一種鐵路空調客車柴油機排氣消聲器的製作方法
2023-12-12 22:48:42
專利名稱：一種鐵路空調客車柴油機排氣消聲器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種消聲器，特別涉及一種鐵路空調客車柴油機排氣消聲器。
背景技術：
目前，鐵路空調客車發電機組所用的柴油機有德國MTU12V183TA12型及美國康明斯KTA19-G2型等。配裝的排氣消聲器有阻性消聲器和阻抗複合結構消聲器。如圖1、圖2所示，1和11是連接法蘭，2是通氣管，其兩端開口，管壁上開有許多小孔，3和10是外端蓋，4和9是內端蓋，5是隔熱材料，6是外殼體，7是內殼體，8是吸聲材料。氣流進入通氣管2之後，利用管壁上的小孔與吸聲材料吸聲，降低噪聲。這種消聲器為阻性消聲器，由於長度受到限制，消聲量都不大，滿足不了國家有關標準的要求。
實用新型內容針對現有技術的缺陷和不足，本實用新型的目的在於提供一種能有效提高消聲量的鐵路空調客車柴油機排氣消聲器。
本實用新型的技術方案如下一種鐵路空調客車柴油機排氣消聲器，包括殼體、端蓋、進氣消聲管和排氣消聲管，其關鍵在於殼體內部設置有中間消聲管，該中間消聲管和進、排氣消聲管均為一端開口，另一端封閉，在各消聲管的管壁上開有小孔；三塊隔板將殼體內部分隔成四個腔室，各腔室間由消聲管或/和隔板上的通氣孔連通，並且第I、IV腔室分別通過進、排氣消聲管與殼體外部連通。
所述進氣消聲管的封閉端與第二隔板連接，其開口端依次穿過第一隔板及前端蓋伸出到殼體外；中間消聲管的封閉端與第三隔板連接，其開口端依次穿過第二隔板及第一隔板伸入到第II腔室中；而排氣消聲管置於第IV腔室內，其開口端穿過後端蓋伸出殼體外，在第一、三隔板上分別設有通氣孔或通氣管，通氣孔或通氣管的總面積小於中間消聲管的總截面積。
所述各管管壁上的小孔的總面積大於各管的截面積。
所述各管的中心線與殼體的軸心線平行。
所述中間消聲管上的小孔開在其置於第III腔室的管壁上。
所述中間消聲管的數目為1～4根，其總截面積大於進氣消聲管的截面積。
所述殼體內部四個腔室的體積按大小排序為第I腔室體積＞第IV腔室體積＞第III腔室體積＞第II腔室體積。
本實用新型將殼體內部分隔成四個腔室，使得氣流方向和聲流方向不斷改變，氣流與聲流分離，聲波的衰減係數增大，排氣噪聲大大下降，發電機車廂左右兩側、乘務室等的噪聲都降到很低，滿足了國家有關法規的要求。
本實用新型具有設計合理、結構簡單、實施容易、降噪效果好等優點。
圖1為現有技術的結構示意圖。
圖2為圖1的A-A剖視圖。
圖3為本實用新型的結構示意圖。
圖4為圖3的A-A剖視圖。
圖5為圖3的B-B剖視圖。
具體實施方式
請看圖3、圖4、圖5，本實用新型由外端蓋2和12、內端蓋4和13、外殼體5、內殼體6、進氣消聲管15、排氣消聲管11、中間消聲管8和隔板7、9、10構成，內、外殼體之間以及內、外端蓋之間填充有隔熱材料3，隔熱材料3採用矽酸鋁泡沫板。殼體內部設置有中間消聲管8，該中間消聲管8和進、排氣消聲管均為一端開口，另一端封閉，在各消聲管的管壁上開有小孔18；三塊隔板7、9、10將殼體內部分隔成四個腔室，各腔室間由消聲管或/和隔板上的通氣孔連通，並且第I、IV腔室分別通過進、排氣消聲管與殼體外部連通。
從圖3、圖4、圖5中還可進一步看出進氣消聲管15的封閉端與第二隔板9連接，其開口端依次穿過第一隔板7及前端蓋伸出到殼體外，管壁上所開的小孔大部分分布在I腔室中，小部分分布在II腔室中；中間消聲管8的封閉端與第三隔板10連接，其開口端依次穿過第二隔板9及第一隔板7伸入到第II腔室中；而排氣消聲管11置於第IV腔室內，其開口端穿過後端蓋伸出殼體外，在第一、三隔板7、10上分別設有通氣孔或通氣管16、17，通氣孔或通氣管16、17的總面積小於中間消聲管8的總截面積。所述各管管壁上的小孔18的總面積大於各管的截面積，各管的中心線與殼體的軸心線平行；中間消聲管8上的小孔18開在其置於第III腔室的管壁上；中間消聲管8的數目為1～4根，其總截面積大於進氣消聲管15的截面積；殼體內部四個腔室的體積按大小排序為第I腔室體積＞第IV腔室體積＞第III腔室體積＞第II腔室體積。
本實用新型可通過進氣法蘭1與發動機渦輪增壓器出口處的消聲器前管(含金屬波紋軟管)連接，排氣消聲管11通過排氣法蘭14與列車頂部的防雨罩連接，共同構成柴油機的排氣系統，防雨罩通大氣。
