汽車內燃機排氣消聲器的製作方法

2023-06-02 22:10:01

專利名稱：汽車內燃機排氣消聲器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及消聲器，尤其是一種汽車內燃機排氣消聲器。
背景技術：
目前客車或載重汽車上使用的內燃機排氣消聲器主體橫截面一般為圓形、扁形或橢圓形，進氣消聲管和排氣消聲管沿消聲器主體軸心線布置在消聲器兩端，從內燃機排出的廢氣經降噪後從排氣消聲管排放到大氣。消聲器的結構一般採用阻性結構，也有採用共鳴或擴張結構的。傳統採用阻性結構的內燃機排氣消聲器是將一根管子伸入消聲器主體後彎折180°返回，即在消聲器主體的同一端作為進氣端和排氣端，在消聲器主體內管子的周圍填充吸聲材料，管壁上開有許多小孔，利用吸聲材料來吸聲降噪。這種結構的消聲器對中、高頻噪聲的降噪效果好，但對低頻噪聲卻沒有多大作用，消聲器的插入損失(消聲量)小，滿足不了國家相關標準的要求。
實用新型內容本實用新型的目的是克服現有技術的缺陷和不足，提供一種插入損失大，功率損失比小，排氣壓力損失小的汽車內燃機排氣消聲器。
為此，本實用新型所述的汽車內燃機排氣消聲器，包括端蓋、殼體及進、排氣消聲管，兩端蓋與殼體形成的消聲器內腔被隔板分隔為四個腔室，其中第I腔室大於第IV腔室，第IV腔室大於第II腔室，第II腔室大於第III腔室；進、排氣消聲管的一端穿過殼體分別伸入第I腔室、第IV腔室中，第I腔室與第III腔室之間以及第II腔室與第IV腔室之間分別通過中間消聲管相通，第I腔室與第II腔室間以及第III腔室與第IV腔室間的隔板上分別設有通氣管或孔，進、排氣消聲管及中間消聲管的管壁上均設有小孔。
上述進、排氣消聲管及中間消聲管上小孔總面積大於各自所在管的截面積。
上述第I腔室與第III腔室之間中間消聲管和第II腔室與第IV腔室之間中間消聲管的總截面積大於進氣消聲管或排氣消聲管的截面積。
上述進氣消聲管上小孔總面積大於第I腔室與第III腔室之間中間消聲管上小孔和第II腔室與第IV腔室之間中間消聲管上小孔的總面積，第I腔室與第III腔室之間中間消聲管上小孔和第II腔室與第IV腔室之間中間消聲管上小孔的總面積又大於排氣消聲管上小孔的總面積。
本實用新型中消聲器內腔分隔為四個腔室，並分別在第I腔室與第III腔室之間以及第II腔室與第IV腔室之間設置中間消聲管，進、排氣消聲管及各中間消聲管的管壁上開有許多小孔，通過各消聲管及它們管壁上小孔的「節流」作用和各腔室的「儲氣儲壓」作用，使通過進氣消聲管進入消聲器內的高溫高速脈動氣流被改變為溫度較低、氣流速度較低的穩定氣流，從而將高速脈動氣流產生的高噪聲值下降為較低的噪聲值，達到降噪的目的。氣流從每一根消聲管的小孔進入所在腔室時，氣流方向都改變90°，由於氣流及聲波流在消聲器內方向不斷改變，使氣流與聲波流脫離，並有部分呈相反方向運動。這樣，聲波的衰減係數增大，噪聲下降。由於各消聲管上小孔的作用，大股氣流分散成幾百股小氣流噴出進入各腔室，並以吸入方式進入下一級消聲管，聲波傳遞過程中受到孔壁的摩擦作用，噪聲下降。另外，由於各管上小孔噴出的氣流(聲波)有相位差，波峰與波谷可以相互抵消一部分，也能達到降噪的目的。
本實用新型的有益效果是插入損失大，功率損失比小，排氣壓力損失小，對汽車內燃機排出氣體中各頻段的氣流噪聲均有顯著降低作用，滿足了國家相關標準的要求。


圖1是本實用新型的結構示意圖；圖2是圖1的A-A剖視圖。
圖中排氣消聲管1 小孔1a 端蓋2 隔板3 通氣管或孔4 中間消聲管5 小孔5a 殼體6 隔板7 通氣管8 隔板9 進氣消聲管10 小孔10a端蓋11 中間消聲管12 小孔12a具體實施方式
以下結合附圖和具體實施方式
