| 专利名称： | 一种背压可调式消声器 | ||
| 专利名称(英文)： | Backpressure-adjustable muffler | ||
| 专利号： | CN201420590096.7 | 申请时间： | 20141014 |
| 公开号： | CN204200307U | 公开时间： | 20150311 |
| 申请人： | 长沙众泰汽车工业有限公司 | ||
| 申请地址： | 410000 湖南省长沙市长沙经济技术开发区漓湘东路19号 | ||
| 发明人： | 李韬 | ||
| 分类号： | F01N1/08 | 主分类号： | F01N1/08 |
| 代理机构： | 长沙朕扬知识产权代理事务所(普通合伙) 43213 | 代理人： | 杨斌 |
| 摘要： | 本实用新型公开了一种背压可调式消声器，包括消声器筒体、第一隔板和第二隔板，第一隔板和第二隔板将设于消声器筒体的内腔分隔成沿轴向依次布置的第一扩张腔室、第二扩张腔室和第三扩张腔室，消声器筒体靠近第一扩张腔室的一端设有贯穿第一扩张腔室并伸入第二扩张腔室的进气管，消声器筒体的靠近第三扩张腔室的一端设有贯穿第二扩张腔室和第三扩张腔室并伸入第一扩张腔室的排气管，消声器还包括两端分别伸入第二扩张腔室和第三扩张腔室的第一连通管以及两端分别伸入第一扩张腔室和第三扩张腔室的第二连通管。本实用新型具有能够消除多频率范围噪声、消声效果良好、且在发动机全负荷或大负荷运转时能够降低排气背压和减小气流摩擦噪声等优点。 | ||
| 摘要(英文)： | The utility model discloses a backpressure-adjustable muffler which comprises a muffler cylinder, a first partition plate and a second partition plate. An inner cavity formed in the muffler cylinder is divided into a first expansion chamber, a second expansion chamber and a third expansion chamber through the first partition plate and the second partition plate, the first expansion chamber, the second expansion chamber and the third expansion chamber are sequentially distributed in the axial direction, an intake pipe penetrating through the first expansion chamber and stretching into the second expansion chamber is arranged at the end, close to the first expansion chamber, of the muffler cylinder, and an exhaust pipe penetrating through the second expansion chamber and the third expansion chamber and stretching into the first expansion chamber is arranged at the end, close to the third expansion chamber, of the muffler cylinder. The muffler further comprises a first communicating pipe and a second communicating pipe, the two ends of the first communicating pipe stretch into the second expansion chamber and the third expansion chamber respectively, and the two ends of the second communicating pipe stretch into the first expansion chamber and the third