有效针对中低频排气噪声消声，尤其是对发动机低频阶次噪声具有较好的控制效果，解决低频消声的问题。

如图2所示，回流结构由短接管13、回流管11、阻性包14、出气管直管段1501、出气管弯曲管段1502和管孔1503组成。其中短接管13焊接于回流管11和出气管直管段1501之间，连通回流管11和出气管15，回流管11焊接于第二隔板5之上，连通第一扩张腔4和第二扩张腔6，出气管15的前半部分为出气管直管段1501，后半部分为出气管弯曲管段1502，出气管直管段1501外侧包裹阻性包14，阻性包14内设置有吸声材料，与所述阻性包14接触的出气管直管段1501侧壁上开设有管孔1503；出气管15后半部分为出气管弯曲管段1503，弯曲一定角度，使排气向后下方排出。出气管直管段1501焊接固定在第一隔板5之上，出气管15连通大气和第二扩张腔6；设计回流机构的目的是让进入回流管11的气流中的一部分通过短接管13直接流入出气管直管段1501，起到共振消声的作用，可以有效控制低频阶次噪声。

如图3所示，进气管3由第一进气管弯曲管段301、进气管连接管段302、第二进气管弯曲管段303和进气长直管12构成；第一进气管弯曲管段301焊接固定于消声器壳体2之上，位于第一隔板5与前端盖1之间；进气长直管12焊接固定于第一隔板5和第二隔板8之间，连通第二进气管弯曲管段303和第三扩张腔9；出气管15的弯曲部分可以加强气流的紊流，使排气气流与还原剂能够充分混合，提升排气净化率。

如图4所示，为本实用新型的消声量随频率变化曲线图。从图中可以看出，在50HZ～100HZ之间有尖峰，表明在低频发生了共振，因此本实用新型的消声器在低频段具有较大的消声量，从而可以较好的控制低频噪声，改善排气噪声声品质。

下面结合图1～4详细说明本实用新型的工作原理：

一种回流共振式商用车净化排气消声器，进气管3焊接固定在消声器壳体2之上，柴油机排气通过直径127mm的进气管3流入第三扩张腔9内，第三扩张腔9长度为40mm，宽度和高度即为消声器壳体2的宽度347mm和高度721mm；排气气流随后流入催化转化器7之中，催化转化器7长度为300mm，进行排气污染物的催化分解，同时可以消减部分中高频的排气噪声，经过催化转化排气达到国家尾气排放标准要求。

净化后的排气气流流入第一扩张腔4，部分气流经由直径125mm的回流管11流入第二扩张腔6，另一部分气流经过直径40mm、长度80mm的短接管13流入出气管15，此过程中经过排气声波的干涉消声，可在低频形成消声峰值，有效控制排气中的低频噪声。

排气气流从第二扩张腔6经由出气管直管段1501流入出气管弯曲管段1502，进而排入大气之中。出气管直管段1501和阻性包14相配合构成阻性消声结构，有效消除排气噪声中的中高频段噪声。

排气气流流经以上结构时，经过催化转化消除排放污染物，经膨胀、回流共振及阻性结构消除排气噪声，最终使得排气既能满足国家现阶段的排放法规要求，又能有效控制排气噪声，达到改善排气声品质的效果。

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，因此不能理解为对实用新型的限制。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。

显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或者特性可以包含在本实施例申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或是备选的实施例。本领域技术人员可以显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种回流共振式商用车净化排气消声器，包括消声器壳体(2)，其特征在于：所述消声器壳体(2)内至少设置有第一扩张腔(4)和第二扩张腔(6)，消声器壳体(2)内安装有第一隔板(5)，所述第一隔板(5)用于将第一扩张腔(4)和第二扩张腔(6)分隔开来，所述第一隔板(5)上安装有回流管(11)，所述回流管(11)两端开口，所述消声器壳体(2)上安装有出气管(15)，所述出气管(15)的进气端贯穿第一隔板(5)后延伸到第二扩张腔(6)内，所述第一扩张腔(4)内设置有短接管(13)，所述短接管(13)两端分别与回流管(11)和出气管(15)相连通。

2.根据权利要求1所述的一种回流共振式商用车净化排气消声器，其特征在于：所述出气管(15)由出气管直管段(1501)和出气管弯曲管段(1502)组成，所述出气管直管段(1501)的进气端贯穿第一隔板(5)后延伸到第二扩张腔(6)内，所述出气管弯曲管段(1502)的进气端与出气管直管段(1501)的出气端相连接，出气管弯曲管段(1502)的出气端贯穿消声器壳体(2)的壳壁后向下弯曲。

3.根据权利要求2所述的一种回流共振式商用车净化排气消声器，其特征在于：所述出气管直管段(1501)外表面设置有阻性包(14)，所述阻性包(14)内设置有吸声材料，与所述阻性包(14)接触的出气管直管段(1501)侧壁上开设有管孔(1503)。

4.根据权利要求1所述的一种回流共振式商用车净化排气消声器，其特征在于：所述消声器壳体(2)内还设置有第三扩张腔(9)和安装有第二隔板(8)，所述第二隔板(8)用于将第二扩张腔(6)和第三扩张腔(9)分隔开来，所述第一隔板(5)和第二隔板(8)上安装有催化转化器(7)，所述催化转化器(7)两端分别与第一扩张腔(4)和第三扩张腔(9)相连通。

5.根据权利要求4所述的一种回流共振式商用车净化排气消声器，其特征在于：所述消声器壳体(2)上安装有进气管(3)，所述进气管(3)包括第一进气管弯曲管段(301)、进气管连接管段(302)、第二进气管弯曲管段(303)和进气管长直管段(12)组成，所述进气管长直管段(12)依次贯穿第一扩张腔(4)和第二扩张腔(6)后延伸到第三扩张腔(9)内。

6.根据权利要求1所述的一种回流共振式商用车净化排气消声器，其特征在于：所述回流管(11)和出气管(15)的直径为125mm；短接管(13)的直径为40mm。