內燃機排氣消聲器的製作方法

2023-12-11 13:35:22 2

專利名稱:內燃機排氣消聲器的製作方法
本發明屬於一種內燃機排氣系統消聲器，特別是供汽車、拖拉機用排氣消聲器。
當前汽車、拖拉機所使用的排氣消聲器，絕大多數都存在排氣不通暢的問題。例如，日本專利昭52-41833和德國專利DE2839756所描述的內燃機排氣消聲器，其結構存在的問題是1、改變氣流截面前管直徑大，尾管直徑小，在消聲器內腔對氣流產生一定程度的阻力。
2、改變氣流方向氣流在消聲器內腔經過多次180°迴旋後再排出，不僅產生衝擊和震動，由於形成渦流，也產生不同程度的阻力。
3、改變氣流形狀廢氣進入消聲器內腔後，在膨脹過程中，氣流分散，充滿內腔，改變原柱狀氣流，也必然造成一定程度的排氣阻力。
所以，現行消聲器雖然達到消聲作用，但因「三改變」後，排氣不通暢，造成背壓增加，在發動機最高轉速時，輸出功率的損失達5%～10%，車速愈高，排氣阻力愈大，功率損失愈多，油耗也相應增加，不同程度地影響了車輛的動力性、經濟性、加速性、消聲性、煙度、廢氣排放等指標，造成發動機工作狀況的惡性循環，而低頻噪聲仍不易控制。因廢氣在內腔多次迴旋，產生衝擊震動，形成渦流，還會引起再生噪聲，降低消聲效果。
發明的目的是為汽車、拖拉機配備一種可消減寬頻帶噪聲，耗油少的低背壓排氣消聲器。
發明的設計思想主要是針對「三改變」所造成排氣不通暢的缺點，使內腔具有「三不改變」結構(不改變氣流截面積、不改變氣流方向、不改變氣流形狀)。
本發明提供的供汽車、拖拉機用排氣消聲器，前管與各分支芯管之間為一個漸放喇叭管。各分支芯管的兩端分別向喇叭管的大端和尾管呈輻射狀漸縮，其傾斜角分別為3°～5°與5°～10°。喇叭管的小端與前管連接，而其大端與各分支芯管的漸縮端(每支芯管在漸縮端均呈扇形截面組合在一起)為直插整體連接結構。內腔設有多塊隔板，隔板上有穿孔，穿孔數與分支管數相等。各分支芯管經前腔隔板的相應穿孔後，呈平行狀穿過每塊隔板的相應穿孔，經末腔隔板後，呈輻射狀漸縮到後端蓋尾管處(每支芯管在漸縮端均呈扇形截面組合在一起)與尾管為直插整體連接結構。前管截面積、各分支芯管截面積和、尾管截面積均相等。各分支芯管壁上的穿孔為漸縮孔型翻邊孔，尾管出氣端為正弦波形，尾管內設有分流板。
氣流由發動機排氣管經前管進入，在喇叭管的大端，以變徑分流方式使氣流從扇形孔道進入相應的各分支芯管。當氣流至各芯管的翻邊孔處，根據抗性消聲原理，聲波向聲源處反射，達到消聲的作用。由於氣流變細後，大幅度地提高擴張比，使消聲量顯著提高，廢氣在各芯管翻邊孔位置，因壓力變化，使含有粉塵的廢氣因膨脹和離心作用，沿各芯管的穿孔段向內腔散落，使排氣煙度下降，起到機外淨化作用。為了消減中、低頻噪聲，採用不同容積的諧振腔。為了有效控制高頻噪聲成分，在末腔內各芯管穿孔段外側，填充一定容積的吸聲材料。各芯管壁的穿孔形狀採用漸縮孔型翻邊孔，使芯管內壁氣流阻力減小。在尾管內設有分流板，主要防止廢氣集中時產生共振。尾管出氣端呈正弦波形，可使氣流均勻排出大氣。
發明的優點1、由於前管截面積、各分支芯管截面積、尾管截面積均相等，保證廢氣等量、連續排放，減少排氣背壓損失，輸出功率損失也減少，油耗相應降低。
2、採取變徑分流方式，芯管由單支路變為多支路，有效地降低噪聲值。
3、由於廢氣在消聲器內腔能等量、連續排放，排氣通暢，各芯管穿孔段又能將粉塵擴散到消聲器內腔，起到機外淨化作用，較好地改善排氣煙度。
4、各分支芯管壁上穿孔為漸縮孔型翻邊孔，因此內壁光滑，可減少芯管內排氣阻力，使排氣通暢。
5、由於能使廢氣等量、連續排放，延長了消聲器使用壽命，並使發動機工況處於良性循環。
本發明的一個實施例將結合下列附圖詳細說明。
圖1、表示四腔八芯管阻抗複合式消聲器縱向剖面圖;
