一種用於汽油發動機排氣系統的消聲器的製作方法
2023-08-06 05:46:16 2
專利名稱：一種用於汽油發動機排氣系統的消聲器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種機械消聲裝置，更具體地說，涉及一種用於汽油發動機排氣系統的消聲器。
背景技術：
在汽油發動機的排廢氣過程中，廢氣的壓力在排氣管口處將產生連續的脈衝氣流，該脈衝氣體高速衝出排氣口，其壓強和速度與外界空氣相差懸殊，將會產生刺耳的尾氣噪聲。因此，機動車一般都需要在發動機排氣管上安裝消聲器，消聲器用於消耗氣流能量，減小氣流的壓力，可起到降低噪音的作用。根據幹涉原理，消聲器有吸收、反射兩種基本的消聲方式，吸收式消聲器是通過廢氣在玻璃纖維、鋼纖維和石棉等吸音材料上的摩擦而使機械能轉化為熱能消耗掉；反射式消聲器則有多個串聯的諧調腔與不同長度的多孔反射管相互連接在一起，廢氣在其中經過多次的反射、碰撞、膨脹、冷卻而降低其壓力，減輕振動及能量。現有技術中的抗性消聲器屬於反射式消聲器，其高動能的氣流直接衝擊在消聲器內部的隔板上，或者直接衝擊在多孔管的堵蓋上。雖然該消聲器具有一定的消聲作用，但是由於該結構的消聲器其形成的廢氣運行路徑不太合理，造成消聲不充分，且不能有效減少氣流的動能，使得消聲效果不明顯；並且氣流直接衝擊金屬使得金屬振動大，導致金屬振動引起的噪音也較大。同時，該消聲器結構比較複雜，達到同樣的消聲效果所用的消聲器體積較大，成本較高。隨著機動車轉速的提高，現有的消聲器並不能有效地改善汽油機運行對環境造成的噪聲汙染，需要不斷地進行改進。
實用新型內容本實用新型的目的在於克服現有技術中的缺點與不足，提供結構簡單的一種用於汽油發動機排氣系統的消聲器，該消聲器可以將發動機排氣過程中的連續脈衝氣流噪聲在很大程度上得到消除，從而使消聲器尾端排出的氣流柔和平穩，在很大程度上減少排氣噪音，降低由於汽油發動機的運行造成的噪聲汙染。為了達到上述目的，本實用新型通過下述技術方案予以實現:一種用於汽油發動機排氣系統的消聲器，包括依次連接的前排氣管、消聲器筒體及設置於消聲器筒體內的催化轉化器、消聲組件、尾管和尾蓋；其特徵在於:所述消聲組件包括一孔碟、二孔碟、三孔碟、連接管、一級多孔管、一級消聲管、二級消聲管和導流管，其中一孔碟、二孔碟和三孔碟將消聲器筒體依次分為的第一腔體、第二腔體和第三腔體；所述連接管穿插在一孔碟上，位於一孔碟一側的一端與催化轉化器前級尾端相連，位於一孔碟另一側的一端設置在第一腔體內且與一級多孔管的進氣端連通，一級多孔管的排氣端位於第一腔體內；所述一級消聲管穿插在二孔碟上，其一端開口且開口端設置在第一腔體內與一級多孔管的排氣端相對，另一端設置在第二腔體內並設置有堵蓋二形成盲端；所述二級消聲管穿插在二孔碟和三孔碟上，連通第一腔體和第三腔體；所述導流管和尾管均穿插在三孔碟上，其一端開口且均設置在第二腔體內，導流管的另一端設置在第三腔體內，尾管的另一端為排氣端設在消聲器筒體外。通過上述方案，從一級多孔管排出的氣流可直接在一級消聲管中相互對衝相互抵消，可消耗氣流的動能和振動，達到降低排氣噪聲的效果。其中，一孔碟、二孔碟和三孔碟與消聲器筒體內部匹配安裝。為了更好地實現本實用新型，所述一級多孔管的排氣端埠沿氣流的出口方向逐漸收窄。該設計可適當調節氣流的流向，使從一級多孔管排出的氣流集中地流向一級消聲管中。所述一級多孔管的管壁設置有若干個第二消聲孔。第二消聲孔可起到降低噪聲的作用。所述一級消聲管設置在第一腔體內的埠為喇叭形開口 ；所述一級消聲管的總長度大於其最小管徑的一半。喇叭形開口的設計可大範圍接收從一級多孔管排氣端排出的氣流。