鐵路空調客車柴油機排氣消聲器的製作方法

2023-12-12 22:51:32

專利名稱：鐵路空調客車柴油機排氣消聲器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及消聲器，尤其是鐵路空調客車柴油機排氣消聲器。
背景技術：
目前鐵路空調客車用的發電機組，所用的柴油機有德國MTU12V183TA12型柴油機，康明斯KTA19-G2等。配裝的排氣消聲器有阻性結構的，也有阻抗複合結構的，如圖1所示。從圖1可看到，目前鐵路空調客車柴油機排氣消聲器主要由二隻進氣管1、外殼體2、隔熱材料3、內殼體4、吸音材料5、通氣管6、車廂頂部7、連接法蘭盤8、上端蓋9隔板10、進氣管連接法蘭盤11、下端蓋12、放水堵塞13組成，在通氣管6管壁上開許多小孔。無論是阻性消聲器還是阻抗複合消聲器，由於它們的通氣管6是一根通管，其聲波的傳播方向折線段少，主要通過吸聲材料5吸聲消音，因此它們的插入損失(消聲量)均很小，滿足不了國家的有關標準的要求，而且，二隻進氣管因單點固定易破裂損壞。
實用新型內容本實用新型的目的是提供一種消聲效果好的鐵路空調客車柴油機排氣消聲器。
為達上述目的，本實用新型的具體方案是設計一種鐵路空調客車柴油機排氣消聲器，包括進氣管、外殼體、隔熱材料、內殼體、放水堵塞、隔板和帶有小孔的消聲管，其關鍵在於每個消聲管一端開口，另一端封閉，各消聲管之間錯位設置，並位於不同的腔室，每個消聲管上的小孔面積總和大於該消聲管截面積的總和；首端為封閉端的消聲管的固定在隔板上，開有通氣孔或設置有通氣管。
所述消聲器的內殼體裡設置有4個腔室，其中氣流前端的消聲管開口端伸入I腔室，封閉端固定在隔板上；中間消聲管開口端伸入II腔室，封閉端固定在隔板上；氣流後端的消聲管首端固定在隔板上，尾端開口，伸出上端蓋外。
本實用新型用三個隔板將消聲器容積分隔成4個腔室，分別起到緩衝、穩定和消除低、中、高頻噪聲的作用。在前兩個消聲管上衝壓出的小孔之間距離儘量相等，並且將消聲管的未端封閉，使氣流只能從小孔均勻地流出；排氣消聲管的首端封閉，未端開口，使氣流只能從小孔進入排氣消聲管，然後排出。
採用上述方案的有益效果是消聲量高達25dB(A)，比原來的消聲器噪聲下降8dB(A)；發電車左側比原來的消聲器噪聲下降7dB(A)；乘務室內噪聲比原來下降6dB(A)；消聲器阻力損失在320KW/1500r/min時只有1.6KPa；1500r/min空載時只有0.5Kpa，性能十分優越，消聲效果好，完全滿足國家標準。
以下結合附圖對本實用新型進一步說明。


