CN201050396Y - 一种车用消声器 - Google Patents

Abstract

一种车用消声器，包括壳体(1)、进气管(4)和出气管(5)；其中，所述车用消声器还包括至少一个隔板(2)、谐振管(6)和控制阀(8)；所述至少一个隔板(2)的外缘与所述壳体(1)的内壁密闭连接，并且将壳体(1)的内部分隔为互不连通的至少两个腔室(3)；所述进气管(4)从壳体(1)一端插入；出气管(5)从壳体(1)另一端插入，位于出气管(5)端口所在的腔室中的进气管(4)管体的周向布有通孔；所述控制阀(8)通过偏压元件封闭谐振管(6)一端的端口(6A)。本实用新型的消声器可以根据排气量自动调整气流通过的面积，以适应发动机的不同工况，提高消声效果、降低排气背压。

Description

一种车用消声器

技术领域

本实用新型涉及一种车用消声器，更具体地说，涉及一种发动机排气消声器。

背景技术

一般的排气消声器通常通过结构特征达到消声目的，排气管为一长管，不断地迂回绕圈，再通过壳体封装；因为排气管为长圆管，不能弯折角度过大(易破裂)，所以必须在弯折处用弯管焊接起来，设计复杂，加工工时也多，而且复杂的内部结构会使得气流不通畅，大大增加了排气背压，从而增加了动力总成的功率损失。

为此，CN2871858公开了一种汽车消声器，由筒体、三个隔板、进气管、出气管及前、后端盖组成。隔板将筒体分隔成四个腔室，进气管从筒体一端伸进，经第一、第二至第三腔室止，出气管则从第一腔室开始穿过第二、三、四腔室后接出，在进气管、出气管上和隔板上都开有一定数量的微孔，使第一、第二、第三腔室形成共振腔，并第四腔室内填满吸声棉，形成消声腔室，同时在出气管中后段外周也包围有消声套。气体从进气管进入，通过进气管、出气管和隔板上的微孔，在各腔室之间流动，最后从排气管排出。虽然所述消声器使排气气流在消声腔内的流动更畅通，一定程度上可降低排气背压，但是，当发动机的转速升高或排气量增加时，要满足输出功率和排气特性的要求，需要增大气流的通过面积，而该消声器中气流通过的面积始终不变，从而对会降低消声效果、增加排气背压。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服现有技术中消声器中气流通过的面积始终不变，当排气量增加时会降低消声效果、增加排气背压的缺点，提供一种半主动式消声器，可以根据排气量的大小自动调整气流通过的面积，从而适应发动机的不同工况，提高消声效果、降低排气背压。

本实用新型提供的一种车用消声器，该车用消声器包括壳体1、进气管4和出气管5；其中，所述车用消声器还包括至少一个隔板2、谐振管6和控制阀8；所述至少一个隔板2的外缘与所述壳体1的内壁密闭连接，并且将壳体1的内部分隔为互不连通的至少两个腔室3；所述进气管4从壳体1一端插入，并穿过至少一个腔室3，至少延伸至下一个腔室3中；出气管5从壳体1另一端插入，并穿过至少一个腔室3，至少延伸至下一个腔室3中；位于壳体内的进气管4端口和位于壳体内的出气管5端口不在同一腔室内，进气管4与出气管5至少一部分位于同一个腔室中；位于出气管5端口所在的腔室中的进气管4管体的周向布有通孔；谐振管6的一端位于进气管4端口所在的腔室中，另一端位于出气管5端口所在的腔室中；所述控制阀8通过偏压元件封闭位于出气管5端口所在的腔室中的谐振管6端口6A。

本实用新型提供的车用消声器中，控制阀8会根据发动机的转速而改变其开启或关闭状态。当发动机转速较低时，排气气流不能冲开控制阀8，控制阀8在偏压元件的作用下继续封闭谐振管6，此时进气管4的端口所在的腔室和谐振管共同形成封闭腔，其作用等同与一个赫母霍兹消声器，对排气的中低频噪音进行很好的过滤，消声效果好。当发动机转速较高时，排气气流克服偏压元件的作用力，控制阀8开启，气流可以通过谐振管6循环进入出气管5，排气流通阻力减小，因此功率损失降低。控制阀8开启以后，尾管中发动机燃烧而产生的排气噪声增加，但气阻减小，气流摩擦产生的噪声相对也减小，在高转速时，气体的摩擦噪声是排气噪声的主要成分，因此总噪声量反而降低。因此本实用新型提供的消声器通过发动机排气气流来控制阀门开关，可以根据排气量的大小自动调整气流通过的面积，从而适应发动机的不同工况，解决了消声器中气流通过的面积始终不变，在发动机排气量增加时会降低消声效果、增加排气背压的问题。

