消聲器和車輛的進氣系統的製作方法

2023-06-07 07:44:06 2

本實用新型涉及車輛技術領域，特別涉及一種消聲器和車輛的進氣系統。

背景技術：

隨著汽車工業的發展，人們對汽車的舒適性要求越來越高，對汽車尤其是進氣系統的降噪要求不斷提升。渦輪增壓技術提高了發動機的動力性能，也大大提高了進氣系統的噪聲，如果不能有效消除這些噪聲，這些噪聲將在流經進氣管路的氣流的作用下產生擴音效果並通過管路輻射到駕駛室，大大降低乘坐者的舒適性。另外，現有技術中，通常使用1/4波長消聲器、赫姆霍茲消聲器來降噪，但這些消聲器的消聲頻帶窄，且不能阻止噪聲的輻射傳播。

因此，現有的消聲器存在無法消除噪聲輻射的問題。

技術實現要素：

有鑑於此，本實用新型旨在提出一種消聲器，以提高對輻射噪聲的消音效果。

為達到上述目的，本實用新型的技術方案是這樣實現的：

一種消聲器，其中，所述消聲器包括管狀的外殼、設置在所述外殼內的消聲結構以及包覆在所述外殼外側的吸音層，所述消聲結構設置有多個消聲孔，多個所述消聲孔具有不同形狀的孔型，所述吸音層為微孔材料層。

優選地，所述外殼具有作為進口的第一端和作為出口的第二端，所述吸音層至少包覆所述第二端的外側。

優選地，所述外殼包括沿軸向連續設置的主體部和引出部，所述引出部的管徑小於所述主體部的管徑，所述第一端位於所述主體部上，所述消聲結構設置在所述主體部內，所述第二端位於所述引出部上，所述吸音層包覆所述引出部的外側並至少包覆所述主體部的靠近所述引出部的部分的外側。

優選地，所述消聲器包括設置在所述第一端的具有開口的端蓋，所述第一端和/或所述端蓋上設置有焊接筋並通過所述焊接筋焊接固定，所述第一端和/或所述端蓋上設置有防止焊接時溢料的溢料槽。

優選地，所述吸音層為微孔發泡矽膠層或微孔發泡聚氨酯層，所述吸音層通過微孔發泡成型在所述外殼上，所述吸音層的微孔的孔徑為0.05-5mm。

優選地，所述吸音層的厚度為0.5-30mm。

優選地，所述消聲結構包括與所述外殼同軸設置的管狀的消聲芯和設置在所述消聲芯的外周上的環狀隔板，所述消聲芯的管壁上設置有所述消聲孔，所述環狀隔板將所述外殼和所述消聲芯之間的空間分隔為多個消聲腔體。

優選地，所述消聲結構包括多個所述環狀隔板並將所述空間分隔為大小不同的多個所述消聲腔體。

優選地，所述消聲芯的靠近所述第二端的部分上設置有長條形的所述消聲孔。

相對於現有技術，本實用新型所述的消聲器具有以下優勢：

本實用新型所述的消聲器一方面通過消聲結構消除大部分噪音，另一方面通過吸音層消耗輻射噪音，從而能夠提供良好的消聲效果，並適於進氣系統尤其是渦輪增壓的進氣系統使用。

本實用新型還一種車輛的進氣系統，其中，所述車輛的進氣系統設置有本實用新型的消聲器。

所述車輛的進氣系統與上述消聲器相對於現有技術所具有的優勢相同，在此不再贅述。

本實用新型的其它特徵和優點將在隨後的具體實施方式部分予以詳細說明。

附圖說明

構成本實用新型的一部分的附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，本實用新型的示意性實施方式及其說明用於解釋本實用新型，並不構成對本實用新型的不當限定。在附圖中：

圖1為本實用新型的消聲器的一種實施方式的立體圖，其中顯示了中間部分的內部結構；

圖2為圖1的消聲器的主視圖；

圖3為圖2的右視圖；

圖4為圖2的俯視局部剖視圖；

圖5為圖4中A處的局部放大圖；

圖6為圖4中B處的局部放大圖；

圖7為圖1中的消聲結構的立體圖。

附圖標記說明：

10-外殼，11-主體部，11a-溢料槽，12-引出部，12a-第一定位部，20-消聲結構，21-消聲芯，21a-消聲孔，21b-第二定位部，22-環狀隔板，30-吸音層，40-端蓋，41-焊接筋，C-消聲腔體。

