低阻高效消聲器的製作方法

2023-06-13 07:19:31

專利名稱：低阻高效消聲器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及內燃機排氣消聲系統，尤其是一種消聲器。
內燃機排氣消聲器的作用，是把內燃機工作時排出廢氣產生的強噪聲在消聲器內吸收，消除或降低噪聲對環境的汙染。性能好的消聲器要求對排氣阻力小、消聲量儘可能高。但在特定條件下，排氣阻力與消聲效果是互相制約的，如要消聲效果好時，排氣阻力必然要增大，排氣阻力對內燃機三項指標又有著直接的關係，排氣阻力大，缸內固有廢氣量增多而減少新氣充入量至動力輸出下降，同時破壞新氣純度使燃料燃燒不完全，熱效率下降且形成有害氣體汙染環境。已知的消聲器，典型的結構是由一根連接內燃機排氣管的入氣管延伸進消聲器殼體內平行設置，另一根同樣平行設置於殼體內的出氣管引出消聲器外殼，該出氣管於殼體內一段壁上開有一定數量的小孔，小孔軸線與聲波傳播方向成90度，使聲波幅射面積最小，抑制聲波通過小孔向外傳播，脈動的廢氣壓力在消聲器內膨脹吸收後，通過小孔向外排出，減輕脈衝氣流對空氣衝擊產生的噪聲。其缺點是消聲器內部散熱條件差，脈動壓力高，氣流須經兩次反流，以至產生強大的渦流誘發高頻噪聲，而出氣管和開設的小孔總流通截面積受到噪聲洩漏的限制，以至排氣阻力非常大，形成缸內廢氣增多而充氣量不足，動力輸出下降，同時破壞新氣純度，以至燃燒不充分而形成有害氣體和熱效率下降。
本實用新型目的在於提供一種消聲效果好，排氣阻力小能消除渦流的消聲器，以提高內燃機的功率輸出和熱效率，減少有害氣體的產生。
本實用新型目的實現的方案是在有進出氣管的消聲器筒體外殼內連接或通過支承板固定一個形似桶或盆狀的襯筒，襯筒內或一端有1～3塊封板或錐形蓋分隔或封閉成桶狀或閉塞的管筒，外殼與襯筒之間形成氣流通道，襯筒壁上周圍或開有一定數量的氣孔；或在襯筒內再設置一個導流和消除渦流的消渦筒，消渦筒靠進氣口端用錐形蓋封閉，另一端與襯筒內的後底部相接，襯筒與消渦筒之間形成後端封閉的內環夾道，消渦筒壁上開有氣孔。
本實用新型消聲器襯筒上氣孔總流通截面積是按所配內燃機一個氣缸截面積的
設定；出氣管口和氣流通道的流通截面積為襯筒上氣孔總流通截面積的0.9～1.2倍；消渦筒上氣孔總流通截面積和內環夾道截面積均為襯筒總氣孔截面積的1.2～1.6倍；前級襯筒上的總氣孔、氣流通道，消渦筒上總氣孔、內環夾道截面積相應增大0.1～0.2倍。
本實用新型消渦筒內形成吸收脈衝壓力的空腔，以此形成一個消聲單元。襯筒分隔成一個或多個空腔。
本實用新型的工作過程是當內燃機工作排氣時，脈衝的廢氣流附帶噪聲從進氣口進入襯筒或經消渦筒端的錐形蓋分流進入襯筒與消渦筒之間的內環夾道，脈衝壓力由消渦筒內的空腔膨脹吸收，使脈動氣流趨於較平穩，同時通過襯筒上的氣孔隔除噪聲後進入氣流通道，經匯集後向外排出。
本實用新型的優點在於採用環壁氣流通道提高傳熱及散熱效率，優越的分壓膨脹形式，即作為氣體膨脹的空腔與氣流通道只形成單端相連，不構成氣流通道，氣流通道不存在突擴突縮現象，所以內部基本無渦流。而且高溫廢氣從進入消聲器至排出，一直沿外殼內夾壁流過，溫度得以迅速下降，內部壓力和排氣流速相應減緩，消聲效果及氣動性能即得到較大的提高。
以下結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。


圖1是兩單元組合消聲器一個實施例結構剖視圖。
圖2是兩單元組合消聲器第二個實施例結構剖視圖。
圖3是兩單元組合消聲器第三個實施例結構剖視圖。
圖4是三單元組合消聲器一個實施例結構剖視圖。
圖5是兩單元組合消聲器第四個實施例結構剖視圖。
圖6是無消渦筒三單元組合消聲器一個實施例結構剖視圖。
圖7是無消渦筒消聲器一個實施例結構剖視圖。
圖8是無消渦筒消聲器第二個實施例結構剖視圖。
圖9是無消渦筒消聲器第三個實施例結構剖視圖。
圖10是無消渦筒消聲器第四個實施例結構剖視圖。