對本實用新型作進一步詳細描述如圖1、圖2所示，端蓋2與端蓋11分別設在殼體6的兩端，兩端蓋2和11與殼體6形成的消聲器內腔被隔板3、隔板7及隔板9分隔為四個腔室，隔板7豎向設置，隔板3和隔板9均垂直於隔板7，第I腔室大於第IV腔室，第IV腔室大於第II腔室，第II腔室大於第III腔室；進氣消聲管10、排氣消聲管1的一端穿過殼體6分別伸入第I腔室、第IV腔室中，第I腔室與第III腔室之間以及第II腔室與第IV腔室之間分別通過中間消聲管5和12相通，中間消聲管5和12各有並排的兩根，第I腔室與第II腔室間以及第III腔室與第IV腔室間的隔板9和3上分別設有通氣管8和4，進氣消聲管10、排氣消聲管1及中間消聲管5和12的管壁上均設有小孔。
進氣消聲管10、排氣消聲管1及中間消聲管5和12上小孔總面積大於各自所在管的截面積。第I腔室與第III腔室之間兩根中間消聲管5和第II腔室與第IV腔室之間兩根中間消聲管12的總截面積大於進氣消聲管10或排氣消聲管1的截面積。進氣消聲管10上小孔10a總面積大於第I腔室與第III腔室之間兩根中間消聲管5上小孔5a和第II腔室與第IV腔室之間兩根中間消聲管12上小孔12a的總面積，第I腔室與第III腔室之間兩根中間消聲管5上小孔5a和第II腔室與第IV腔室之間兩根中間消聲管12上小孔12a的總面積又大於排氣消聲管1上小孔1a的總面積。
圖1示出進氣消聲管10、排氣消聲管1及中間消聲管5和12均是一端開口，一端封閉，其中進氣消聲管10的封閉端固定在第I腔室與第II腔室間的隔板9上，排氣消聲管1的封閉端固定在第III腔室與第IV腔室間的隔板3上，第I腔室與第III腔室之間的中間消聲管5封閉端固定在其中一個端蓋2上，第II腔室與第IV腔室之間的中間消聲管12封閉端固定在另一端蓋11上。
圖1、圖2示出進氣消聲管10、排氣消聲管1的中心線垂直於消聲器中心線，第I腔室與第III腔室之間中間消聲管5的中心線以及第II腔室與第IV腔室之間中間消聲管12的中心線均平行於消聲器中心線。殼體6的橫截面為圓矩形。
工作原理如圖1所示，從內燃機排出的高溫高速脈動氣流進入進氣消聲管10之後從該消聲管上的小孔10a噴出，在第I腔室中膨脹、緩衝。第I腔室中的氣體分為兩股，其中一股氣體通過通氣管8進入第II腔室中膨脹、緩衝，然後由中間消聲管12上的小孔12a吸入，進入第IV腔室膨脹、緩衝；另一股氣體進入中間消聲管5，並通過其上小孔5a噴入第III腔室中膨脹、緩衝，第III腔室中的氣體通過通氣管4進入第IV腔室中膨脹、緩衝。最後，第IV腔室中的氣體從排氣消聲管1上的小孔1a吸入，並排向大氣。由於各消聲管及各消聲管上小孔的「節流」作用和各腔室的「儲氣儲壓」作用，進入消聲器內的高溫高速脈動氣流被改造為溫度較低、氣流速度較低的比較穩定氣流，從而將高速脈動氣流產生的高噪聲值下降為較低的噪聲值，達到降噪的目的；由於各消聲管均使氣流方向改變90°，氣體從進氣消聲管10到排氣消聲管1的過程中，氣流及聲波流方向不斷改變，使氣流與聲波流脫離，並有部分呈相反方向運動。這樣，聲波的衰減係數增大，噪聲下降。由於各消聲管均採用噴注或吸入結構，將大股氣流分散成幾百股小氣流噴出，聲波傳遞過程中受到小孔壁的摩擦作用，噪聲下降。另外，由於各消聲管上小孔噴出的氣流(聲波)有相位差，波峰與波谷可以相互抵消一部分，從而有助於降噪。
權利要求1.一種汽車內燃機排氣消聲器，包括端蓋(2、11)、殼體(6)及進、排氣消聲管(10、1)，其特徵在於兩端蓋(2、11)與殼體(6)形成的消聲器內腔被隔板(3、7、9)分隔為四個腔室，其中第I腔室大於第IV腔室，第IV腔室大於第II腔室，第II腔室大於第III腔室；進、排氣消聲管(10、1)的一端穿過殼體(6)分別伸入第I腔室、第IV腔室中，第I腔室與第III腔室之間以及第II腔室與第IV腔室之間分別通過中間消聲管(5、12)相通，第I腔室與第II腔室間以及第III腔室與第IV腔室間的隔板(9、3)上分別設有通氣管或孔(8、4)，進、排氣消聲管(10、1)及中間消聲管(5、12)的管壁上均設有小孔。
2.根據權利要求1所述的汽車內燃機排氣消聲器，其特徵在於所述進、排氣消聲管(10、1)及中間消聲管(5、12)上小孔總面積大於各自所在管的截面積。