具體實施方式

需要說明的是，在不衝突的情況下，本實用新型中的實施方式及實施方式中的特徵可以相互組合。

另外，在本實用新型的實施方式中，在未作相反說明的情況下，使用的方位詞如「上、下、左、右」通常是指參考附圖所示的上、下、左、右；「內、外」是指相對於各部件本身的輪廓的內、外。

下面將參考附圖並結合實施方式來詳細說明本實用新型。

根據本實用新型的一個方面，提供一種消聲器，其中，所述消聲器包括管狀的外殼10、設置在所述外殼10內的消聲結構20以及包覆在所述外殼10外側的吸音層30，所述消聲結構20設置有多個消聲孔21a，多個所述消聲孔21a具有不同形狀的孔型，所述吸音層30為微孔材料層。

本實用新型所述的消聲器一方面通過消聲結構20消除大部分噪音，另一方面通過吸音層30的微孔結構消耗輻射噪音，從而能夠提供良好的消聲效果，並適於進氣系統尤其是渦輪增壓的進氣系統使用。其中，外殼10設置為管狀，將消聲器與管路結構結合，便於設置在進氣系統中，減少了連接零部件，簡化了產品結構並加強了模塊化。

所述外殼10具有作為進口的第一端和作為出口的第二端。現有的消聲器中，噪聲輻射通常在消聲器的出口更為嚴重，因此，為兼顧效率與成本，優選地，所述吸音層30至少包覆所述第二端的外側。為提供更好的降噪效果，吸音層30可以覆蓋整個外殼10的外側。

另外，現有的消聲器較大，不便於布置在進氣系統中。本實用新型中，為便於連接到進氣系統的管路中，所述外殼10包括沿軸向連續設置的主體部11和引出部12，所述引出部12的管徑小於所述主體部11的管徑，所述第一端位於所述主體部11上，所述消聲結構20設置在所述主體部11內，所述第二端位於所述引出部12上，所述吸音層30包覆所述引出部12的外側並至少包覆所述主體部11的靠近所述引出部12的部分的外側。由此，可以方便地通過引出部12將消聲器連接到進氣系統的管路上。另外，可以根據需要，在兼顧效率和成本的情況下，使吸音層30包覆在主體部11的預定部分的外側。例如，在圖1所示的實施方式中，吸音層30可以從引出部12包覆至主體部11的中部以上的部分的外側。

本實用新型中，其中，所述吸音層30能夠消耗輻射噪音。具體地，通過將吸音層30設置為具有微孔結構，輻射噪音(即振動的能量)可以轉換成各種能量，例如熱能。其中，微孔結構可以通過適當的材料製成。優選地，所述吸音層30可以為微孔發泡矽膠層或微孔發泡聚氨酯層，所述吸音層30的微孔的孔徑可以為0.05-5mm。例如，吸音層30可以由矽膠、TPU、EPDM、AEM、CR、PPS等橡塑材料發泡成型。其中，為便於將吸音層30設置在外殼10上，所述吸音層30可以通過微孔發泡成型(例如微孔發泡澆鑄工藝)在所述外殼10上。

另外，根據所需的降噪效果，可以合理設置吸音層30的各項參數。例如，所述吸音層30的厚度可以為0.5-30mm。可以理解的，在使用不具有微孔結構的吸音層30時，可以將吸音層30的厚度設置為更厚，以增加阻尼效果。

本實用新型中，消聲結構20用於消除大部分噪音，可以使用常規的消聲器，例如1/4波長管、赫姆霍茲消聲器等。在本實用新型的優選實施方式中，如圖1和圖4所示，所述消聲結構20包括與所述外殼10同軸設置的管狀的消聲芯21和設置在所述消聲芯21的外周上的環狀隔板22，所述消聲芯21的管壁上設置有多個消聲孔21a，所述環狀隔板22將所述外殼10和所述消聲芯21之間的空間分隔為多個消聲腔體C。由此，可以通過消聲芯21和外殼10的配合方便地形成消聲腔體C，並通過不同消聲腔體C與不同消聲孔21a的組合來達到對不同頻段、不同幅值的噪音的消除，從而拓寬了消聲頻帶。

