CN220227053U - 一种高效低阻柴油机进气消声器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高效低阻柴油机进气消声器，包括外壳，外壳内设置有圆柱形空腔，将圆柱形空腔的轴向作为左右方向，外壳的左端设置有与圆柱形空腔同轴连通的进气口，外壳的右端设置有与圆柱形空腔同轴连通的出气口，圆柱形空腔分为左侧空腔区域和右侧空腔区域，左侧空腔区域内设置有利用吸声材料的摩擦和阻尼作用针对性消除气流中的中频噪声和高频噪声的阻性吸声腔结构，右侧空腔区域内设置有基于亥姆霍兹共振理论消除气流中的低频噪声和中频噪声的共振室结构；优点是能够同时对低频噪声、中频噪声和高频噪声进行有效降噪，加工容易，且阻力损失较小。

Description

一种高效低阻柴油机进气消声器

技术领域

本实用新型涉及柴油机进气消声器，尤其是涉及一种高效低阻柴油机进气消声器。

背景技术

设备管道的进气门周期性开启与闭合产生的压力起伏变化导致许多不同频率与强度的声音无规律叠加形成进气噪声。随着科技进步和对环境保护的重视，国家法规对噪声控制越来越严格。进气消声器作为一种允许气流通过又能有效降低管道内噪声传播的装置，根据不同的领域和各自特点通常要求专门设计。

现有的柴油机进气消声器通常通过在气流流通的管道上设置扩张腔，并在扩张腔内壁上铺设纤维棉或多孔吸声材料的方式，将管道内传播的声能在扩张腔处转化为热能，从而达到消声的目的。但是，此类结构的柴油机进气消声器降低噪声的频段往往受限于吸声材料的性能，对频率在1000Hz以内的低频噪声不能够进行有效的降噪，且由于气流与吸声材料的径向接触面积受限于扩张腔内壁的面积，因此中高频降噪效果也不佳。另外，现有消声器内部结构复杂，与气流接触的轴向横截面大，阻挡气流产生较大的阻力损失，从而降低柴油机进气效果，造成柴油机的发动机功率降低，影响柴油机所处的整个动力系统输出。同时，现有的柴油机进气消声器的形状结构复杂不易加工。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种能够同时对低频噪声、中频噪声和高频噪声进行有效降噪，加工容易，且阻力损失较小的高效低阻柴油机进气消声器。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种高效低阻柴油机进气消声器，包括外壳，所述的外壳内设置有圆柱形空腔，将所述的圆柱形空腔的轴向作为左右方向，所述的外壳的左端设置有与所述的圆柱形空腔同轴连通的进气口，所述的外壳的右端设置有与所述的圆柱形空腔同轴连通的出气口，所述的圆柱形空腔分为左侧空腔区域和右侧空腔区域，所述的左侧空腔区域内设置有利用吸声材料对声波的摩擦和阻尼作用针对性消除气流中的中频噪声和高频噪声的阻性吸声腔，所述的右侧空腔区域内设置有基于亥姆霍兹共振理论消除气流中的低频噪声和中频噪声的共振室结构。