3.根據權利要求1或2所述的汽車內燃機排氣消聲器，其特徵在於所述第I腔室與第III腔室之間中間消聲管(5)和第II腔室與第IV腔室之間中間消聲管(12)的總截面積大於進氣消聲管(10)或排氣消聲管(1)的截面積。
4.根據權利要求1或2所述的汽車內燃機排氣消聲器，其特徵在於所述進氣消聲管(10)上小孔(10a)總面積大於第I腔室與第III腔室之間中間消聲管(5)上小孔(5a)和第II腔室與第IV腔室之間中間消聲管(12)上小孔(12a)的總面積，第I腔室與第III腔室之間中間消聲管(5)上小孔(5a)和第II腔室與第IV腔室之間中間消聲管(12)上小孔(12a)的總面積又大於排氣消聲管(1)上小孔(1a)的總面積。
5.根據權利要求3所述的汽車內燃機排氣消聲器，其特徵在於所述進氣消聲管(10)上小孔(10a)總面積大於第I腔室與第III腔室之間中間消聲管(5)上小孔(5a)和第II腔室與第IV腔室之間中間消聲管(12)上小孔(12a)的總面積，第I腔室與第III腔室之間中間消聲管(5)上小孔(5a)和第II腔室與第IV腔室之間中間消聲管(12)上小孔(12a)的總面積又大於排氣消聲管(1)上小孔(1a)的總面積。
6.根據權利要求1或2或5所述的汽車內燃機排氣消聲器，其特徵在於所述進、排氣消聲管(10、1)及中間消聲管(5、12)均是一端開口，一端封閉，其中進氣消聲管(10)的封閉端固定在第I腔室與第II腔室間的隔板(9)上，排氣消聲管(1)的封閉端固定在第III腔室與第IV腔室間的隔板(3)上，第I腔室與第III腔室之間的中間消聲管(5)封閉端固定在其中一個端蓋(2)上，第II腔室與第IV腔室之間的中間消聲管(12)封閉端固定在另一端蓋(11)上。
7.根據權利要求3所述的汽車內燃機排氣消聲器，其特徵在於所述進、排氣消聲管(10、1)及中間消聲管(5、12)均是一端開口，一端封閉，其中進氣消聲管(10)的封閉端固定在第I腔室與第II腔室間的隔板(9)上，排氣消聲管(1)的封閉端固定在第III腔室與第IV腔室間的隔板(3)上，第I腔室與第III腔室之間的中間消聲管(5)封閉端固定在其中一個端蓋(2)上，第II腔室與第IV腔室之間的中間消聲管(12)封閉端固定在另一端蓋(11)上。
8.根據權利要求4所述的汽車內燃機排氣消聲器，其特徵在於所述進、排氣消聲管(10、1)及中間消聲管(5、12)均是一端開口，一端封閉，其中進氣消聲管(10)的封閉端固定在第I腔室與第II腔室間的隔板(9)上，排氣消聲管(1)的封閉端固定在第III腔室與第IV腔室間的隔板(3)上，第I腔室與第III腔室之間的中間消聲管(5)封閉端固定在其中一個端蓋(2)上，第II腔室與第IV腔室之間的中間消聲管(12)封閉端固定在另一端蓋(11)上。
9.根據權利要求1所述的汽車內燃機排氣消聲器，其特徵在於所述進、排氣消聲管(10、1)的中心線垂直於消聲器中心線，第I腔室與第III腔室之間的中間消聲管(5)以及第II腔室與第IV腔室之間的中間消聲管(12)的中心線平行於消聲器中心線。
10.根據權利要求1所述的汽車內燃機排氣消聲器，其特徵在於所述殼體(6)的橫截面為圓矩形。
專利摘要一種汽車內燃機排氣消聲器，其內腔有大小不同的四個腔室，其中第I腔室大於第IV腔室，第IV腔室大於第II腔室，第II腔室大於第III腔室；進、排氣消聲管(10、1)的一端穿過殼體(6)分別伸入第I腔室、第IV腔室中，第I腔室與第III腔室之間以及第II腔室與第IV腔室之間分別通過中間消聲管(5、12)相通，第I腔室與第II腔室間以及第III腔室與第IV腔室間的隔板(9、3)上分別設有通氣管或孔(8、4)，進、排氣消聲管(10、1)及中間消聲管(5、12)的管壁上均設有小孔。本實用新型插入損失大，功率損失比小，排氣壓力損失小，對汽車內燃機排出氣體中各頻段的氣流噪聲均有顯著降低作用，滿足了國家相關標準的要求。
文檔編號F01N1/08GK2818806SQ200520009949
公開日2006年9月20日 申請日期2005年9月14日 優先權日2005年9月14日
發明者林輝江 申請人:林輝江