具體地，多個所述消聲孔21a包括不同的孔型，所述消聲結構20包括多個所述環狀隔板22並將所述空間分隔為大小不同的多個所述消聲腔體C。可以根據需要設置不同孔型和不同消聲腔體C的組合，以達到所需的消聲效果。例如，消聲芯21上可以設置有n個孔徑為d1的圓形的消聲孔21a以及m個孔徑為d2的圓形的消聲孔21a(其中d1與d2不同，n與m可以相同或不同)，並且孔徑為d1的消聲孔21a位於一個消聲腔體C內，孔徑為d2的消聲孔21a位於另一個消聲腔體C內(兩個消聲腔體C的大小可以相同或不同)。由此，兩個消聲腔體C分別能夠消除兩種頻段的噪音。當然，消聲芯21上還可以設置其他孔徑的消聲孔21a並通過環狀隔板22分隔出相應的消聲腔體C，以實現更多頻段的消聲。並且，根據所需消除的噪音頻段，也可以使消聲孔21a的孔徑相同，但使消聲腔體C的大小不同，或者使每個消聲腔體C內對應的消聲孔21a的數量不同，還可以使同一個消聲腔體C內設置不同孔徑的消聲孔21a。

此外，還可以設置其他各種形狀的消聲孔21a，例如橢圓形、長條形(如圖7所示)以及其他不規則形狀，從而能夠與不同的消聲腔體C組合以消除特定的噪音頻段。優選地，所述消聲芯21的靠近所述第二端的部分上設置有長條形的所述消聲孔21a，以在消聲處理的最後階段通過適於消除輻射噪聲的長條形的消聲孔21a加強對輻射噪聲的消音效果。

另外，雖然在圖4所示的實施方式中從進口(圖4中的右端)到出口(圖4中的左端)，消聲芯21上的消聲孔21a的尺寸減小，但本實用新型並不限定這種變化規律，從進口到出口，消聲孔21a的尺寸也可以變大或者不規律變化。同樣的，從進口到出口，消聲腔體C的大小變化也不做限定。如上所述，消聲腔體C和消聲孔21a的組合(消聲腔體C的大小和消聲孔21a的數量、尺寸、形狀)均根據所需消除的噪聲頻段來設置。例如，在圖4所示的實施方式中，外殼10從進口到出口呈漸縮的錐形且消聲孔21a的尺寸減小，這是為了達到先消除高頻噪聲的降噪效果。

本實用新型中，消聲芯21可以通過各種適當的方式設置在外殼10內。優選地，為確保環狀隔板22分隔出消聲腔體C，消聲芯21應與外殼10同軸設置。為此，如圖4所示，消聲芯21設置在主體部11內，消聲芯21的管徑與引出部12的管徑大致相同，環狀隔板22的外徑與主體部11的內徑大致相同，從而能夠通過至少一個環狀隔板22與主體部11的彼此接觸(例如過盈)來將消聲芯21相對於主體部11定位。另外，可以在主體部11和引出部12接合的位置軸向定位消聲芯21。如圖5所示，可以在引出部12的端部設置第一定位部12a，並在消聲芯21的端部設置第二定位部21b，從而通過第一定位部12a和第二定位部21b的配合實現消聲芯21的軸向定位。其中，第一定位部12a和第二定位部21b可以為相應的各種適當的定位結構，例如可以為定位止口。

另外，為便於將本實用新型的消聲器連接在進氣管路中，所述消聲器包括設置在所述第一端的具有開口的端蓋40，由此，可以通過端蓋40的開口連接相應的管路，通過將開口設置為與所連接的管路對應的尺寸，使得本實用新型的消聲器更加模塊化。

本實用新型中，外殼10、消聲結構20和端蓋40可以通過各種適當的材料製成。為簡化結構和自重，外殼10、消聲結構20和端蓋40可以由工程塑料、複合材料製成，例如上述材料可以選自PA6+GF(玻璃纖維增強PA6)、PA66+GF(玻璃纖維增強PA66)、PPS、PBT+GF(玻璃纖維增強PBT)、ABS、PC、PA46、PP+GF(玻璃纖維增強PP)、PA等。

為便於裝配，外殼10的第一端和端蓋40可以焊接固定，例如通過震動摩擦焊接、旋轉摩擦焊接、熱板焊接、超聲波焊接、紅外焊接等方式實施焊接。為便於焊接操作，外殼10的第一端和/或端蓋40上設置有焊接筋41(如圖6所示，僅在端蓋40上設置焊接筋41)，所述第一端和所述端蓋40通過焊接筋41焊接固定，所述第一端和/或所述端蓋40上設置有防止焊接時溢料的溢料槽11a。

根據本實用新型的另一方面，提供一種車輛的進氣系統，其中，所述車輛的進氣系統設置有本實用新型的消聲器。

其中，本實用新型的消聲器可以設置在車輛的進氣系統的管路中的任意適當位置。對於具有渦輪增壓器的車輛來說，設置在渦輪增壓器之前或之後均可。

以上所述僅為本實用新型的較佳實施方式而已，並不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護範圍之內。