而一級消聲管的長度是依據發動機排出尾氣脈衝振動的對衝振幅來確定的，該設計可達到良好的降噪效果，特別是對於在發動機高速運轉時，降噪效果尤其明顯。所述一級消聲管穿插在二孔碟上是指二孔碟中設置有開口內凹的第一中孔，一級消聲管通過第一中孔穿插在二孔碟上；所述第一中孔的上方或下方設置有開口外凸的第一孔位，二級消聲管通過第一孔位穿插在二孔碟上。一級消聲管通過設置有開口內凹的第一中孔，可以更加牢固地穿插在二孔碟上，因此第一中孔的孔徑與一級消聲管的管徑相匹配。本實用新型為了解決漏水的問題，在二孔碟底部設置有凹位。所述三孔碟中設置有第二中孔，第二中孔的上方和下方各設有上孔位和下孔位；所述第二中孔、上孔位和下孔位的開口外凸。尾管是通過第二中孔穿插在三孔碟上，導流管則通過上孔位或下孔位穿插在三孔碟上；而二級消聲管通過二孔碟的第一孔位和三孔碟的上孔位或下孔位穿插在二孔碟和三孔碟上。上述孔的孔徑與所穿插的管的管徑均相匹配，而孔的開口外凸，可使所穿插的管更加牢固。同時，為了解決漏水的問題，在三孔碟底部設置有凹位。在所述二級消聲管位於在第三腔體的管壁上開設有第一消聲孔。所述第一消聲孔是指在管圓周方向分布的通孔或者是指二級消聲管對著尾管的側壁上的開孔。所述二級消聲管一端開口且設置在第一腔體內，另一端設置在第三腔體內並設置有堵蓋一形成盲端。在二級消聲管上設置第一消聲孔和在其一端加堵蓋一，則本實用新型的消聲組件是由兩級消聲結構形成三個腔體的組合構成，該結構使得進入消聲器的氣流在兩級消聲管中進行相互抵消相互對衝，並逐級消耗氣流的動能及其所引起的振動，使得尾氣所攜帶的噪聲能力逐步減弱，最終達到氣流柔和排出消聲器外的效果，在很大程度上減少排氣噪音。第一消聲孔的設計可使在二級消聲管內相互抵消後的氣體排出到第三腔體，並且對尾管側壁的第一消聲孔還有一個作用:排出的氣流衝擊尾管的圓管面，可發散、緩衝和柔化氣流，從而減少撞擊敲出的金屬噪聲。本實用新型用於汽油發動機排氣系統的消聲器是這樣工作的:(I)發動機氣流從催化轉化器尾端通過連接管進入一級多孔管，從一級多孔管排氣端流出的發動機氣流主流的大部分進入與一級多孔管排氣端相對的一級消聲管進行一級消耗。主流脈衝氣流將首先撞擊一級消聲管的管壁及堵蓋二，消耗了一部分動能，此時，向進氣方向反彈的脈衝氣流不斷地與衝向一級消聲管盲端的另一部分脈衝氣流相互對衝，並在一級消聲管內形成相對高氣壓，在氣流相互衝擊過程中，可達到消聲效果。(2)消耗了一部分動能的氣流將進入二級消聲管，脈衝氣流又先撞擊二級消聲管的管壁及堵蓋一，再次消耗一部分動能，此時，向進氣方向反彈的脈衝氣流不斷地與衝向二級消聲管盲端的另一部分脈衝氣流相互對衝，並在二級消聲管尾段又形成相對高氣壓，脈衝氣流的動能及其振動將在此處又消耗一部分。(3)經過多次消耗後，在極大程度上消除了脈衝氣流的動能及振動，使消聲器中的氣流保持柔和平穩。氣流通過第一消聲孔流入第三腔體，再通過導流管流向第二腔體，最後通過尾管平穩溫和地排出外界環境，很大程度地降低了排氣噪音。整個過程中，氣流在消聲器的第一腔體、第二腔體和第三腔體內迂迴流動，氣流在各級消聲管內相互對衝，並在盲端形成相對高氣壓，有效地消耗氣流的動能，氣流之間的相互對衝引起的金屬振動也相對較小，產生的金屬聲也相對較小，有效地降低排氣噪聲。與現有技術相比，本實用新型具有如下優點與有益效果:1、本實用新型消聲器的結構簡單，由各級消聲結構形成多個腔體，該結構使得進入消聲器的氣流相互抵消相互對衝，並逐級消耗氣流的動能，使得尾氣噪聲逐步減弱，最終達到氣流柔和排出消聲器外的效果，在很大程度上減少排氣噪音。2、本實用新型的氣流在各級消聲管內相互對衝，並在盲端形成相對高氣壓，有效地消耗氣流的動能，氣流之間的相互對衝引起的金屬振動也相對較小，產生的金屬聲也相對較小，有效地降低排氣噪聲。3、本實用新型多個腔體的設計，可以延長氣路，增加了氣流在消聲器中的停留時間，從而降低了氣流的壓力和速度，也起到降低排氣噪聲的作用。4、本實用新型消聲器的一級多孔管尾端為開口的排氣端，無堵蓋，可使排氣暢通，從而使發動機的功率損失小，達到提升發動機功率和節能的效果。