expansion chamber respectively. The backpressure-adjustable muffler has the advantages of being capable of eliminating noise within a multi-frequency range, good in muffling effect, capable of lowering exhaust backpressure and airflow friction noise when an engine runs in a full load or high load mode, and the like. | ||
1.一种背压可调式消声器，其特征在于：包括消声器筒体（1）、第一隔板（2）和第二隔板（3），所述第一隔板（2）和第二隔板（3）将设于消声器筒体（1）的内腔分隔成沿轴向依次布置的第一扩张腔室（101）、第二扩张腔室（102）和第三扩张腔室（103），所述消声器筒体（1）靠近第一扩张腔室（101）的一端设有贯穿第一扩张腔室（101）并伸入第二扩张腔室（102）的进气管（4），所述消声器筒体（1）的靠近第三扩张腔室（103）的一端设有贯穿第二扩张腔室（102）和第三扩张腔室（103）并伸入第一扩张腔室（101）的排气管（5），所述消声器还包括两端分别伸入第二扩张腔室（102）和第三扩张腔室（103）的第一连通管（6）以及两端分别伸入第一扩张腔室（101）和第三扩张腔室（103）的第二连通管（7）。
2.根据权利要求1所述的背压可调式消声器，其特征在于：所述第二连通管（7）伸入第一扩张腔室（101）的出口处设有在设定压力时打开的弹簧阀门（8），且第二连通管（7）位于第一扩张腔室（101）内的管壁上设有若干与第一扩张腔室（101）连通的细孔（71）。
3.根据权利要求1所述的背压可调式消声器，其特征在于：所述排气管（5）位于第三扩张腔室（103）内的管壁上均布有若干U型微孔（51），且在U型微孔（51）的外部包裹有4~6mm的用于吸音的玻璃纤维层（9）。
4.根据权利要求1所述的背压可调式消声器，其特征在于：所述进气管（4）、第二连通管（7）和排气管（5）贯穿第一隔板（2）的位置分别位于一三角形的三个顶点处，所述第一连通管（6）、第二连通管（7）和排气管（5）贯穿第二隔板（3）的位置分别位于一三角形的三个顶点处。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的背压可调式消声器，其特征在于：所述第一连通管（6）伸入第二扩张腔室（102）的长度为第二扩张腔室（102）的长度的1/4，所述第一连通管（6）伸入第三扩张腔室（103）的长度为第三扩张腔室（103）的长度的1/2。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的背压可调式消声器，其特征在于：所述第二连通管（7）伸入第一扩张腔室（101）的长度为第一扩张腔室（101）的长度的1/2，所述第二连通管（7）伸入第三扩张腔室（103）的长度为第三扩张腔室（103）的长度的1/4。
7.根据权利要求1至4中任一项所述的背压可调式消声器，其特征在于：所述进气管（4）伸入第二扩张腔室（102）的长度为第二扩张腔室（102）的长度的1/2，所述排气管（5）伸入第一扩张腔室（101）的长度为第一扩张腔室（101）的长度的1/4。
8.根据权利要求1至4中任一项所述的背压可调式消声器，其特征在于：所述进气管（4）的管径为35mm，所述第一连通管（6）的管径为35mm，所述第二连通管（7）的管径为30mm，所述排气管（5）的管径为35mm，所述进气管（4）、第一连通管（6）、第二连通管（7）和排气管（5）的壁厚均为1.5 mm。
9.根据权利要求1至4中任一项所述的背压可调式消声器，其特征在于：所述消声器筒体（1）包括外筒（11）以及分别密封连接于外筒（11）两端的前扰流加强端盖（12）和后扰流加强端盖（13），所述前扰流加强端盖（12）与进气管（4）之间、所述后扰流加强端盖（13）与排气管（5）之间均设有加强筋板（10）。
10.根据权利要求9所述的背压可调式消声器，其特征在于：所述前扰流加强端盖（12）和后扰流加强端盖（13）上均设有异型凸面。