附图说明

图1和图8是本实用新型提供的消声器的结构示意图；

图2是本实用新型提供的消声器的控制阀安装示意图；

图3是本实用新型提供的消声器在发动机低转速时的气流状态示意图；

图4是本实用新型提供的消声器在发动机高转速时的气流状态示意图；

图5是本实用新型提供的消声器在阀门开启、关闭状态的噪声曲线；

图6是本实用新型提供的消声器在阀门开启、关闭状态的压力曲线；

图7是阻性罐的剖视图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的优选实施方式作详细说明。

如图1所示，本实用新型提供的一种车用消声器，该车用消声器包括壳体1、进气管4和出气管5；其中，所述车用消声器还包括至少一个隔板2、谐振管6和控制阀8；所述至少一个隔板2的外缘与所述壳体1的内壁密闭连接，并且将壳体1的内部分隔为互不连通的至少两个腔室3；所述进气管4从壳体1一端插入，并穿过至少一个腔室3，至少延伸至下一个腔室3中；出气管5从壳体1另一端插入，并穿过至少一个腔室3，至少延伸至下一个腔室3中；位于壳体内的进气管4端口和位于壳体内的出气管5端口不在同一腔室内，进气管4与出气管5至少一部分位于同一个腔室中；位于出气管5端口所在的腔室中的进气管4管体的周向布有通孔；谐振管6的一端位于进气管4端口所在的腔室中，另一端位于出气管5端口所在的腔室中；所述控制阀8通过偏压元件封闭位于出气管5端口所在的腔室中的谐振管6端口6A。

本实用新型提供的消声器通过发动机排气气流来控制阀门开关，可以根据排气量的大小自动调整气流通过的面积，从而适应发动机的不同工况，解决了消声器中气流通过的面积始终不变，在发动机排气量增加时会降低消声效果、增加排气背压的问题。

控制阀8由偏压元件以本领域公知的方式控制开合，作为一种具体的实施方式，所述控制阀8包括固定在壳体1内的销轴8A和枢轴连接在销轴8A上的阀门8B，所述阀门8B通过所述偏压元件封闭位于出气管5端口所在的腔室中的谐振管6端口6A。所述偏压元件可以为本领域公知的各种偏压元件，如螺旋弹簧。

图2为控制阀安装布置示意图，其中壳体1端盖封板图中未示出。销轴8A内设置有偏压元件(图中未示出)，所述偏压元件以本领域公知的方式控制阀门8B，使阀门8B封闭位于出气管5端口所在的腔室中的谐振管6端口6A。

当发动机在中低转速时，排气气流小，排气气流状态如图3所示。气流由进气管4进入，经过管体周向布置的通孔分流，然后进入出气管5排出。在此时，因为发动机转速较低，排气气流不能冲开阀门8B，阀门8B在弹簧方下继续封闭谐振管6，此时进气管4的端口所在的腔室和谐振管共同形成封闭腔，其作用等同与一个赫母霍兹消声器，对排气的中低频噪音进行很好的过滤，消声效果好。

发动机转速升高，排气气流逐渐克服弹簧力，阀门8B开始开启，当达到一定转速时，阀门完全开启，排气气流状态如图4所示。此阶段气流可以通过谐振管6循环进入出气管5，排气流通阻力减小，因此功率损失降低。阀门8B开启以后，尾管中发动机燃烧而产生的排气噪声增加，但气阻减小，气流摩擦产生的噪声相对也减小，在高转速时，气体的摩擦噪声是排气噪声的主要成分，因此总噪声量反而降低。

图5、图6分别为排气系统采用本实用新型的消声器后，当阀门关闭与开启时的噪声曲线和压力曲线。从图中可以得出，在发动机转速低时，如果阀门关闭，则噪声较低，而在发动机转速高时，如果阀门开启，则噪声较低，同时排气背压也下降了很多。因此，本实用新型在低转速时关闭阀门，在高转速时则打开阀门，从而可以适应发动机的不同工况，有效地提高消声效果，降低排气背压。

控制阀门开关的发动机转速转折点可以通过改变偏压元件的刚度而灵活设计。由于汽油活塞式发动机的最高安全稳定转速基本都在6000r/min左右，因此一般将该转速转折点设置为发动机的中间转速3000±50r/min。

根据本实用新型，优选情况下，出气管5在其插入壳体1的第一个腔室中的管体部分的外部包有阻性罐7，所述阻性罐7内置有阻性消音材料9。图7为阻性罐7的剖视图。从而可以通过阻性消声来进一步有效地过滤排气的高频噪声。

根据本实用新型，优选情况下，如图1所示，在所述出气管5位于腔室中的端口管体部分、所述进气管4位于腔室中的端口管体部分、谐振管6位于进气管4端口所在的腔室中的端口管体部分及位于同一个腔室中的进气管4非端口管体和出气管5非端口管体部分中，至少有一部分的周向布有通孔。由于气流可以从此部分管体的周向布置的通孔通过，增加了气流的流通面积，因此可以进一步起到减压降噪的作用。

在本实用新型中，可以协调壳体1中各腔室的大小以使整个消声器合理稳定，优选情况下，进气管4端口所在的腔室体积占壳体1的总体积的1/3至1/4，从而可以使得阀门8B关闭时，提高进气管4的端口所在的腔室和谐振管共同形成的封闭腔的消声效果。

