CN102536388A - 双模态排气消声器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及双模态排气消声器。该排气消声器包括筒体、前端盖和后端盖,筒体内通过前隔板和后隔板分别安装有进气消声管、中间消声管和出气消声管；筒体内前端盖和前隔板之间的腔体为消声腔A，前隔板和后隔板之间的腔体为消声腔B，后隔板和后端盖之间的腔体为消声腔C；中间消声管的前端和后端分别位于消声腔A和消声腔C内；中间消声管的前端上安装有排气阀门。本发明内部结构简单，消减排气噪声效果好；在怠速工况，排气口定置噪声降低了3.5dB。消除了随着发动机转速升高，排气背压急速升高的问题，降低了整车排气背压，在额定功率点（5500rpm/min），排气背压降低了12.3kPa，提升了发动机动力性。本发明体积小，在整车上布置容易，安装、维修方便。
Description
技术领域
本发明属于汽车排气消声器技术领域，具体涉及用于越野车(SRV)的排气消声器。
背景技术
前期越野车排气消声器采用阻抗复合型被动消声器，整车测试时在额定功率点（5500rpm）排气背压达到64.8kPa，超出设计值（≤55kPa）9.8kPa，怠速工况（800rpm）排气口定置噪声62.3dB，超出目标值（≤60dB）2.3dB，整车排气噪声与排气背压均超出设计要求。
要降低排气噪声通常有两种方法，一是将内部结构设计的非常复杂，比如设计针对不同频率的赫耳姆兹消声器和四分之一波长管等，而复杂的内部结构会使得气流不通畅，这样就又会增加排气系统的背压，二是增加消声器容积，但受到整车布置空间限制，无法再增加消声器容积。
发明内容
为了保证排气消声器既有好的消声效果，产生的排气背压又小，本发明提供一种双模态排气系统消声器。
具体的结构改进技术方案如下：
双模态排气消声器，包括筒体8、前端盖3和后端盖9, 筒体8内通过前隔板4和后隔板6分别安装有进气消声管1、中间消声管2和出气消声管5；进气消声管1的前端位于前端盖3外部，后端位于消声腔C内；中间消声管2的前端位于消声腔A内，后端位于消声腔C内；出气消声管5上包裹有框形罐7，出气消声管5的前端位于消声腔A内，后端位于后端盖9外部；筒体8内前端盖3和前隔板4之间的腔体为消声腔A，前隔板4和后隔板6之间的腔体为消声腔B，后隔板6和后端盖9之间的腔体为消声腔C；位于消声腔A内的中间消声管2的前端上设有排气阀门。
所述排气阀门包括环状的阀门座10和圆板状的阀门11；阀门座10套设在中间消声管2的前端上，阀门座10一侧外部对应设有两只安装凸块，阀门11一侧外部对应设有安装块，阀门11的安装块位于阀门座10的两只安装凸块之间，且由销轴12配合连接，销轴12上套设有弹簧13。
本发明的有益技术效果体现在下述几个方面：
1．本发明在原消声器内的中间消声管前端安装了一个阀门。低转速时，阀门关闭，消声效果好。高转速时，在气流的冲击下阀门被打开，空气流通阻力减小，因此排气背压降低。阀门打开之后，尾管中由于发动机燃烧而产生的空气噪声量增加，但是气流摩擦噪声却大大减小。高转速时，摩擦噪声是尾管噪声的主要成分，因此总体噪声降低。与同体积的传统排气消声器相比，内部结构简单，消减排气噪声效果好；在怠速工况，排气口定置噪声降低了3.5dB；
2. 本发明通过对现有的阻抗复合型消声器进行改进，消除了随着发动机转速升高，排气背压急速升高的问题，降低了整车排气背压，在额定功率点（5500rpm），排气背压降低了12.3kPa，提升了发动机动力性；
3.本发明的体积小，在整车上布置容易，安装、维修方便；
4.双模态消声器结构简单，工艺性好，易制造。
附图说明
图1为本发明结构示意图。
图2为图1的局部放大图。
图3为图2 的A向示意图。
图4为图3的A-A剖视图。
图5为图4的B-B剖视图。
图6为阀门关闭状态气流流动方向示意图。
图7为阀门开启状态气流流动方向示意图。
图8为双模态消声器与被动消声器整车排气口定置噪声对比图。
图9为双模态消声器与被动消声器整车排气背压对比图。
具体实施方式
下面结合附图，通过实施例对本发明作进一步地描述。
实施例：