1.一种背压可调式消声器，其特征在于：包括消声器筒体（1）、第一隔板（2）和第二隔板（3），所述第一隔板（2）和第二隔板（3）将设于消声器筒体（1）的内腔分隔成沿轴向依次布置的第一扩张腔室（101）、第二扩张腔室（102）和第三扩张腔室（103），所述消声器筒体（1）靠近第一扩张腔室（101）的一端设有贯穿第一扩张腔室（101）并伸入第二扩张腔室（102）的进气管（4），所述消声器筒体（1）的靠近第三扩张腔室（103）的一端设有贯穿第二扩张腔室（102）和第三扩张腔室（103）并伸入第一扩张腔室（101）的排气管（5），所述消声器还包括两端分别伸入第二扩张腔室（102）和第三扩张腔室（103）的第一连通管（6）以及两端分别伸入第一扩张腔室（101）和第三扩张腔室（103）的第二连通管（7）。
2.根据权利要求1所述的背压可调式消声器，其特征在于：所述第二连通管（7）伸入第一扩张腔室（101）的出口处设有在设定压力时打开的弹簧阀门（8），且第二连通管（7）位于第一扩张腔室（101）内的管壁上设有若干与第一扩张腔室（101）连通的细孔（71）。
3.根据权利要求1所述的背压可调式消声器，其特征在于：所述排气管（5）位于第三扩张腔室（103）内的管壁上均布有若干U型微孔（51），且在U型微孔（51）的外部包裹有4~6mm的用于吸音的玻璃纤维层（9）。
4.根据权利要求1所述的背压可调式消声器，其特征在于：所述进气管（4）、第二连通管（7）和排气管（5）贯穿第一隔板（2）的位置分别位于一三角形的三个顶点处，所述第一连通管（6）、第二连通管（7）和排气管（5）贯穿第二隔板（3）的位置分别位于一三角形的三个顶点处。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的背压可调式消声器，其特征在于：所述第一连通管（6）伸入第二扩张腔室（102）的长度为第二扩张腔室（102）的长度的1/4，所述第一连通管（6）伸入第三扩张腔室（103）的长度为第三扩张腔室（103）的长度的1/2。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的背压可调式消声器，其特征在于：所述第二连通管（7）伸入第一扩张腔室（101）的长度为第一扩张腔室（101）的长度的1/2，所述第二连通管（7）伸入第三扩张腔室（103）的长度为第三扩张腔室（103）的长度的1/4。
7.根据权利要求1至4中任一项所述的背压可调式消声器，其特征在于：所述进气管（4）伸入第二扩张腔室（102）的长度为第二扩张腔室（102）的长度的1/2，所述排气管（5）伸入第一扩张腔室（101）的长度为第一扩张腔室（101）的长度的1/4。
8.根据权利要求1至4中任一项所述的背压可调式消声器，其特征在于：所述进气管（4）的管径为35mm，所述第一连通管（6）的管径为35mm，所述第二连通管（7）的管径为30mm，所述排气管（5）的管径为35mm，所述进气管（4）、第一连通管（6）、第二连通管（7）和排气管（5）的壁厚均为1.5 mm。
9.根据权利要求1至4中任一项所述的背压可调式消声器，其特征在于：所述消声器筒体（1）包括外筒（11）以及分别密封连接于外筒（11）两端的前扰流加强端盖（12）和后扰流加强端盖（13），所述前扰流加强端盖（12）与进气管（4）之间、所述后扰流加强端盖（13）与排气管（5）之间均设有加强筋板（10）。
10.根据权利要求9所述的背压可调式消声器，其特征在于：所述前扰流加强端盖（12）和后扰流加强端盖（13）上均设有异型凸面。
翻译：技术领域
本实用新型涉及消声器技术领域，具体涉及一种背压可调式消声器。
背景技术
汽车消声器的主要作用是允许发动机排气气流经排气管进入消声器部件中，当气流通过消声器部件的过程中通过消声器内部各种膨胀腔、谐振腔的组合衰减各个特定频率范围内的声波能量，从而达到消音的作用。传统的消声器为达到良好的消声效果，使得消声器结构复杂，导致排气背压增大，影响发动机功率输出。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是克服现有技术存在的不足，提供一种能够消除多频率范围噪声、消声效果良好、且在发动机全负荷或大负荷运转时能够降低排气背压和减小气流摩擦噪声的背压可调式消声器。
为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案：
一种背压可调式消声器，包括消声器筒体、第一隔板和第二隔板，所述第一隔板和第二隔板将设于消声器筒体的内腔分隔成沿轴向依次布置的第一扩张腔室、第二扩张腔室和第三扩张腔室，所述消声器筒体靠近第一扩张腔室的一端设有贯穿第一扩张腔室并伸入第二扩张腔室的进气管，所述消声器筒体的靠近第三扩张腔室的一端设有贯穿第二扩张腔室和第三扩张腔室并伸入第一扩张腔室的排气管，所述消声器还包括两端分别伸入第二扩张腔室和第三扩张腔室的第一连通管以及两端分别伸入第一扩张腔室和第三扩张腔室的第二连通管。