圖1是本實用新型用於汽油發動機排氣系統的消聲器實施例一的結構示意圖；圖2是圖1中二孔碟的正面示意圖；圖3是圖1中二孔碟的側面示意圖；圖4是二孔碟的正面不意圖；圖5是二孔碟的側面不意圖；圖6是本實用新型用於汽油發動機排氣系統的消聲器實施例二的結構示意圖；圖7是圖6中二孔碟的正面示意圖；圖8是圖6中二孔碟的側面示意圖；其中，I為前排氣管、2為消聲器筒體、3為催化轉化器、4為尾管、5為尾蓋、6為第一腔體、7為第二腔體、8為第三腔體、9為一孔碟、10為二孔碟、11為三孔碟、12為連接管、13為一級多孔管、14為一級消聲管、15為二級消聲管、16為導流管、17為第一中孔、18為第一孔位、19為第二中孔、20為上孔位、21為堵蓋二、22為堵蓋一、23為第二消聲孔、24為第一消聲孔、25為下孔位。
具體實施方式
以下結合附圖與具體實施方式
對本實用新型作進一步詳細的描述。實施例一本實用新型用於汽油發動機排氣系統的消聲器實施例一的結構示意圖如圖1所示，該消聲器包括依次連接的前排氣管1、消聲器筒體2及設置於消聲器筒體2內的催化轉化器3、消聲組件、尾管4和尾蓋5 ;其中，消聲組件包括將消聲器筒體2依次分為的第一腔體6、第二腔體7和第三腔體8的一孔碟9、二孔碟10和三孔碟11，連接管12，管壁設置有若干個第二消聲孔23的一級多孔管13，一級消聲管14，二級消聲管15以及導流管16。連接管12穿插在一孔碟9上，位於一孔碟9 一側的一端與催化轉化器3尾端相連，位於一孔碟9另一側的一端設置在第一腔體6內且與一級多孔管13的進氣端連通，一級多孔管13的排氣端位於第一腔體6內，其排氣端埠沿氣流的出口方向逐漸收窄。其中，一孔碟9、二孔碟10和三孔碟11與消聲器筒體2內部匹配安裝。圖1中二孔碟的正面示意圖和側面示意圖如圖2和圖3所示，二孔碟中設置有開口內凹的第一中孔17，第一中孔17的下部設置有開口外凸的第一孔位18 ;為了解決漏水的問題，在二孔碟的底部設有凹位。如圖1所示，第一中孔的孔徑與一級消聲管14的管徑相匹配，一級消聲管14通過設置有開口內凹的第一中孔，牢固地穿插在二孔碟10上，其一端開口且開口端設置在第一腔體6內與一級多孔管13的排氣端相對,為了大範圍接收從一級多孔管13排氣端排出的氣流，該端的埠設計為喇叭形開口，一級消聲管14的另一端則設置在第二腔體7內並設置有堵蓋二 21形成盲端，並且一級消聲管14的總長度大於其最小管徑的一半。二孔碟的正面意圖和側面意圖如圖4和圖5所75, 二孔碟中設置有第二中孔19，第二中孔19的上方和下方各設有上孔位20和下孔位25 ;第二中孔19、上孔位20和下孔位25的開口外凸；為了解決漏水的問題，在三孔碟的底部設有凹位。如圖1所示，尾管4是通過第二中孔19穿插在三孔碟11上，其一端開口且設置在第二腔體7內，排氣端則設在消聲器筒體2外。而二級消聲管15通過二孔碟10的第一孔位18和三孔碟11的下孔位25穿插在二孔碟10和三孔碟11上，其一端開口且設置在第一腔體6內，另一端設置在第三腔體8內並設置有堵蓋一 22形成盲端。導流管16則通過上孔位20穿插在三孔碟11上，一端開口且設置在第二腔體7內，另一端設置在第三腔體8內。上述孔的孔徑與所穿插的管的管徑均相匹配，而孔的開口均外凸，可使所穿插的管更加牢固。如圖1所示，在二級消聲管15位於在第三腔體8的管壁上開設有第一消聲孔24，該第一消聲孔24為在管圓周方向分布的多個通孔。