参见图1，双模态排气消声器包括筒体8、前端盖3和后端盖9, 筒体8内通过前隔板4和后隔板6分别安装有进气消声管1、中间消声管2和出气消声管5；进气消声管1的前端位于前端盖3外部，后端位于消声腔C内；中间消声管2的前端位于消声腔A内，后端位于消声腔C内；出气消声管5上包裹有框型罐7，出气消声管5的前端位于消声腔A内，后端位于后端盖9外部；筒体8内前端盖3和前隔板4之间的腔体为消声腔A，前隔板4和后隔板6之间的腔体为消声腔B，后隔板6和后端盖9之间的腔体为消声腔C；位于消声腔A内的中间消声管2的前端上设有排气阀门。
参见图2～图5，排气阀门包括环状的阀门座10和圆板状的阀门11；阀门座10套装焊接在中间消声管2的前端上，阀门座10一侧外部对应设有两只安装凸块，阀门11一侧外部对应设有安装块，阀门11的安装块位于阀门座10的两只安装凸块之间，且由销轴12配合连接，销轴12上套装有弹簧13。
参见图6和图7，在发动机转速低于3000rpm时，气流进入消声腔A，通过进气消声管1上的消音孔和尾端出口分别进入消声腔A、消声腔B和消声腔C，由于转速低气流量小，因此燃烧噪声占主要成分，阀门11关闭，见图6，此时消声腔A、消声腔B是扩张腔，由于阀门关闭，进气消声管1尾端和消声腔C形成一个亥姆霍兹共振器，进入消声腔C的气流声波一部分沿进气消声管1原路反射回去，一部分声能由于共振系统的摩擦阻尼作用转化为热能被吸收。消声腔A、消声腔B和消声腔C消减的主要是低于500Hz的中低频声压级，衰减声能量后的气流如图5方向所示进入出气消声管5，气流经过出气消声管5外包裹的框型罐7消除高频噪声后排入大气。 由于气流量小，流速低，即使阀门11关闭，产生的排气背压也较小；
在发动机转速高于3000rpm时，气流进入进气消声管1，然后分别进入消声腔A、消声腔B和消声腔C，由于转速高气流量大，因此气流摩擦噪声占主要成分，在气流的冲击下，阀门11打开，见图7，此时消声腔A、消声腔B和消声腔C均是扩张腔，进入消声腔C的气流通过中间消声管2由阀门进入消声腔A，然后由出气消声管5排入大气，由于气流通道截面积增加，流速降低，气流摩擦噪声随之减小，虽然燃烧噪声会增加，但两者综合起来，合成噪声却降低。虽然转速高时气流量大，但由于阀门11打开，气流通道截面积增加，流速降低，这样排气背压不会随着转速增加成大幅度上升。
本发明双模态消声器与被动消声器（未装排气阀门）的排气口声压级和整车排气背压值分别见图8和图9；图8中，采用双模态消声器后，在发动机的整个转速范围内，排气口声压级均比被动消声器低，在怠速工况（800rpm)降低了3.5dB，在额定功率点（5500rpm)降低了6.5dB；图9中，在3000rpm以下，排气阀门关闭，此时双模态消声器比被动消声器排气背压值略大，但由于此时发动机转速低负荷小，稍微增加的背压值对发动机的性能几乎没有影响，在3000rpm时，阀门开启，双模态消声器与被动消声器相比较，排气背压值明显下降，在额定功率点减小了12.3kPa；采用双模态消声器后，排气系统既有好的消声效果，同时产生的排气背压也低。
Claims (2)
1.双模态排气消声器，包括筒体（8）、前端盖（3）和后端盖（9）, 筒体（8）内通过前隔板（4）和后隔板（6）分别安装有进气消声管（1）、中间消声管（2）和出气消声管（5）；进气消声管（1）的前端位于前端盖（3）外部，后端位于消声腔C内；中间消声管（2）的前端位于消声腔A内，后端位于消声腔C内；出气消声管（5）上包裹有框形罐（7），出气消声管（5）的前端位于消声腔A内，后端位于后端盖（9）外部；筒体（8）内前端盖（3）和前隔板（4）之间的腔体为消声腔A，前隔板（4）和后隔板（6）之间的腔体为消声腔B，后隔板（6）和后端盖（9）之间的腔体为消声腔C；其特征在于：位于消声腔A内的中间消声管（2）的前端上设有排气阀门。
2.根据权利要求1所述的双模态排气消声器，其特征在于：所述排气阀门包括环状的阀门座（10）和圆板状的阀门（11）；阀门座（10）套设在中间消声管（2）的前端上，阀门座（10）一侧外部对应设有两只安装凸块，阀门（11）一侧外部对应设有安装块，阀门（11）的安装块位于阀门座（10）的两只安装凸块之间，且由销轴（12）配合连接，销轴（12）上套设有弹簧（13）。
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