作为本实用新型的进一步改进：
所述第二连通管伸入第一扩张腔室的出口处设有在设定压力时打开的弹簧阀门，且第二连通管位于第一扩张腔室内的管壁上设有若干与第一扩张腔室连通的细孔。
所述排气管位于第三扩张腔室内的管壁上均布有若干U型微孔，且在U型微孔的外部包裹有4~6mm的用于吸音的玻璃纤维层。
所述进气管、第二连通管和排气管贯穿第一隔板的位置分别位于一三角形的三个顶点处，所述第一连通管、第二连通管和排气管贯穿第二隔板的位置分别位于一三角形的三个顶点处。
所述第一连通管伸入第二扩张腔室的长度为第二扩张腔室的长度的1/4，所述第一连通管伸入第三扩张腔室的长度为第三扩张腔室的长度的1/2。
所述第二连通管伸入第一扩张腔室的长度为第一扩张腔室的长度的1/2，所述第二连通管伸入第三扩张腔室的长度为第三扩张腔室的长度的1/4。
所述进气管伸入第二扩张腔室的长度为第二扩张腔室的长度的1/2，所述排气管伸入第一扩张腔室的长度为第一扩张腔室的长度的1/4。
所述进气管的管径为35mm，所述第一连通管的管径为35mm，所述第二连通管的管径为30mm，所述排气管的管径为35mm，所述进气管、第一连通管、第二连通管和排气管的壁厚均为1.5mm。
所述消声器筒体包括外筒以及分别密封连接于外筒两端的前扰流加强端盖和后扰流加强端盖，所述前扰流加强端盖与进气管之间、所述后扰流加强端盖与排气管之间均设有加强筋板。
所述前扰流加强端盖和后扰流加强端盖上均设有异型凸面。
与现有技术相比，本实用新型的优点在于：本实用新型的背压可调式消声器结构简单、布局合理，能有效的消除低频、中频噪声；发动机低转速时弹簧阀门关闭时，能最大限度的降低排气噪声，发动机高转速时弹簧阀门开启，能有效的降低排气摩擦噪声同时降低排气被压；排气管上的U型细孔和玻璃纤维层能有效的控制发动机的高频噪声；前扰流加强端盖和后扰流加强端盖上的异型凸面同时能够有效的干涉各频率范围内的声波噪声。
附图说明
图1为本实用新型背压可调式消声器的立体结构示意图。
图2为本实用新型背压可调式消声器的结构原理图。
图3为图2中A向结构示意图。
图4为图2中B向结构示意图。
图5为图2中C—C剖视结构示意图。
图6为图2中D—D剖视结构示意图。
图例说明：
1、消声器筒体；11、外筒；12、前扰流加强端盖；13、后扰流加强端盖；2、第一隔板；3、第二隔板；4、进气管；5、排气管；51、U型微孔；6、第一连通管；7、第二连通管；71、细孔；8、弹簧阀门；9、玻璃纤维层；10、加强筋板；101、第一扩张腔室；102、第二扩张腔室；103、第三扩张腔室。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。
如图1和图2所示，本实用新型的背压可调式消声器，包括消声器筒体1、第一隔板2和第二隔板3，第一隔板2和第二隔板3将设于消声器筒体1的内腔分隔成沿轴向依次布置的第一扩张腔室101、第二扩张腔室102和第三扩张腔室103，消声器筒体1靠近第一扩张腔室101的一端设有贯穿第一扩张腔室101并伸入第二扩张腔室102的进气管4，消声器筒体1的靠近第三扩张腔室103的一端设有贯穿第二扩张腔室102和第三扩张腔室103并伸入第一扩张腔室101的排气管5，消声器还包括两端分别伸入第二扩张腔室102和第三扩张腔室103的第一连通管6以及两端分别伸入第一扩张腔室101和第三扩张腔室103的第二连通管7。
本实施例中，第二连通管7伸入第一扩张腔室101的出口处设有在设定压力时打开的弹簧阀门8，且第二连通管7的位于第一扩张腔室101内的管壁上设有若干与第一扩张腔室101连通的细孔71，弹簧阀门8现有成熟部件，可以外购得到。当发动机处于低转速低负荷状态时，弹簧阀门8处于关闭状态，气流经第二连通管7管壁上的细孔71进入第一扩张腔室101，此状态下，气流通过细孔71时存在微观的摩擦能耗，能起到很好的消声效果，但气流阻力会增大，但因为是低转速及低负荷工况，排气背压处于一个可以接受的范围，不影响发动机的功率输出。当发动机处于高转速及高负荷状态时，排气量大，通过试验数据在设计弹簧阀门8的开启压力（设定压力），当压力满足设定压力要求时，弹簧阀门8打开，气流通过弹簧阀门8迅速进入第一扩张腔室101，从而减小排气阻力，降低排气背压。