該設計可使在二級消聲管15內相互抵消後氣體排出到第三腔體8。本實用新型用於汽油發動機排氣系統的消聲器是這樣工作的:(I)發動機氣流從催化轉化器3尾端通過連接管12進入一級多孔管13，從一級多孔管13排氣端流出的發動機氣流主流的大部分進入與一級多孔管13排氣端相對的一級消聲管14進行一級消耗。主流脈衝氣流將首先撞擊一級消聲管14的管壁及堵蓋二 21，消耗了一部分動能，此時，向進氣方向反彈的脈衝氣流不斷地與衝向一級消聲管14盲端的另一部分脈衝氣流相互對衝，並在一級消聲管14內形成相對高氣壓，在氣流相互衝擊過程中，可達到消聲效果。(2)消耗了一部分動能的氣流將進入二級消聲管15，脈衝氣流又先撞擊二級消聲管15的管壁及堵蓋一 22，再次消耗一部分動能，此時，向進氣方向反彈的脈衝氣流不斷地與衝向二級消聲管15盲端的另一部分脈衝氣流相互對衝，並在二級消聲管15尾段又形成相對高氣壓，脈衝氣流的動能及其振動將在此處又消耗一部分。(3)經過多次消耗後，在極大程度上消除了脈衝氣流的動能及振動，使消聲器中的氣流保持柔和平穩。氣流通過第一消聲孔24流入第三腔體8，再通過導流管16流向第二腔體7，最後通過尾管4平穩溫和地排出外界環境，很大程度地降低了排氣噪音。整個過程中，氣流在消聲器的第一腔體6、第二腔體7和第三腔體8內迂迴流動，通過在消聲管內的相互對衝消耗動能，從而降低了氣流的壓力和速度，也起到降低排氣噪聲的作用。通過氣流在消聲管內的相互對衝來消耗氣流的動能及流速，有效地降低了氣流對金屬的衝擊，以及由此而引起的噪聲。實施例二本實施例與實施例一不同之處在於:(I)本實用新型用於汽油發動機排氣系統的消聲器實施例二的結構示意圖如圖6所示，在二級消聲管15位於在第三腔體8的管壁上開設有第一消聲孔24，本實施例中的第一消聲孔24是一個對著尾管4的側壁上的開孔，該第一消聲孔24不僅可使在二級消聲管15內相互抵消後氣體排出到第三腔體8，並且排出的氣流衝擊尾管4的圓管面，可發散、緩衝和柔化氣流，避免了脈衝氣流同時衝擊尾管圓管面，形成依順序分散衝擊尾管圓管面，從而減少撞擊發出的金屬噪聲。(2)圖6中二孔碟的正面示意圖和側面示意圖如圖7和圖8所示，開口外凸的第一孔位18設置在第一中孔17的上方；如圖6所示，二級消聲管15通過二孔碟10的上方第一孔位18和三孔碟11的上孔位20穿插在二孔碟10和三孔碟11上，其一端開口且設置在第一腔體6內，另一端設置在第三腔體8內並設置有堵蓋一 22形成盲端；而導流管16則通過下孔位25穿插在三孔碟11上，一端開口且設置在第二腔體7內，另一端設置在第三腔體8內。本實施例消聲器的其他結構與實施例一中消聲器的其他結構相同，消聲器的工作原理也與實施例一中消聲器的工作原理一致。實施例三本實施例與實施例一不同之處在於二級消聲管上沒有開設第一消聲孔，該二級消聲管穿插在二孔碟和三孔碟上，連通第一腔體和第三腔體，並且設置在第三腔體內的一端沒有設置堵蓋一，二級消聲管的兩端為開口端。本實施例消聲器的其他結構與實施例一中消聲器的其他結構相同。本實施例中的消聲器是這樣工作的:發動機氣流從催化轉化器尾端通過連接管進入一級多孔管，從一級多孔管排出的氣流進入一級消聲管進行消耗，一部分脈衝氣流先撞擊一級消聲管的管壁及堵蓋二，消耗了一部分動能，此時，向進氣方向反彈的脈衝氣流不斷地與衝向一級消聲管盲端的另一部分脈衝氣流相互對衝，並在一級消聲管內形成相對高氣壓，脈衝氣流動能及其振動將在此處抵消一部分。氣流通過二級消聲管流入第三腔體，再通過導流管流向第二腔體，最後通過尾管平穩溫和地排出外界環境，達到降低排氣噪聲的效果。上述實施例為本實用新型較佳的實施方式，但本實用新型的實施方式並不受上述實施例的限制，其他的任何未背離本實用新型的精神實質與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應為等效的置換方式，都包含在本實用新型的保護範圍之內。