所述的阻性吸声腔结构包括第一吸声体、第二吸声体以及两个阻性吸声机构；所述的第一吸声体为圆筒结构，所述的第二吸声体为圆环结构，所述的第二吸声体的外径等于所述的圆柱形空腔的直径，所述的第二吸声体的内径等于所述的进气口的直径，所述的第一吸声体和所述的第二吸声体的材质均为金属穿孔板，所述的第一吸声体同轴设置在所述的左侧空腔区域内，所述的第一吸声体固定在所述的外壳上，且其外侧壁与所述的外壳的内侧壁贴合，所述的第二吸声体与所述的圆柱形空腔同轴，所述的第二吸声体固定在所述的外壳上，且其外侧壁与所述的外壳的内侧壁贴合，所述的第二吸声体的左端面与所述的圆柱形空腔的左端面位于同一平面，所述的第二吸声体的右端面与所述的第一吸声体的左端面贴合，所述的第一吸声体的右端面和所述的左侧空腔区域的右端面位于同一平面，所述的第一吸声体的内径大于所述的第二吸声体的内径，所述的第一吸声体的内侧壁以及所述的第二吸声体的右端面的裸露处均覆盖有一层吸声材料；两个阻性吸声机构左右间隔设置在所述的左侧空腔区域内，每个所述的阻性吸声机构均包括第三吸声体、第四吸声体、圆环形隔板和M个矩形隔板，M为大于等于4的整数，所述的第三吸声体和所述的第四吸声体分别为圆筒结构，所述的第三吸声体和所述的第四吸声体的材质均为金属穿孔板，所述的圆环形隔板、所述的第三吸声体和所述的第四吸声体从外到内设置，且均与所述的第一吸声体同轴，所述的圆环形隔板的外径大于所述的第一吸声体的内径，所述的圆环形隔板的内径小于所述的第一吸声体的内径，所述的圆环形隔板固定在所述的第一吸声体上，所述的圆环形隔板的裸露处设置有多个间隔分布且左右贯穿的通孔，每个通孔的前侧和后侧分别设置有与其同轴连通的导气圆筒，所述的导气圆筒的内径等于所述的通孔的孔径，所述的第三吸声体的外侧壁与所述的圆环形隔板的内侧壁贴合并固定，所述的第三吸声体的内径不小于所述的进气口的直径，所述的第四吸声体的外径小于所述的进气口的直径，M个矩形隔板位于所述的第三吸声体和所述的第四吸声体之间，且沿周向均匀间隔分布，每个矩形隔板分别与所述的第三吸声体的内侧壁和所述的第四吸声体的外侧壁固定连接，M个矩形隔板的左端面、所述的第三吸声体的左端面和所述的第四吸声体的左端面位于同一平面，M个矩形隔板的右端面、所述的第三吸声体的右端面和所述的第四吸声体的右端面位于同一平面，所述的第三吸声体的外侧壁和内侧壁的裸露处、所述的第四吸声体的外侧壁和内侧壁的裸露处均覆盖有一层吸声材料；位于左侧的阻性吸声机构的左端面与所述的第二吸声体的右端面上覆盖的吸声材料之间具有一段距离，位于右侧的阻性吸声机构的右端面与所述的左侧空腔区域的右端面位于同一平面。

所述的吸声材料为玻璃纤维棉、硅酸铝岩棉或其他多孔吸声材料。

所述的共振室结构包括第一壳体、第二壳体和第三壳体，所述的第一壳体的外侧壁为圆台形，所述的第一壳体具有大头端和小头端，且其大头端位于其小头端的左侧，所述的第一壳体上设置有左右贯穿的圆台形腔室，所述的圆台形腔室具有大头端和小头端，且其大头端位于其小头端的左侧，所述的圆台形腔室与所述的第一壳体的外侧壁同轴，所述的圆台形腔室的大头端直径等于所述的第二吸声体的内径，所述的圆台形腔室的小头端直径等于所述的出气口的内径，所述的第二壳体和所述的第三壳体均为圆筒结构，且其材质均为金属多孔板，所述的第二壳体和所述的第三壳体的外径相等，所述的第三壳体的外径小于所述的圆台形腔室的大头端直径，且大于所述的圆台形腔室的小头端直径，所述的第二壳体和所述的第三壳体的内径均与所述的圆台形腔室的小头端直径相等，所述的第一壳体、所述的第二壳体和所述的第三壳体从左到右同轴设置在所述的右侧空腔区域内，且分别固定在所述的外壳上，所述的圆台形腔室的大头端与所述的第二吸声体的右端面贴合，所述的第一壳体的小头端与所述的第二壳体的左端面贴合，所述的第三壳体的左端面与所述的第二壳体的右端面之间存在一段距离，所述的第三壳体的右端面与所述的圆柱形空腔的右端面位于同一平面。

所述的第二壳体和所述的第三壳体分别通过多个支撑杆固定在所述的外壳上。

所述的进气口处设置有用于连接外部进气管道的第一法兰，所述的出气口处设置有用于连接柴油机的第二法兰。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于通过将圆柱形空腔分为左侧空腔区域和右侧空腔区域，并在左侧空腔区域内设置有通过吸声体摩擦和阻尼作用使气流中的中频噪声和高频噪声有效衰减的阻性吸声腔结构，右侧空腔区域内设置基于亥姆霍兹共振理论消除气流中的低频噪声和中频噪声的共振室结构，阻性吸声腔结构能够滤除气流中的中频噪声和高频噪声，共振室结构能够滤除气流中低频噪声和中频噪声，同时此消声器的结构简单、截面小，相较于其他复杂的消声器内部结构最大程度降低阻力损失。由此本实用新型能够同时对低频噪声、中频噪声和高频噪声进行有效降噪，加工容易，且阻力损失较小。