工作原理當發動機排出的高溫、高壓、高速脈氣流通過發動機渦輪增壓器及消聲器前管進入消聲器進氣消聲管15時，大部分氣體通過進氣消聲管15後段管壁上的小孔18進入第I腔室中膨脹、緩衝，小部分氣流通過該管前段管壁上的小孔18進入第II腔室中膨脹，並與經第一隔板7上的通氣孔或通氣管16從第I腔室中流出的氣流成幹涉作用，氣流在第I腔室中膨脹，聲波部分被過濾，漏過的聲波在以後的各腔室中逐次被過濾，使噪聲減少。接著，第II腔室中的氣流從中間消聲管8的開口端進入中間消聲管8內，並通過中間消聲管8後段管身上的小孔18噴入第III腔室膨脹、緩衝，然後再從第三隔板10上的通氣孔或通氣管17流入第IV腔室膨脹，最後由排氣消聲管11管壁上的小孔吸入並排出大氣。由於進氣消聲管15、中間消聲管8、排氣消聲管11與殼體內的四個腔室構成串聯或部分並聯，各腔室的體積又是第I腔室體積＞第IV腔室體積＞第III腔室體積＞第II腔室體積，並成比例關係，在各消聲管及其管壁上小孔的節流作用下，各腔室都有「蓄氣蓄壓」作用，因此，進入殼體內的高速脈動氣流被改造為較穩定的低速氣流，從而降低了噪聲。
各消聲管將氣流的流動方向改變90°，因而流經殼體的氣流流動方向共改變90°×7＝630°。氣流及聲波的方向不斷改變，使氣流與聲流分離，並且部分氣流與聲流成180°，這樣，聲波的衰減係數增大，噪聲大大降低。
中間消聲管8及進、排氣消聲管均採用噴吸流結構，將一大股氣流分散成幾百股小氣流，聲波傳遞時受到孔壁的摩擦作用，使噪聲降低；同時，採用小孔噴注代替大管噴注，能將頻率上移，即能使低頻噪聲移至中、高頻噪聲，便於消聲，而將中、高頻噪聲上移至人耳聽不到的超高頻，起到降低噪聲的作用。另外，各消聲管上小孔噴出的氣流有時間差，聲波也有相位差，也能抵消一部分噪聲。
綜上所述，本實用新型是採用氣流流通截面積優化技術，將高速脈動的氣流改變為較穩定的低速氣流，來達到減少噪聲的目的；為了便於消聲，採用小孔噴注，將低頻噪聲移至中、高頻，並多次改變氣流流動方向，使氣流與聲流分離，氣體流動所產生的時間差，聲波也有相位差，使聲波的波峰與波谷相互抵消一部分，從而大大減少了噪聲。
權利要求1.一種鐵路空調客車柴油機排氣消聲器，包括殼體、端蓋、進氣消聲管(15)和排氣消聲管(11)，其特徵在於殼體內部設置有中間消聲管(8)，該中間消聲管(8)和進、排氣消聲管均為一端開口，另一端封閉，在各消聲管的管壁上開有小孔(18)；三塊隔板(7、9、10)將殼體內部分隔成四個腔室，各腔室間由消聲管或/和隔板上的通氣孔連通，並且第I、IV腔室分別通過進、排氣消聲管與殼體外部連通。
2.根據權利要求1所述的一種鐵路空調客車柴油機排氣消聲器，其特徵在於所述進氣消聲管(15)的封閉端與第二隔板(9)連接，其開口端依次穿過第一隔板(7)及前端蓋伸出到殼體外；中間消聲管(8)的封閉端與第三隔板(10)連接，其開口端依次穿過第二隔板(9)及第一隔板(7)伸入到第II腔室中；而排氣消聲管(11)置於第IV腔室內，其開口端穿過後端蓋伸出殼體外，在第一、三隔板(7、10)上分別設有通氣孔或通氣管(16、17)，通氣孔或通氣管(16、17)的總面積小於中間消聲管(8)的總截面積。
3.根據權利要求1所述的一種鐵路空調客車柴油機排氣消聲器，其特徵在於所述各管管壁上的小孔(18)的總面積大於各管的截面積。
4.根據權利要求1或3所述的一種鐵路空調客車柴油機排氣消聲器，其特徵在於所述各管的中心線與殼體的軸心線平行。
5.根據權利要求1所述的一種鐵路空調客車柴油機排氣消聲器，其特徵在於所述中間消聲管(8)上的小孔(18)開在其置於第III腔室的管壁上。
6.根據權利要求1或5所述的一種鐵路空調客車柴油機排氣消聲器，其特徵在於所述中間消聲管(8)的數目為1～4根，其總截面積大於進氣消聲管(15)的截面積。
7.根據權利要求1所述的一種鐵路空調客車柴油機排氣消聲器，其特徵在於所述殼體內部四個腔室的體積按大小排序為第I腔室體積＞第IV腔室體積＞第III腔室體積＞第II腔室體積。
專利摘要本實用新型公開了一種鐵路空調客車柴油機排氣消聲器，包括殼體、端蓋、進氣消聲管和排氣消聲管，殼體內部設置有中間消聲管，該中間消聲管和進、排氣消聲管均為一端開口，另一端封閉，在各消聲管的管壁上開有小孔；三塊隔板將殼體內部分隔成四個腔室，各腔室間由消聲管或/和隔板上的通氣孔連通，並且第I、IV腔室分別通過進、排氣消聲管與殼體外部連通。本實用新型將殼體內部分隔成四個腔室，使得氣流方向和聲流方向不斷改變，氣流與聲流分離，聲波的衰減係數增大，排氣噪聲大大下降，發電機車廂左右兩側、乘務室等的噪聲都降到很低，滿足了國家有關法規的要求。它具有設計合理、結構簡單、實施容易、降噪效果好等優點。
文檔編號F01N1/08GK2809235SQ20052000968
公開日2006年8月23日 申請日期2005年7月27日 優先權日2005年7月27日
發明者林輝江 申請人:林輝江