權利要求1.一種用於汽油發動機排氣系統的消聲器，包括依次連接的前排氣管、消聲器筒體及設置於消聲器筒體內的催化轉化器、消聲組件、尾管和尾蓋；其特徵在於:所述消聲組件包括一孔碟、二孔碟、三孔碟、連接管、一級多孔管、一級消聲管、二級消聲管和導流管，其中一孔碟、二孔碟和三孔碟將消聲器筒體依次分為的第一腔體、第二腔體和第三腔體；所述連接管穿插在一孔碟上，位於一孔碟一側的一端與催化轉化器前級尾端相連，位於一孔碟另一側的一端設置在第一腔體內且與一級多孔管的進氣端連通，一級多孔管的排氣端位於第一腔體內；所述一級消聲管穿插在二孔碟上，其一端開口且開口端設置在第一腔體內與一級多孔管的排氣端相對，另一端設置在第二腔體內並設置有堵蓋二形成盲端；所述二級消聲管穿插在二孔碟和三孔碟上，連通第一腔體和第三腔體；所述導流管和尾管均穿插在三孔碟上，其一端開口且均設置在第二腔體內，導流管的另一端設置在第三腔體內，尾管的另一端為排氣端設在消聲器筒體外。
2.根據權利要求1所述的用於汽油發動機排氣系統的消聲器，其特徵在於:所述一級多孔管的排氣端埠沿氣流的出口方向逐漸收窄。
3.根據權利要求2所述的用於汽油發動機排氣系統的消聲器，其特徵在於:所述一級多孔管的管壁設置有若干個第二消聲孔。
4.根據權利要求3所述的用於汽油發動機排氣系統的消聲器，其特徵在於:所述一級消聲管設置在第一腔體內的埠為喇叭形開口 ；所述一級消聲管的總長度大於其最小管徑的一半。
5.根據權利要求4所述的用於汽油發動機排氣系統的消聲器,其特徵在於:所述一級消聲管穿插在二孔碟上是指二孔碟中設置有開口內凹的第一中孔，一級消聲管通過第一中孔穿插在二孔碟上；所述第一中孔的上方或下方設置有開口外凸的第一孔位，二級消聲管通過第一孔位穿插在二孔碟上。
6.根據權利要求5所述的用於汽油發動機排氣系統的消聲器，其特徵在於:所述三孔碟中設置有第二中孔，第二中孔的上方和下方各設有上孔位和下孔位；所述第二中孔、上孔位和下孔位的開口外凸。
7.根據權利要求1至6任一項所述的用於汽油發動機排氣系統的消聲器，其特徵在於:在所述二級消聲管位於在第三腔體的管壁上開設有第一消聲孔。
8.根據權利要求7所述的用於汽油發動機排氣系統的消聲器，其特徵在於:所述第一消聲孔是指在管圓周方向分布的通孔或者是指二級消聲管對著尾管的側壁上的開孔。
9.根據權利要求8所述的用於汽油發動機排氣系統的消聲器，其特徵在於:所述二級消聲管一端開口且設置在第一腔體內，另一端設置在第三腔體內並設置有堵蓋一形成盲端。
專利摘要本實用新型提供一種用於汽油發動機排氣系統的消聲器，其消聲組件包括一孔碟、二孔碟、三孔碟、連接管、一級多孔管、一級消聲管、二級消聲管和導流管，一孔碟、二孔碟和三孔碟將消聲器筒體分為第一腔體、第二腔體和第三腔體；一級消聲管穿插在二孔碟上，其一端開口且開口端設置在第一腔體內與一級多孔管的排氣端相對，另一端設置在第二腔體內並設置有堵蓋二形成盲端；二級消聲管穿插在二孔碟和三孔碟上，連通第一腔體和第三腔體；導流管和尾管均穿插在三孔碟上，其一端開口且均設置在第二腔體內，導流管的另一端設置在第三腔體內，尾管的另一端為排氣端設在消聲器筒體外。該消聲器能逐級消耗氣流的動能及振動，從而有效降低排氣的噪音。
文檔編號F01N1/08GK202954869SQ201220700459
公開日2013年5月29日 申請日期2012年12月17日 優先權日2012年12月17日
發明者楊富周, 陳良周, 陳忠起 申請人:楊富周