附图说明

图1为本实用新型的高效低阻柴油机进气消声器的主视图；

图2为本实用新型的高效低阻柴油机进气消声器的左视图；

图3为本实用新型的高效低阻柴油机进气消声器的右视图；

图4为本实用新型的高效低阻柴油机进气消声器的剖视图；

图5为本实用新型的高效低阻柴油机进气消声器沿图4中C-C方向的剖视图；

图6为本实用新型的高效低阻柴油机进气消声器沿图4中D-D方向的剖视图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。

实施例一：如图1至图3所示，一种高效低阻柴油机进气消声器，包括外壳1，外壳1内设置有圆柱形空腔2，将圆柱形空腔2的轴向作为左右方向，外壳1的左端设置有与圆柱形空腔2同轴连通的进气口3，外壳1的右端设置有与圆柱形空腔2同轴连通的出气口4，圆柱形空腔2分为左侧空腔区域和右侧空腔区域，左侧空腔区域内设置有利用吸声材料的摩擦和阻尼作用针对性消除气流中的中频噪声和高频噪声的阻性吸声腔结构，右侧空腔区域内设置有基于亥姆霍兹共振理论消除气流中的低频噪声和中频噪声的共振室结构。

本实施例中，进气口3处设置有用于连接外部进气管道的第一法兰5，出气口4处设置有用于连接柴油机的第二法兰6。

实施例二：本实施例与实施例一基本相同，区别在于，如图4至图6所示，本实施例中，阻性吸声腔结构包括第一吸声体7、第二吸声体8以及两个阻性吸声机构；第一吸声体7为圆筒结构，第二吸声体8为圆环结构，第二吸声体8的外径等于圆柱形空腔2的直径，第二吸声体8的内径等于进气口3的直径，第一吸声体7和第二吸声体8的材质均为金属穿孔板，第一吸声体7同轴设置在左侧空腔区域内，第一吸声体7固定在外壳1上，且其外侧壁与外壳1的内侧壁贴合，第二吸声体8与圆柱形空腔2同轴，第二吸声体8固定在外壳1上，且其外侧壁与外壳1的内侧壁贴合，第二吸声体8的左端面与圆柱形空腔2的左端面位于同一平面，第二吸声体8的右端面与第一吸声体7的左端面贴合，第一吸声体7的右端面和左侧空腔区域的右端面位于同一平面，第一吸声体7的内径大于第二吸声体8的内径，第一吸声体7的内侧壁以及第二吸声体8的右端面的裸露处均覆盖有一层吸声材料；两个阻性吸声机构左右间隔设置在左侧空腔区域内，每个阻性吸声机构均包括第三吸声体9、第四吸声体10、圆环形隔板11和M个矩形隔板12，M为大于等于4的整数，第三吸声体9和第四吸声体10分别为圆筒结构，第三吸声体9和第四吸声体10的材质均为金属穿孔板，圆环形隔板11、第三吸声体9和第四吸声体10从外到内设置，且均与第一吸声体7同轴，圆环形隔板11的外径大于第一吸声体7的内径，圆环形隔板11的内径小于第一吸声体7的内径，圆环形隔板11固定在第一吸声体7上，圆环形隔板11的裸露处设置有多个间隔分布且左右贯穿的通孔13，每个通孔的前侧和后侧分别设置有与其同轴连通的导气圆筒19，导气圆筒19的内径等于通孔13的孔径，第三吸声体9的外侧壁与圆环形隔板11的内侧壁贴合并固定，第三吸声体9的内径不小于进气口3的直径，第四吸声体10的外径小于进气口3的直径，M个矩形隔板12位于第三吸声体9和第四吸声体10之间，且沿周向均匀间隔分布，每个矩形隔板12分别与第三吸声体9的内侧壁和第四吸声体10的外侧壁固定连接，M个矩形隔板12的左端面、第三吸声体9的左端面和第四吸声体10的左端面位于同一平面，M个矩形隔板12的右端面、第三吸声体9的右端面和第四吸声体10的右端面位于同一平面，第三吸声体9的外侧壁和内侧壁的裸露处、第四吸声体10的外侧壁和内侧壁的裸露处均覆盖有一层吸声材料；位于左侧的阻性吸声机构的左端面与第二吸声体8的右端面上覆盖的吸声材料之间具有一段距离，位于右侧的阻性吸声机构的右端面与左侧空腔区域的右端面位于同一平面。