根据本实用新型，优选情况下，进气管4、出气管5和谐振管6的管体直径之比为1∶0.5-2∶0.5-2，优选情况下，进气管4和出气管5的每段开有通孔的管体中，通孔总面积占每段管体外表面总面积的1/5至1/4，从而优化消声器的消声效果。所述通孔的大小只要满足实际排气压力的要求即可，所述通孔的直径优选为2mm-15mm，更优选为5mm-10mm。

根据本实用新型，本领域的技术人员很容易便能想到根据实际情况来增减隔板的个数，以优化消声器的消声效果。增加隔板个数可以加强对进气管4、出气管5和谐振管6的支撑，从而提高消声器结构的稳定性，进而进一步提高本实用新型提供的车用消声器的消声效果；而减少隔板个数可以简化消声器的结构，减轻消声器的重量。通常所述隔板2的个数可以为1-10个，优选情况下为1-5个。

如图1所示的实施例中，所述隔板2的个数为一个，此时所述一个隔板2的外缘与所述壳体1的内壁密闭连接，并且将壳体1的内部分隔为互不连通的两个腔室3；所述进气管4从壳体1一端插入，并穿过一个腔室3，延伸至下一个腔室3中；出气管5从壳体1另一端插入，并穿过一个腔室3，延伸至下一个腔室3中；位于出气管5端口所在的腔室中的进气管4管体的周向布有通孔；谐振管6的一端位于进气管4端口所在的腔室中，另一端位于出气管5端口所在的腔室中；所述控制阀8通过偏压元件封闭位于出气管5端口所在的腔室中的谐振管6端口6A。

如图8所示的实施例中，所述隔板2的个数为两个，此时所述两个隔板2的外缘与所述壳体1的内壁密闭连接，并且将壳体1的内部分隔为互不连通的三个腔室3；所述进气管4从壳体1一端插入，并穿过至少一个腔室3，至少延伸至下一个腔室3中，作为一个具体的实施例，该端口穿过两个腔室3，延伸至从进气管4插入端起算的第三个腔室3中；出气管5从壳体1另一端插入，并穿过至少一个腔室3，至少延伸至下一个腔室3中，作为一个具体的实施例，该端口穿过两个腔室3，延伸至从出气管5插入端起算的第三个腔室3中；位于出气管5端口所在的腔室中的进气管4管体的周向布有通孔；谐振管6的一端位于进气管4端口所在的腔室中，另一端位于出气管5端口所在的腔室中；所述控制阀8通过偏压元件封闭位于出气管5端口所在的腔室中的谐振管6端口6A。

Claims (8)

1.一种车用消声器，该车用消声器包括壳体(1)、进气管(4)和出气管(5)；其特征在于，所述车用消声器还包括至少一个隔板(2)、谐振管(6)和控制阀(8)；所述至少一个隔板(2)的外缘与所述壳体(1)的内壁密闭连接，并且将壳体(1)的内部分隔为互不连通的至少两个腔室(3)；所述进气管(4)从壳体(1)一端插入，并穿过至少一个腔室(3)，至少延伸至下一个腔室(3)中；出气管(5)从壳体(1)另一端插入，并穿过至少一个腔室(3)，至少延伸至下一个腔室(3)中；位于壳体内的进气管(4)端口和位于壳体内的出气管(5)端口不在同一腔室内，进气管(4)与出气管(5)至少一部分位于同一个腔室中；位于出气管(5)端口所在的腔室中的进气管(4)管体的周向布有通孔；谐振管(6)的一端位于进气管(4)端口所在的腔室中，另一端位于出气管(5)端口所在的腔室中；所述控制阀(8)通过偏压元件封闭位于出气管(5)端口所在的腔室中的谐振管(6)端口(6A)。

2.根据权利要求1所述的车用消声器，其特征在于，所述控制阀(8)包括固定在壳体(1)内的销轴(8A)和枢轴连接在销轴(8A)上的阀门(8B)，所述阀门(8B)通过所述偏压元件封闭位于出气管(5)端口所在的腔室中的谐振管(6)端口(6A)。

3.根据权利要求1所述的车用消声器，其特征在于，出气管(5)在其插入壳体(1)的第一个腔室中的管体部分的外部包有阻性罐(7)，所述阻性罐(7)内置有阻性消音材料。

4.根据权利要求1所述的车用消声器，其特征在于，在所述出气管(5)位于腔室中的端口管体部分、所述进气管(4)位于腔室中的端口管体部分、谐振管(6)位于进气管(4)端口所在的腔室中的端口管体部分及位于同一个腔室中的进气管(4)非端口管体和出气管(5)非端口管体部分中，至少有一部分的周向布有通孔。

5.根据权利要求1所述的车用消声器，其特征在于，进气管(4)端口所在的腔室体积占壳体(1)的总体积的1/3至1/4。

6.根据权利要求1所述的车用消声器，其特征在于，进气管(4)、出气管(5)和谐振管(6)的管体直径之比为1∶0.5-2∶0.5-2。

7.根据权利要求1所述的车用消声器，其特征在于，进气管(4)和出气管(5)的每段开有通孔的管体中，通孔总面积占每段管体外表面总面积的1/5至1/4。

8.根据权利要求1所述的车用消声器，其特征在于，所述隔板(2)的个数为1-5个。

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