一种控制气流再生噪声的汽车消声器

摘要

本发明为一种控制气流再生噪声的汽车消声器，与壳体轴向垂直的第一、二隔板，将壳体内部隔成第一、二扩张腔室和阻性消声器室；进气管、过渡管和出气管与壳体轴向平行相互间隔设置。进气管穿过前端盖和第一、二隔板，伸入第二扩张腔室；出气管一端位于第一扩张腔室内，出气管穿过第一、二隔板和后端盖穿出；过渡管的一端位于第一扩张腔室内，穿过第一、二隔板后伸入第二扩张腔室。阻性消声腔室内的出气管和过渡管、第二扩张腔室内的出气管管壁上有微孔。进气管的出口端为扩张口结构。壳体、前后端盖内壁及出气管最后段覆有吸音棉。进入本消声器的气流经过三管和三室多次压缩和扩张，气流平滑过渡，速度逐步降低，明显降低气流再生噪声。

说明书

技术领域

本发明涉及汽车消声技术，具体涉及一种控制气流再生噪声的汽车消声 器。

背景技术

随着对环境要求的提高，世界各国的环境法规中对汽车噪声的限制日益 严格。为了适应国内外竞争激烈的汽车市场和社会的可持续发展需求，要求 汽车的设计生产者在不过大影响发动机的动力性、经济性的基础上，尽量降 低汽车的噪声等级。随着内燃机向高速化发展，汽车噪声问题已成为不得不 解决的重要问题。排气噪声是车辆噪声中最主要的噪声源。

汽车消声器是现代汽车广泛采用的排气消声装置，是降低发动机噪声的 简单而有效的手段。消声器的实际消声性能的好坏直接关系到整车工作时的 噪声大小，关乎整车的噪声水平。

影响排气噪声最重要的因素是发动机转速和负荷，其原因在于转速增加 使排气管道内气流速度增加。高速气流产生再生噪声主要原因有两种。一种 是管道内壁或者其他构件在气流碰击下产生振动而辐射噪声，此种为结构噪 声。另一种是由于发动机高速的排气气流通过消声器壳内的复杂的结构时， 会遇到截面突变、穿孔板、穿孔管、弯头等情况，高速气流将产生强烈湍流 运动而引起噪声，此种为湍流噪声。随着气流速度的增加，在消声器内部产 生的再生噪声也增加。

再生噪声对消声器的性能产生巨大影响，使消声器的实际消声效果急剧 下降，当再生噪声大到一定程度会使消声器失去消声效果，严重时甚至会使 消声器成为噪声放大器。

随着汽车功率增大、内燃机向高速化发展，消声器的气流再生噪声问题 成为影响消声器消声性能的重要因素。因此，研制控制气流再生噪声的高性 能汽车消声器，对于降低汽车噪声、减少城市环境噪声污染具有重要的意义。

发明内容

本发明的目的是设计一种控制气流再生噪声的汽车消声器，消声器内腔 隔为三个腔室，进气管、出气管和过渡管相互间隔布置，使气流在多次压缩 扩张中减速后排出，有效降低气流再生噪声。

本发明设计的一种控制气流再生噪声的汽车消声器，包括壳体，进气管 和出气管，所述进气管穿过壳体前端盖进入壳体，进气管的进口为本消声器 的进气端；所述出气管通过壳体的后端盖、穿出消声器，出气管的出口为本 消声器的排气端；壳体内设置有与壳体轴向垂直的第一隔板和第二隔板，将 壳体内部依次隔离成第一扩张腔室、阻性消声器室和第二扩张腔室三个腔室； 所述进气管和出气管与壳体轴向平行设置，还有过渡管也与进气管、出气管 平行，并相互间隔布置在壳体内。所述进气管穿过壳体的前端盖后，依次穿 过第一、第二隔板，伸入第二扩张腔室，进气管的出口端位于第二扩张腔室 内；所述出气管一端位于第一扩张腔室内，出气管依次穿过第一、二隔板， 再穿过壳体的后端盖、穿出消声器；过渡管的一端位于第一扩张腔室内，依 次穿过第一、二隔板后伸入第二扩张腔室，过渡管的另一端位于第二扩张腔 室内。所述出气管和过渡管位于阻性消声腔室内的部分在管壁上均设置有微 孔；所述出气管位于第二扩张腔室内的部分在管壁上设置有微孔。

所述进气管的出口端为扩张口结构。所述扩张口结构为圆形喇叭口结构、 或者椭圆形扩张口结构、或者矩形扩张口结构。且管壁弯折处为圆角平滑过 渡。

为了控制结构噪声，所述消声器壳体内壁、前端盖和后端盖内壁均覆有 厚10mm～30mm的吸音棉；所述出气管位于第二扩张腔室内的管壁外覆有厚 10mm～30mm的吸音棉。