本实施例中，共振室结构包括第一壳体14、第二壳体15和第三壳体16，第一壳体14的外侧壁为圆台形，第一壳体14具有大头端和小头端，且其大头端位于其小头端的左侧，第一壳体14上设置有左右贯穿的圆台形腔室17，圆台形腔室17具有大头端和小头端，且其大头端位于其小头端的左侧，圆台形腔室17与第一壳体14的外侧壁同轴，圆台形腔室17的大头端直径等于第二吸声体8的内径，圆台形腔室17的小头端直径等于出气口4的内径，第二壳体15和第三壳体16均为圆筒结构，且其材质均为金属多孔板，第二壳体15和第三壳体16的外径相等，第三壳体16的外径小于圆台形腔室17的大头端直径，且大于圆台形腔室17的小头端直径，第二壳体15和第三壳体16的内径均与圆台形腔室17的小头端直径相等，第一壳体14、第二壳体15和第三壳体16从左到右同轴设置在右侧空腔区域内，且分别固定在外壳1上，圆台形腔室17的大头端与第二吸声体8的右端面贴合，第一壳体14的小头端与第二壳体15的左端面贴合，第三壳体16的左端面与第二壳体15的右端面之间存在一段距离，第三壳体16的右端面与圆柱形空腔2的右端面位于同一平面。

本实施例中，第二壳体15和第三壳体16分别通过多个支撑杆固定在外壳1上。

本实施例的高效低阻柴油机进气消声器的工作过程为：气流从进气口3进入圆柱形空腔2内后，先通过阻性吸声腔结构，在通过阻性吸声腔结构时，第一吸声体7、第二吸声体8以及两个阻性吸声机构中的第三吸声体9和第四吸声体10均为金属穿孔板材质，此时气流会第一吸声体7、第二吸声体8以及两个阻性吸声机构中的第三吸声体9和第四吸声体10内部空气振动，从而气流与空气之间产生摩擦消耗声能，气流中的中频噪声和高频噪声得到较大衰减，同时通过带有边缘突出通气孔19的圆环形隔板11和M个矩形隔板12的设置，保证气流能够通过阻性吸声腔结构且轴向横截面更小，有效降低了阻力损失，同时与阻性吸声腔结构内吸声体的径向接触面积更大，有效提高阻性吸声腔的降噪效果，两个阻性吸声机构的设置，可以双重强化摩擦消耗声能的效果，实现高效降噪，当气流通过阻性吸声腔结构后，进入共振室结构时，气流沿圆台形空腔流向第二壳体15和第三壳体16内部，由于第二壳体15和第三壳体16之间存在间隙，气流会经由该间隙处流入外壳1内侧壁和第二壳体15和第三壳体16外侧壁之间形成的间隙处，此时第二壳体15和第三壳体16内部为内部声腔，第二壳体15和第三壳体16的外侧壁与外壳1内侧壁之间形成外部声腔，内部声腔内的声场和外部声腔处的声场发生共振，使气流中噪声的大量能量逸散，气流中的中频噪声和低频噪声得到有效衰减，最后通过出气口4流向柴油机。

实施例三：本实施例与实施例二基本相同，区别在于，本实施例中，吸声材料为玻璃纤维棉、硅酸铝岩棉或其他多孔吸声材料。

Claims (6)

1.一种高效低阻柴油机进气消声器，包括外壳，所述的外壳内设置有圆柱形空腔，将所述的圆柱形空腔的轴向作为左右方向，所述的外壳的左端设置有与所述的圆柱形空腔同轴连通的进气口，所述的外壳的右端设置有与所述的圆柱形空腔同轴连通的出气口，其特征在于所述的圆柱形空腔分为左侧空腔区域和右侧空腔区域，所述的左侧空腔区域内设置有利用吸声材料的摩擦和阻尼作用针对性消除气流中的中频噪声和高频噪声的阻性吸声腔结构，所述的右侧空腔区域内设置有基于亥姆霍兹共振理论消除气流中的低频噪声和中频噪声的共振室结构。

2.根据权利要求1所述的一种高效低阻柴油机进气消声器，其特征在于所述的阻性吸声腔结构包括第一吸声体、第二吸声体以及两个阻性吸声机构；所述的第一吸声体为圆筒结构，所述的第二吸声体为圆环结构，所述的第二吸声体的外径等于所述的圆柱形空腔的直径，所述的第二吸声体的内径等于所述的进气口的直径，所述的第一吸声体和所述的第二吸声体的材质均为金属穿孔板，所述的第一吸声体同轴设置在所述的左侧空腔区域内，所述的第一吸声体固定在所述的外壳上，且其外侧壁与所述的外壳的内侧壁贴合，所述的第二吸声体与所述的圆柱形空腔同轴，所述的第二吸声体固定在所述的外壳上，且其外侧壁与所述的外壳的内侧壁贴合，所述的第二吸声体的左端面与所述的圆柱形空腔的左端面位于同一平面，所述的第二吸声体的右端面与所述的第一吸声体的左端面贴合，所述的第一吸声体的右端面和所述的左侧空腔区域的右端面位于同一平面，所述的第一吸声体的内径大于所述的第二吸声体的内径，所述的第一吸声体的内侧壁以及所述的第二吸声体的右端面的裸露处均覆盖有一层吸声材料；