圖11是無消渦筒消聲器第五個實施例結構剖視圖。
圖12是無消渦筒消聲器第六個實施例結構剖視圖。
圖13是無消渦筒消聲器第七個實施例結構剖視圖。
圖14是無消渦筒消聲器第八個實施例結構剖視圖。
圖15是無消渦筒消聲器第九個實施例結構剖視圖。
圖16是一單元消聲器一個實施例結構剖視圖。
圖17是一單元消聲器第二個實施例結構剖視圖。
圖1所示的消聲器，兩端分別為進氣管口1和出氣管口12，沿筒狀外殼2內中心設置有埠成喇叭形、底端有封板11封閉呈桶盆狀的襯筒8，襯筒8喇叭口與外殼2內壁相接，襯筒8後端通過支承板4與外殼2內壁連接固定，襯筒8壁周圍開有氣孔7，襯筒8內固定有一個消渦筒6。消渦筒6對向進氣管口1的一端為75度的錐形蓋3封閉，另一端與襯筒8的封板11相接。消渦筒6壁上開有氣孔7。後級消聲單元之部位的外殼2成錐形和弧形過渡為出氣管口12，襯筒8和消渦筒6與外殼2成相應形狀，襯筒8後埠用60度錐形蓋3封閉。外殼2與襯筒8之間形成前端封環壁的氣流通道9，襯筒8與消渦筒6之間形成後端封閉的內環夾道10。前級的氣流通道9與後級的內環夾道10直接相通。
本實施例消聲器內排氣通道截面積按配置的內燃機的衝程數，氣缸數和轉速高低而設定，以消聲器最後一級的襯筒8上開設的氣孔7總流通截面積與內燃機一個氣缸的截面積之比例為基數。其比例根據不同氣缸數分別為單缸機—1∶5～15，兩缸機—1∶4.5～8，三至四缸機—1∶3～7，六缸以上內燃機—1∶2.5～4.5(總1/15～2/5)。配二衝程和高速內燃機取偏小的比值。
圖2所示消聲器與
圖1消聲器的區別在於出氣管口12獨為一體並與封板11連接外殼2內一端出氣管口12壁上開有氣孔7，外殼2不呈錐弧而是90度直角形狀。
圖3所示消聲器與
圖1消聲器的區別在於進氣管口1是由外殼2延伸成錐形或弧形過渡而成。外殼2壁為波浪形圓筒並直接與襯筒8或消渦筒6固定連接，使之形成截面為波浪狀的夾道9、10。
圖4所示消聲器與
圖1消聲器的區別在於進氣管口1由外殼2成園錐形延伸過渡而成，外殼2內有兩個襯筒8，朝進氣管口1的襯筒8埠分別與外殼2相接。每個襯筒8內固定有消渦筒6，靠進氣管口1的消渦筒6埠用75度錐形蓋3封閉，第二個消渦筒6埠與第一個襯筒8的底端用封板11相接，第二個襯筒8底端用60度錐形蓋3封閉。出氣管口12延伸在外殼2內與第二個襯筒8的錐形蓋3相接。外殼2內的出氣管口12壁上開有氣孔7，出氣管口12外圍形成第三個消渦筒6，該消渦筒6靠出氣管口12端與外殼2連接，朝進氣管口1方向的一端成錐形與外殼2相接，使該消渦筒6分別與外殼2和出氣管口12形成空腔5和環形排氣通道。
圖5所示消聲器與圖2消聲器的區別在於出氣管口12一端不是與封板11連接，而是與外殼2底部連接，形成橫向排氣。
圖6所示消聲器與
圖1消聲器的區別在於無消渦筒6，襯筒8靠進氣管口1的一端與外殼2相接，另一端通過支承板4與外殼2連接固定，襯筒8內靠中間和稍後部有封板11，使之形成三個空腔5。襯筒8靠進氣管口1和中間的空腔5的壁上開有氣孔7。出氣管口12延伸進外殼2內並穿過封板11與中間的空腔5相通，中間空腔5部位的襯筒8壁上氣孔7的總流通截面積為出氣管口12截面積的0.2倍。
圖7所示消聲器與圖5消聲器區別在於襯筒8內僅有一塊封板11將襯筒8分隔成具有兩個空腔5。襯筒8無氣孔7。
圖8所示消聲器與圖7消聲器的區別僅在於襯筒8上有氣孔7，襯筒8兩端直接與外殼2內壁兩頭連接固定。
圖9所示消聲器與圖8消聲器的區別在於襯筒8端部的封板11成錐形。
圖10所示消聲器與圖8消聲器的區別在於襯筒8兩端分別連接外殼2兩頭內壁，封板11裝在襯筒8中間。
圖11所示消聲器與
圖10消聲器的區別在於襯筒8靠出氣管口12一端不與外殼2內壁連接。襯筒8靠支承板4固定在外殼2內壁。襯筒8內有兩塊封板11將襯筒分隔成三個空腔5。
圖12所示消聲器無消渦筒6，進氣管口1和出氣管口12分別開在外殼2兩端。筒形外殼2波浪狀，直接與一端為錐形的襯筒8連接，形成截面為波浪形通氣夾道。