圖1是背景技術的結構示意圖。
圖2是本實用新型的結構示意圖。
圖3是圖2的A-A剖視圖。
圖4是圖2的B-B剖視圖。
具體實施方式
請看圖2，本實用新型主要由二隻進氣管1，外殼體2，隔熱材料3，內殼體4，隔板5、7、14，帶有小孔21的消聲管6、8、15，上端蓋9、10，通氣管13，放水堵塞16，下端蓋17、18，加強筋20組成。本實用新型由內殼體4和上下端蓋共同構成密封空間，並起隔聲作用。內殼體4和上下端蓋可用2mm鋼板或不鏽鋼板製成；外殼體2和上下端蓋用δ＝0.5～1.0mm不鏽鋼製成，起裝飾美觀和保護泡沫矽酸鋁隔熱材料的作用；下端蓋上有一放水堵塞16，定期放掉消聲器內的積水。本實用新型的設計要點是每個消聲管一端開口，另一端封閉，各消聲管之間錯位設置，並位於不同的腔室，每個消聲管上的小孔面積總和大於該消聲管截面積的總和；首端為封閉端的消聲管8固定在隔板7上，該隔板7上開有通氣孔或設置有通氣管13。本實用新型用三個隔板將消聲器容積分隔成4個腔室，即在內殼體4裡設置有4個腔室I、II、III、IV，其中氣流前端的進氣消聲管15開口端伸入I腔室，封閉端固定在隔板14上；中間消聲管6開口端伸入II腔室，封閉端固定在隔板7上；氣流後端的排氣消聲管8首端固定在隔板7上，尾端開口，伸出上端蓋9、10外。
該實施例將氣流前端的進氣消聲管15上開的小孔21總面積比氣流後端的排氣消聲管8上所用小孔21的總面積大；各消聲管6、8、15的總截面積比二隻進氣管1的總截面積大1.5～2.0倍。
請看圖3，本實施例在固定隔板7上開有5個通氣孔或設置有5個通氣管13，它們沿內殼體4徑向圓周分布。
請看圖4，本實施例將消聲管15設計為二個，也可是一個，或三個等。
請看圖2，在進氣管1與內殼體4的連接處設置有加強筋20。可增加強度，防止進氣管破裂。
本實用新型的進氣管1埠與法蘭盤19連接，排氣消聲管8的外端穿過車廂頂部12，其尾端接法蘭盤11。
工作原理是當發動機排出的高壓、高溫、高速脈動氣流通過發動機渦輪增壓器、消聲器前管進入消聲器1腔時，氣體在容腔中得到充分的膨脹、緩衝，氣流速度大大下降，能量減少，部分噪聲被過濾，漏過的噪聲頻率在以後的第II腔、第III腔、第IV腔中逐次被過濾，使噪聲減少。接著，氣體從第I、II腔連接的進氣消聲管15中的小孔分散噴出，進入第II腔中進行膨脹、緩衝，氣流流動方向改變90°，同理，連接第II、III腔的中間消聲管6，均開有許多小孔，氣流流動均改變方向90°。連接第II、III腔的是5隻通氣管13，也可以用通氣孔代替。最後，氣體通過消聲器的排氣消聲管8中的小孔進入排氣管道，並從防雨罩排入大氣中。由於進氣管、消聲器和空腔構成串聯、並聯式空腔，其體積又是不相同的，第I腔大於第IV腔，第IV腔大於第III腔，第III腔大於第II腔，並成比例關係。在各消聲管的截面積和各管壁上小孔的不同「節流」和各空腔的「儲氣儲壓」作用下，進入消聲器內的高壓、高溫、高速脈動氣流逐步被改造為溫度較低，氣流速度較低，壓力較小的比較穩定的氣流排出。從而將高速脈動氣流產生的高噪聲值改變為較低的噪聲值，達到降噪目的。
由於各消聲管將氣流的流動方向改變90°，因而消聲器的氣流方向共改變90°×6＝540°。由於氣流方向及聲波傳播方向的不斷改變，使氣流與聲波流脫離，並有部分相成180°，這樣，聲波的衰減係數增大，使噪聲下降。
由於進氣消聲管及排氣消聲管採用噴、吸、流結構，將一大股氣流分開成幾百股小氣流，聲波傳遞時受到孔壁的摩擦作用，噪聲降低。同時，採用小孔噴注代替大管噴注，能將頻率上移，即能將低頻移至中、高頻，中、高頻移至超高頻使人耳聽不到，達到降低噪聲作用。另外，由於各消聲管上小孔噴出的氣體有時間差，聲波也有相位差，也能波峰與波谷相抵一部分，從而減少噪聲。
權利要求1.一種鐵路空調客車柴油機排氣消聲器，包括進氣管(1)、外殼體(2)、隔熱材料(3)、內殼體(4)、上端蓋(9、10)、放水堵塞(16)、下端蓋(17、18)、隔板(5、7、14)和帶有小孔(21)的消聲管(6、8、15)，其特徵在於每個消聲管一端開口，另一端封閉，各消聲管之間錯位設置，並位於不同的腔室，每個消聲管上的小孔面積總和大於該消聲管截面積的總和；首端為封閉端的消聲管(8)的固定在隔板(7)上，開有通氣孔或設置有通氣管(13)。
2.根據權利要求1所述的鐵路空調客車柴油機排氣消聲器，其特徵在於所述消聲器的內殼體(4)裡設置有4個腔室(I、II、III、IV)，其中氣流前端的進氣消聲管(15)開口端伸入I腔室，封閉端固定在隔板(14)上；中間消聲管(6)開口端伸入II腔室，封閉端固定在隔板(7)上；氣流後端的排氣消聲管(8)首端固定在隔板(7)上，尾端開口，伸出上端蓋(9、10)外。
3.根據權利要求1或2所述的鐵路空調客車柴油機排氣消聲器，其特徵在於氣流前端的進氣消聲管(15)上開的小孔(21)總面積比氣流後端的排氣消聲管(8)上所開小孔(21)的總面積大；各消聲管(6、8、15)的總截面積比二隻進氣管(1)的總截面積大1.5～2.0倍。
4.根據權利要求1所述的鐵路空調客車柴油機排氣消聲器，其特徵在於所述固定隔板(7)上開有5個通氣孔或設置有5個通氣管(13)，它們沿內殼體(4)徑向圓周分布。
5.根據權利要求1所述的鐵路空調客車柴油機排氣消聲器，其特徵在於在進氣管(1)與內殼體(4)的連接處設置有加強筋(20)。
專利摘要一種鐵路空調客車柴油機排氣消聲器，主要由二隻進氣管1，外殼體2，隔熱材料3，內殼體4，隔板5、7、14，帶有小孔2 1的消聲管6、8、15，上端蓋9、10，通氣管13，放水堵塞16，下端蓋17、18，加強筋20組成。其特徵在於每個消聲管一端開口，另一端封閉，各消聲管之間錯位設置，並位於不同的腔室，每個消聲管上的小孔面積總和大於該消聲管截面積的總和；首端為封閉端的消聲管8固定在隔板7上，隔板上開有通氣孔或設置有通氣管13。該實用新型消聲量高達25dB(A)，比原來的消聲器噪聲下降8dB(A)；消聲器阻力損失在320KW/1500r/min時只有1.6KPa；1500r/min空載時只有0.5Kpa，性能十分優越，消聲效果好，完全滿足國家標準。
文檔編號F01N1/08GK2806778SQ200520009579
公開日2006年8月16日 申請日期2005年7月6日 優先權日2005年7月6日
發明者林輝江 申請人:林輝江