两个阻性吸声机构左右间隔设置在所述的左侧空腔区域内，每个所述的阻性吸声机构均包括第三吸声体、第四吸声体、圆环形隔板和M个矩形隔板，M为大于等于4的整数，所述的第三吸声体和所述的第四吸声体分别为圆筒结构，所述的第三吸声体和所述的第四吸声体的材质均为金属穿孔板，所述的圆环形隔板、所述的第三吸声体和所述的第四吸声体从外到内设置，且均与所述的第一吸声体同轴，所述的圆环形隔板的外径大于所述的第一吸声体的内径，所述的圆环形隔板的内径小于所述的第一吸声体的内径，所述的圆环形隔板固定在所述的第一吸声体上，所述的圆环形隔板的裸露处设置有多个间隔分布且左右贯穿的通孔，每个通孔的前侧和后侧分别设置有与其同轴连通的导气圆筒，所述的导气圆筒的内径等于所述的通孔的孔径，所述的第三吸声体的外侧壁与所述的圆环形隔板的内侧壁贴合并固定，所述的第三吸声体的内径不小于所述的进气口的直径，所述的第四吸声体的外径小于所述的进气口的直径，M个矩形隔板位于所述的第三吸声体和所述的第四吸声体之间，且沿周向均匀间隔分布，每个矩形隔板分别与所述的第三吸声体的内侧壁和所述的第四吸声体的外侧壁固定连接，M个矩形隔板的左端面、所述的第三吸声体的左端面和所述的第四吸声体的左端面位于同一平面，M个矩形隔板的右端面、所述的第三吸声体的右端面和所述的第四吸声体的右端面位于同一平面，所述的第三吸声体的外侧壁和内侧壁的裸露处、所述的第四吸声体的外侧壁和内侧壁的裸露处均覆盖有一层吸声材料；位于左侧的阻性吸声机构的左端面与所述的第二吸声体的右端面上覆盖的吸声材料之间具有一段距离，位于右侧的阻性吸声机构的右端面与所述的左侧空腔区域的右端面位于同一平面。

3.根据权利要求2所述的一种高效低阻柴油机进气消声器，其特征在于所述的吸声材料为玻璃纤维棉、硅酸铝岩棉或其他多孔吸声材料。

4.根据权利要求2所述的一种高效低阻柴油机进气消声器，其特征在于所述的共振室结构包括第一壳体、第二壳体和第三壳体，所述的第一壳体的外侧壁为圆台形，所述的第一壳体具有大头端和小头端，且其大头端位于其小头端的左侧，所述的第一壳体上设置有左右贯穿的圆台形腔室，所述的圆台形腔室具有大头端和小头端，且其大头端位于其小头端的左侧，所述的圆台形腔室与所述的第一壳体的外侧壁同轴，所述的圆台形腔室的大头端直径等于所述的第二吸声体的内径，所述的圆台形腔室的小头端直径等于所述的出气口的内径，所述的第二壳体和所述的第三壳体均为圆筒结构，且其材质均为金属多孔板，所述的第二壳体和所述的第三壳体的外径相等，所述的第三壳体的外径小于所述的圆台形腔室的大头端直径，且大于所述的圆台形腔室的小头端直径，所述的第二壳体和所述的第三壳体的内径均与所述的圆台形腔室的小头端直径相等，所述的第一壳体、所述的第二壳体和所述的第三壳体从左到右同轴设置在所述的右侧空腔区域内，且分别固定在所述的外壳上，所述的圆台形腔室的大头端与所述的第二吸声体的右端面贴合，所述的第一壳体的小头端与所述的第二壳体的左端面贴合，所述的第三壳体的左端面与所述的第二壳体的右端面之间存在一段距离，所述的第三壳体的右端面与所述的圆柱形空腔的右端面位于同一平面。

5.根据权利要求4所述的一种高效低阻柴油机进气消声器，其特征在于所述的第二壳体和所述的第三壳体分别通过多个支撑杆固定在所述的外壳上。

6.根据权利要求1所述的一种高效低阻柴油机进气消声器，其特征在于所述的进气口处设置有用于连接外部进气管道的第一法兰，所述的出气口处设置有用于连接柴油机的第二法兰。