所述第一扩张腔室、阻性消声器室和第二扩张腔室的轴向长度相比，第 二扩张腔室的轴向长度大于第一扩张腔室的轴向长度，也大于阻性消声腔室 的轴向长度，第一扩张腔室的轴向长度大于阻性消声腔室的轴向长度。所述 第一扩张腔室、阻性消声器室和第二扩张腔室的轴向长度的比为（2～4）︰ （1～3）︰（4～6）。

所述过渡管和出气管的管壁上的微孔孔径为2～5mm。

所述出气管和过渡管位于阻性消声腔室内的部分，管壁上开孔率为15～ 20%；所述出气管位于第二扩张腔室内的部分，管壁上开孔率为15～20%。所 述进气管、过渡管和出气管的管径相同。

本发明汽车消声器工作时，气流进入进气管被收缩，从进气管出口端排 出在第二扩张腔室内扩张，再进入过渡管收缩，穿过过渡管进入第一扩张腔 室再次扩张，又进入出气管内被收缩，从出气管排出本消声器。因所述过渡 管位于阻性消声腔室内的部分管壁上有微孔，进入过渡管内的压缩气流，可 以从其管壁上的微孔进入阻性消声腔室进行扩张，阻性消声腔室内的气流可 以经过出气管管壁的微孔进入出气管，直接排出或者进入第二扩张腔室，阻 性消声腔室内的气流也可以经过渡管管壁的微孔返回过渡管，再进入第一扩 张腔室或第二扩张腔室。第二扩张腔室内的气流除了进入过渡管，还可经出 气管管壁的微孔进入出气管，直接排出，或者经出气管返回第一扩张腔室， 再或者经出气管管壁的微孔进入阻性消声腔室。本消声器通过多次的扩张、 收缩、气流的速度大大降低，同时通过消声器中管道的小孔和内壁的吸声材 料对高频辐射噪声的吸收，从而使气流再生噪声大大地降低。

与现有技术相比，本发明控制气流再生噪声的汽车消声器具有以下优点： 1、进入本消声器的气流经过并列的进气管、过渡管和出气管和三个腔室多次 压缩和扩张，气流较平滑地过渡，排气速度逐步降低，明显地降低了气流再 生噪声；2、消声器壳体内壁、前端盖和后端盖内壁和出气管最后端部分均覆 设有一定厚度的吸音棉，控制消声器表面辐射噪声，降低结构噪声；3、进气 管在第二扩张腔室内的出口为扩张喇叭口结构，且管壁采取圆角过渡，排气 气流较平顺地扩张降速，降低气流再生噪声；4、结构简单，加工方便，降噪 效果明显，适用于各种型号的汽车内燃机。

附图说明

图1为本控制气流再生噪声的汽车消声器实施例结构示意图。

图中标号为：

1、第一扩张腔室，2、进气管，21、进气管出口端，3、壳体，4、第二 扩张控室，5、后端盖，6、出气管，7、过渡管，8、第二隔板，9、阻性消声 腔室，10、微孔，11、第一隔板，吸音棉，13、前端盖，

图中箭头表示气流主方向。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明：

参见图1，本控制气流再生噪声的汽车消声器壳体3内设置有与壳体3 轴向垂直的第一隔板11和第二隔板8，将壳体3内部依次隔离成第一扩张腔 室1、阻性消声器室9和第二扩张腔室4三个腔室；本例第一扩张腔室1、阻 性消声器室9和第二扩张腔室4的轴向长度的比为3︰2︰5。

所述进气管2、过渡管7和出气管6与壳体3轴向平行、并相互间隔布置 在壳体3内。本例进气管2、过渡管7和出气管6管径相同。所述进气管2 的进口为本消声器的进气端；所述进气管2穿过壳体3的前端盖13后，依次 穿过第一隔板11、第二隔板8，伸入第二扩张腔室4，本例进气管2的出口 端21为圆形喇叭口结构，管壁弯折处为圆角平滑过渡，位于第二扩张腔室4 内。所述出气管6的出口为本消声器的排气端；所述出气管6的进口端位于 第一扩张腔室1内，出气管6依次穿过第一隔板11和第二隔板8，再穿过壳 体3的后端盖5、穿出消声器；过渡管7的一端位于第一扩张腔室7内，依 次穿过第一隔板11、第二隔板8，伸入第二扩张腔室4，过渡管7的另一端 位于第二扩张腔室4内。所述出气管6和过渡管7位于阻性消声腔室9内的 部分在管壁上均设置有孔径为3mm的微孔10，开孔率为20%；本例出气管6 位于第二扩张腔室4内的部分在管壁上设置有孔径为3mm的微孔10，开孔率 为20%。在消声器壳体3、前端盖13和后端盖5的内壁覆有厚20mm的吸音棉 12，出气管6位于第二扩张腔室4内的部分的管壁上也覆有厚20mm的吸音棉 12。

对比测试，采用相同功率的汽车内燃机，安装本实施例的汽车消声器与 安装普通消声器，降噪达1dB（A）以上。降噪效果明显提高。

上述实施例，仅为对本发明的目的、技术方案和有益效果进一步详细说 明的具体个例，本发明并非限定于此。凡在本发明的公开的范围之内所做的 任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围之内。