本实施例中，如图1至图4所示，消声器筒体1包括外筒11以及分别密封连接于外筒11两端的前扰流加强端盖12和后扰流加强端盖13，其中，外筒11由两块厚0.75mm、材料为SUH409的不绣钢板制成，前扰流加强端盖12和后扰流加强端盖13采用翻边封口方式与外筒11连接形成一整体，前扰流加强端盖12、后扰流加强端盖13、第一隔板2和第二隔板3的相应位置预留有孔位，孔留有翻边，方便进气管4、排气管5、第一连通管6和第二连通管7的安装。前扰流加强端盖12和后扰流加强端盖13上均设有异型凸面，能够有效的干涉各频率范围内的声波噪声，同时，前扰流加强端盖12与进气管4之间、后扰流加强端盖13与排气管5之间均焊接有两块加强筋板10，起到增加管路的刚度，优化系统模态以及避免系统产生共振的作用。
本实施例中，排气管5位于第三扩张腔室103内的管壁上均布有若干U型微孔51，且在U型微孔51的外部包裹有用于吸音的玻璃纤维层9，玻璃纤维层9的厚度为4~6mm。气流进入第一扩张腔室101后，经排气管5排出消声器，气流通过排气管5管壁上的U型微孔51进入玻璃纤维层9内部的细缝中时，声波能量转化为振动热能，因此使得高频噪声能量得到了衰减。
本实施例中，第一连通管6贯穿第二隔板3，其伸入第二扩张腔室102的长度为第二扩张腔室102的长度的1/4，伸入第三扩张腔室103的长度为第三扩张腔室103的长度的1/2。气流在进入第三扩张腔室103时，因为后扰流加强端盖13的存在，使得气流在后扰流加强端盖13的异型凸面上发生不规则反射，能有效降低各频段的排气噪声。
第二连通管7伸入第一扩张腔室101的长度为第一扩张腔室101的长度的1/2，第二连通管7伸入第三扩张腔室103的长度为第三扩张腔室103的长度的1/4。因为前扰流加强端盖12的存在，使得气流在前扰流加强端盖12的异型凸面上发生不规则反射，进而也能有效降低各频段的排气噪声。
进气管4同时贯穿前扰流加强端盖12和第一隔板2，其伸入第二扩张腔室102的长度为第二扩张腔室102的长度的1/2。排气管5同时贯穿后扰流加强端盖13和第二隔板3，其伸入第一扩张腔室101的长度为第一扩张腔室101的长度的1/4。
上述进气管4的管径为35mm，第一连通管6的管径为35mm，第二连通管7的管径为30mm，排气管5的管径为35mm，进气管4、第一连通管6、第二连通管7和排气管5的壁厚均为1.5mm。
本实施例中，如图5和图6所示，进气管4、第二连通管7和排气管5贯穿第一隔板2的位置分别位于一三角形的三个顶点处，即进气管4、第二连通管7和排气管5贯穿第一隔板2的位置呈三角形布置。第一连通管6、第二连通管7和排气管5贯穿第二隔板3的位置分别位于一三角形的三个顶点处，即第一连通管6、第二连通管7和排气管5贯穿第二隔板3的位置也呈三角形布置。
当排气气流进入消声器时，其分布特征及消声原理如图2所示，气流随进气管4进入第二扩张腔室102，气流截面的突变导致声波的特性发生变化，声波在第二扩张腔室102发生干涉现象，声音噪声得到一定程度的衰减，理论上截面突变的越明显扩张比就越大，消声效果也就越明显，本实施例的扩张比达到31。气流进入第二扩张腔室102由第一连通管6进入第三扩张腔室103，在由第二扩张腔室102进入第三扩张腔室103的过程中，气流截面经历了两次突变，一次突变是截面由大变小（气流从第二扩张腔室102进入第一连通管6时），一次突变时截面由小变大（气流由第一连通管6进入第三扩张腔室103时），两次扩张比均为31，能很好的消除低频阶段的排气噪声。而第二扩张腔室102与第三扩张腔室103的不同长度又使得它们主要的消声频率段存在差异，能够产生更加宽频的消声效果。同时，进气管4、第一连通管6、第二连通管7和排气管5插入各扩张腔室不同长度的设计也消除了扩张腔室中通过频率的影响。
通过试验数据对比，本实用新型的背压可调式消声器在发动机转速范围在0~3000rpm工作时尾管噪声最大值为75dB（常规消声器尾管噪声约为85dB），排气背压最大值8.325KPa(常规消声器背压约为7.842)，当处于极限工况发动机转速为6000rpm时，尾管噪声为88dB（常规消声器尾管噪声约为93dB），排气背压23.875KPa(常规消声器背压约为30.856KPa)。由此可见，该背压可调式消声器在低速时消声性能具有明显优势，在高速状态下的消声性能也优于常规的消声器。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例。对于本技术领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型技术构思前提下所得到的改进和变换也应视为本实用新型的保护范围。