圖13所示消聲器無消渦筒6，進氣管口1和出氣管口12分別開在外殼2兩端。圓形襯筒8無氣孔7，通過支承板4固定在外殼2內壁。封板11裝在襯筒中央。
圖14所示消聲器與
圖13消聲器的區別在於錐形蓋3封閉在襯筒8靠近出氣管口12一端底部。
圖15所示消聲器無消渦筒6，進氣管口1和出氣管口12分別開在外殼2兩端。襯筒8埠喇叭形並與外殼2內壁連接，底端有封板11封閉。襯筒8用支承板4支撐固定在外殼2內壁。襯筒8上開有氣孔，襯筒8與外殼2內壁形成氣流通道9。
圖16所示消聲器與圖8消聲器的區別在於襯筒8內還通過支承板4固定有一個消渦筒6。消渦筒6壁上有氣孔7，對向進氣管口1一端錐形蓋3封口，另一端與封板11連接。
圖17所示消聲器與
圖16消聲器的區別在於封板11改為錐形蓋3。
權利要求1.一種低阻高效消聲器，在有進出氣管口(1、12)的筒狀外殼(2)內裝有消聲裝置，其特徵在於外殼(2)內連接或通過支承板(4)固定有襯筒(8)，襯筒(8)內或一端有1-3塊封板(11)或錐形蓋(3)分隔或封閉，外殼(2)與襯筒(8)之間形成氣流通道(9)；或在襯筒(8)內再設置開有氣孔(7)的消渦筒(6)，消渦筒(6)靠進氣管口(1)的一端用錐形蓋(3)封閉，另一端與襯筒(8)內後底部相接，襯筒(8)與消渦筒(6)之間形成後端封閉的內環夾道(10)；襯筒(8)壁上開或不開氣孔(7)。
2.按照權利要求1所述的消聲器，其特徵在於後級襯筒(8)壁上總氣孔(7)流通截面積是按所配內燃機一個氣缸截面積的1/15～2/5設定；出氣管口(12)和氣流通道(9)的流通截面積均為襯筒(8)上總氣孔流通截面積的0.9～1.2倍；消渦筒(6)上氣孔(7)總截面積和內環夾道(10)截面積均為襯筒(8)總氣孔(7)截面積的1.2～1.6倍；前級襯筒(8)上的總氣孔(7)、氣流通道(9)，消渦筒(6)上總氣孔(7)、內環夾道(10)截面積均相應增大0.1～0.2倍。
3.按照權利要求1或2所述的消聲器，其特徵在於襯筒(8)分隔成一個或多個空腔(5)。
4.按照權利要求1或2所述的消聲器，其特徵在於出氣管口(12)延伸進外殼(2)內與封板(11)連接，伸入外殼(2)內一端的出氣管口(12)壁上開有氣孔(7)。
5.按照權利要求1或2所述的消聲器，其特徵在於進氣管口(1)或/和出氣管口(12)是由外殼(2)延伸成錐形形狀而成。
6.按照權利要求1或2所述的消聲器，其特徵在於外殼(2)壁為波浪形圓筒狀並直接與襯筒(8)或消渦筒(6)固定連接，使之截面形成波浪式氣流通道(9、10)。
7.按照權利要求1或2所述的消聲器，其特徵在於襯筒(8)一端呈喇叭狀並與外殼(2)內壁連接，另一端通過支承板(4)固定在外殼(2)內壁。
8.按照權利要求1或2所述的消聲器，其特徵在於襯筒(8)直筒狀，一端連接外殼(2)進氣管口(1)端底壁，另一端通過支承板(4)支撐固定在外殼(2)筒壁。
9.按照權利要求1或2所述的消聲器，其特徵在於襯筒(8)直筒狀，兩端分別連接外殼(2)兩頭內壁。
10.按照權利要求1所述的消聲器，其特徵在於襯筒(8)通過支承板(4)支撐固定在外殼(2)筒壁，襯筒(8)兩埠和外殼(2)壁之間形成氣流通道(9)。
專利摘要一種筒狀外殼兩端有進出氣口的內燃機消聲器,外殼內裝有一個底端封閉、壁上有氣孔的襯筒,襯筒內有一個一端成錐形封閉,另一端與襯筒底相接而壁上有氣孔的消渦筒,襯筒與外殼和消渦筒之間分別形成兩個環道,兩個環道通過襯筒的氣孔構成隔聲氣流通道,消渦筒內為吸收氣流脈衝壓力的空腔。本消聲器利用環壁為氣流通道提高傳散熱效率,廢氣溫度壓力下降,內部無渦流,排氣阻力小,氣動性能和消聲效果得到提高。
文檔編號F01N1/08GK2296404SQ96247099
公開日1998年11月4日 申請日期1996年11月26日 優先權日1996年11月26日
發明者曾尚初 申請人:曾尚初