圖2、表示前管和喇叭管處各分支芯管的扇形截面組合圖;
圖3、表示多芯管在隔板上布置圖;
圖4、表示芯管壁上漸縮孔型翻邊孔橫向剖面圖;
圖5、表示尾管內分流板布置圖及尾管出氣端正弦波形展開圖;
圖6、表示分支芯管扇形截面透視圖。
參照圖1所示的四腔八芯管阻抗複合式消聲器，實施情況如下φ60的前管(1)與喇叭管(3)的小端組焊在一起，喇叭管(3)的大端與內徑為φ22的八分支芯管(5)採用直插整體組焊而成。組焊處，喇叭管(3)用筋板分隔成的八條扇形孔道，與八分支芯管(5)的扇形端一一對應。每支芯管從組焊處均以3°～5°傾斜角向前隔板(4)呈輻射狀延伸，並在前隔板(4)、中隔板(6)、後隔板(8)相對應的孔中穿過，在前隔板(4)與後隔板(8)之間八分支芯管(5)與筒體軸線平行配裝。從後隔板(8)到尾管(11)，八分支芯管(5)均以5°～10°的傾斜角呈輻射狀漸縮，並組合成扇形筋板，與尾管(11)內分流板(12)一端相對應組焊在一起。分流板(12)由八塊板組成，按預先規定的比例尺寸產生螺旋梯度，分流板(12)與尾管(11)內壁之間有一間隙。尾管(11)出氣端呈正弦波形，芯管壁上穿孔為漸縮孔型翻邊孔，各腔室內的同軸心等徑距圓周均布的相鄰芯管壁上的翻邊孔組在軸向彼此錯開布置，穿孔率為30%～50%。前管(1)截面積、分支芯管(5)截面積之和、以及尾管截面積的關係為28.3(φ60)＝3.54(φ22)×8＝28.3(φ60)……(單位平方釐米)最後，將整個組裝部件，從筒體(7)一端裝入，並焊好前蓋(8)，在第四腔室內填入玻璃棉(9)吸聲材料，然後焊好後蓋(10)。
使用這種八芯管阻抗複合式消聲器，使整車噪聲值可降到80～83分貝(A)(4～5噸級載重貨車，代表車型為解放CA-10B型，東風EQ-140型)。不僅低於國家規定機動車輛允許噪聲標準86分貝(A)(GB1495-79)，而且低於美、日、西德允許噪聲標準83～84分貝(A)(引自「汽車技術」84年第7期東風EQ-140載重貨車噪聲分析一文)。由於減少了排氣背壓，使輸出功率損失減少，油耗相應降低，比使用原消聲器可節油6%～8.8%(在車速50公裡/時情況下，單車、滿載工況的等速油耗對比)，煙度和廢氣排放指標也相應有所改善。
本發明的消聲器其性能指標列於表一。
表一、為解放CA-10B型4噸載重貨車在使用本發明的消聲器與原消聲器進行試驗時，其噪聲、油耗的對比表
權利要求
1.現行汽車、拖拉機使用的多腔阻抗複合式消聲器，一般由前管、單芯管與多芯管、隔板、前後蓋、筒體、尾管組成，本發明的特徵是前管與各分支芯管之間為一個漸放喇叭管，前管截面積、各分支芯管截面積之和、尾管截面積均等，各分支芯管的兩端分別向喇叭管的大端和尾管呈輻射狀漸縮，其傾斜角分別為3°～5°與5°～10°，各分支芯管壁上穿孔為翻邊孔，尾管出氣端為正弦波形，尾管中設有分流板。
2.根據權利要求
1所述的消聲器，其特徵是喇叭管與各分支芯管採用直插整體連接結構。
3.根據權利要求
1或2所述的消聲器，其特徵是各分支芯管壁上的翻邊孔為漸縮孔型。
專利摘要
本發明屬於一種內燃機排氣系統消聲器。前管截面積、各分支芯管截面積之和、尾管截面積均相等，喇叭管大端與各分支芯管為整體連接結構，各分支芯管上穿孔採用漸縮孔型翻邊孔，尾管內設有分流板。排氣流進入前管後變徑分流，可提高擴張比，使噪聲值明顯下降，背壓降低，輸出功率損失減少，整車噪聲降到80～83分貝(A)，油耗相應降低6％-8.8％。
文檔編號F01N1/02GK85102410SQ85102410
公開日1985年9月10日 申請日期1985年4月1日
發明者孫義昌 申請人:孫義昌導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan