车辆排气系统的阻抗复合式消声器技术方案

本发明专利技术公开了一种车辆排气系统的阻抗复合式消声器，筒体呈圆柱形且两端封闭，筒体内沿轴向依次分隔为第一腔室、第二腔室和第三腔室，第一腔室和第三腔室为抗性扩张腔，第二腔室为阻抗复合腔；进口管的一端位于筒体外部、另一端密封地穿过第一腔室和第二腔室后进入第三腔室，进口管的外端为气流进口、内端封闭、第三腔室内区域分布通孔；出口管的一端位于筒体外部、另一端密封地穿过第三腔室和第二腔室后进入第一腔室，出口管的外端为气流出口、内端敞开、第二腔室内区域分布通孔；内插管密封地穿过第二腔室且将两端的第一腔室和第三腔室连通；消音介质填充在第二腔室内。该消声器能在宽频带吸收噪音的同时提升中低转动力输出，成本低。成本低。成本低。

【技术实现步骤摘要】
车辆排气系统的阻抗复合式消声器


[0001]本专利技术属于车辆降噪领域，具体涉及一种车辆排气系统的阻抗复合式消声器。

技术介绍

[0002]现有的消声器分为阻性消声器、抗性消声器、阻抗复合式消声器、阀门控制的消声器以及配备主动降噪装置的消声器。阻性消声器简单轻便，消音频段较高，常见于摩托车排气系统，但其对于低频噪声的作用较弱，市场中的阻性消声器一般采用直通结构，在中低转的动力损失比较明显；抗性消声器常用于乘用车，其消声频段偏低，对于摩托车发动机而言，高转噪声难以得到降低，且改装市场中的抗性消声器、回压鼓等一般直接装车，对于回压的大小没有进行严格验证，其动力表现得不到保障；配备了阀门或主动降噪装置的消声器，控制策略比较复杂，成本较高，不适用于预算有限的车辆，如大学生方程式赛车；阻抗复合消声器可以将声吸收和声反射恰当地组合起来，能消除低、中、高频噪声，而且成本较低，但是目前没有合适的构型用在车辆排气系统中。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是提供一种车辆排气系统的阻抗复合式消声器，该消声器具有良好的消声特性和动力表现，成本低，能在宽频带吸收噪音的同时提升中低转动力输出。
[0004]本专利技术所采用的技术方案是：一种车辆排气系统的阻抗复合式消声器，包括筒体、进口管、出口管、内插管和消音介质；筒体呈圆柱形且两端封闭，筒体内由隔板沿轴向依次分隔为第一腔室、第二腔室和第三腔室，第一腔室和第三腔室为抗性扩张腔，第二腔室为阻抗复合腔；进口管的一端位于筒体外部、另一端沿轴向密封地穿过第一腔室和第二腔室后进入第三腔室，进口管的外端为气流进口、内端封闭、第三腔室内区域分布有通孔；出口管的一端位于筒体外部、另一端沿轴向密封地穿过第三腔室和第二腔室后进入第一腔室，出口管的外端为气流出口、内端敞开、第二腔室内区域分布有通孔；内插管沿轴向密封地穿过第二腔室且将两端的第一腔室和第三腔室连通，内插管为变截面管；消音介质填充在第二腔室内。
[0005]优选地，进口管轴心与筒体轴心的距离等于出口管轴心与筒体轴心的距离。
[0006]优选地，筒体、隔板、进口管、出口管和内插管均采用钢材。
[0007]优选地，第一腔室和第三腔室之间通过两个内插管连通。
[0008]优选地，消音介质为消音棉。
[0009]上述车辆排气系统的阻抗复合式消声器的设计方法是：先根据发动机参数确定消声器体积、腔体数，然后根据噪声频率计算结果确定各腔室的类型，并确定各腔室的结构参数，得到消声器的初步数据，然后建立消声器模型，通过仿真计算验证消声器是否符合噪声标准，若不符合噪声标准，则修正消声器的数据后再建立消声器模型、进行仿真计算，然后在符合噪声标准的前提下进行发动机外特性的仿真计算，微调消声器的数据，使发动机获得最优的动力表现。
[0010]本专利技术的有益效果是：车辆排气系统的废气先沿进口管穿过第一腔室和第二腔室并通过通孔进入第三腔室内，然后通过内插管在第一腔室和第三腔室之间进行多次转向、干涉、共振，声能大量损耗，其中，由于第一腔室和第三腔室为抗性扩张腔、筒体呈圆柱形、内插管为变截面管，废气会在第一腔室、第三腔室和内插管内产生涡流，废气在涡流和转向过程中层层减速，废气的压缩减弱从而减小振幅，同时，废气在第一腔室内进入出口管到达第二腔室并通过通孔进入第二腔室内，第二腔室为阻抗复合腔，通孔与第二腔室构成亥姆霍兹共振腔，通过空气柱共振消耗中低频噪声，填充的消音介质也会吸收高频噪声，最终，废气从出口管排出筒体；该消声器具有良好的消声特性和动力表现，成本低，在宽频带吸收噪音的同时提升中低转动力输出，装入车辆排气系统后，怠速噪声不超过103db，在5500转噪声不超过110db。
附图说明
[0011]图1是本专利技术实施例中车辆排气系统的阻抗复合式消声器的剖面图；为了方便观察，该图去掉了第二腔室内的消音介质；该图主要是将筒体、进口管和出口管剖开，故而内插管处于被阻挡状态。
[0012]图2是本专利技术实施例中车辆排气系统的阻抗复合式消声器的设计流程图。
[0013]图3是本专利技术实施例经过GT
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suite系列软件进行噪声仿真得出的曲线。
[0014]图4是本专利技术实施例在GT
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suite系列软件中与发动机耦合的模型。
[0015]图5是本专利技术实施例结构优化前在GT
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suite系列软件中进行马力机仿真得出的扭矩曲线图。
[0016]图6是本专利技术实施例结构优化后在GT
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suite系列软件中进行马力机仿真得出的扭矩曲线图。
[0017]图7是本专利技术实施例在Fluent模块中进行流体仿真得到的气流流线图。
[0018]图中：1
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筒体；2
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隔板；3
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第一腔室；4
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第二腔室；5
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第三腔室；6
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进口管；7
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出口管；8
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内插管；9
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通孔。
具体实施方式
[0019]下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明。
[0020]本专利技术公开一种车辆排气系统的阻抗复合式消声器，如图1所示，包括筒体1、进口管6、出口管7、内插管8和消音介质；筒体1呈圆柱形且两端封闭，筒体1内由隔板2沿轴向依次分隔为第一腔室3、第二腔室4和第三腔室5，第一腔室3和第三腔室5为抗性扩张腔，第二腔室4为阻抗复合腔；进口管6的一端位于筒体1外部、另一端沿轴向密封地穿过第一腔室3和第二腔室4后进入第三腔室5，进口管6的外端为气流进口、内端封闭、第三腔室5内区域分布有通孔9；出口管7的一端位于筒体1外部、另一端沿轴向密封地穿过第三腔室5和第二腔室4后进入第一腔室3，出口管7的外端为气流出口、内端敞开、第二腔室4内区域分布有通孔9；内插管8沿轴向密封地穿过第二腔室4且将两端的第一腔室3和第三腔室5连通，内插管8为变截面管；消音介质填充在第二腔室4内。
[0021]车辆排气系统的废气先沿进口管6穿过第一腔室3和第二腔室4并通过通孔9进入第三腔室5内，然后通过内插管8在第一腔室3和第三腔室5之间进行多次转向、干涉、共振，
声能大量损耗，其中，由于第一腔室3和第三腔室5为抗性扩张腔、筒体1呈圆柱形、内插管8为变截面管，废气会在第一腔室3、第三腔室5和内插管8内产生涡流，废气在涡流和转向过程中层层减速，废气的压缩减弱从而减小振幅，同时，废气在第一腔室3内进入出口管7到达第二腔室4并通过通孔9进入第二腔室4内，第二腔室4为阻抗复合腔，通孔9与第二腔室4构成亥姆霍兹共振腔，通过空气柱共振消耗中低频噪声，填充的消音介质也会吸收高频噪声，最终，废气从出口管7排出筒体1。
[0022]在本实施例中，优选地，进口管6轴心与筒体1轴心的距离等于出口管7轴心与筒体1轴心的距离。在本实施例中，优选地，筒体1、隔板2、进口管6、出口管7和内插管8均采用钢材。在本实施例中，优选地，第本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种车辆排气系统的阻抗复合式消声器，其特征在于：包括筒体、进口管、出口管、内插管和消音介质；筒体呈圆柱形且两端封闭，筒体内由隔板沿轴向依次分隔为第一腔室、第二腔室和第三腔室，第一腔室和第三腔室为抗性扩张腔，第二腔室为阻抗复合腔；进口管的一端位于筒体外部、另一端沿轴向密封地穿过第一腔室和第二腔室后进入第三腔室，进口管的外端为气流进口、内端封闭、第三腔室内区域分布有通孔；出口管的一端位于筒体外部、另一端沿轴向密封地穿过第三腔室和第二腔室后进入第一腔室，出口管的外端为气流出口、内端敞开、第二腔室内区域分布有通孔；内插管沿轴向密封地穿过第二腔室且将两端的第一腔室和第三腔室连通，内插管为变截面管；消音介质填充在第二腔室内。2.如权利要求1所述的车辆排气系统的阻抗复合式消声器，其特征在于：进口管轴心与筒体轴心的距离等于出口管轴心与筒体轴心的距离。3.如...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐峰祥，戴子晨，张宇飞，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：