本發(fā)明涉及工程機械技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種消聲器及工程機械。

背景技術(shù)：

排氣噪聲是工程機械的主要噪聲源之一，消聲器作為車輛排氣系統(tǒng)的主要消聲裝置，其性能好壞決定著整車的噪聲水平。近年來，隨著噪聲法規(guī)的日益嚴格，對消聲器的設(shè)計要求也逐漸提高，同時發(fā)動機轉(zhuǎn)速逐漸呈現(xiàn)出低轉(zhuǎn)速的特征，從而導(dǎo)致排氣基頻及其倍頻呈現(xiàn)出低頻化的特征。工程機械排氣噪聲是以中低頻為主的寬頻噪聲，因此要求消聲器在兼顧全頻段消聲的基礎(chǔ)上具有優(yōu)異的中低頻段消聲特性。

現(xiàn)有的工程機械消聲器的設(shè)計大多沒有針對相應(yīng)主機排氣噪聲較高的峰值頻率，通常采用經(jīng)驗結(jié)構(gòu)，甚至將一款消聲器結(jié)構(gòu)用于多個車型，由于設(shè)計時沒有針對相應(yīng)主機排氣噪聲較高的峰值頻率，導(dǎo)致裝到整車上后消聲效果不佳，甚至某些噪聲較大的頻段產(chǎn)生通過頻率。

另外，由于工程機械動力艙中空間有限，消聲器的體積通常較小，所以消聲器大多采用穿孔管擴張及收縮單元、填充吸音材料等一些復(fù)雜結(jié)構(gòu)的方法降低排氣噪聲，復(fù)雜的內(nèi)部結(jié)構(gòu)導(dǎo)致排氣背壓較大，因此造成較大的能量損耗。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提出一種消聲器及工程機械，以解決現(xiàn)有技術(shù)中的消聲器消聲效果不佳的問題。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種消聲器包括殼體，所述殼體位于進氣管和出氣管之間并且與其連通，所述殼體內(nèi)設(shè)有多個連通的消聲腔，所述消聲腔包括第一消聲腔，所述第一消聲腔具有與所述進氣管串聯(lián)連通的至少兩個子腔，所述至少兩個子腔包括位于進氣方向最下游的第一子腔和位于進氣方向最上游的第二子腔，所述第一子腔僅和與其相鄰的子腔相連通。

進一步地，所述進氣管延伸貫穿所述第一消聲腔，所述第一子腔和第二子腔位于所述進氣管和所述殼體之間，所述第二子腔與所述進氣管相通；或者所述進氣管的出氣口位于所述第一消聲腔中。

進一步地，至少兩個所述子腔沿所述殼體的徑向布置或者沿所述殼體的軸向布置。

進一步地，所述第一消聲腔位于所述殼體的進氣端或者中間位置。

進一步地，所述進氣管與所述殼體之間設(shè)有軸向延伸的第一管，所述第一子腔位于所述第一管與所述殼體之間。

進一步地，所述第一消聲腔內(nèi)設(shè)有徑向隔板，用于將所述第一消聲腔分隔為軸向布置的至少兩個子腔。

進一步地，多個所述消聲腔包括第三消聲腔和第四消聲腔，所述第三消聲腔內(nèi)設(shè)有第二管，所述第二管設(shè)有多個孔，所述第二管的進氣口穿出所述第三消聲腔，所述第二管的出氣口設(shè)有第三管，所述第三管的出氣口穿出所述第三消聲腔并延伸到所述第四消聲腔中，所述第三管的直徑小于所述第二管的直徑。

進一步地，所述第一消聲腔與所述第三消聲腔之間設(shè)有第二消聲腔，所述進氣管的出氣口和所述第二管的進氣口均伸入所述第二消聲腔。

進一步地，所述進氣管伸入所述第二消聲腔的長度占所述第二消聲腔長度的1/3，和/或所述第二管伸入所述第二消聲腔的長度占所述第二消聲腔長度的1/4。

進一步地，所述進氣管與所述第二管在軸向上相互錯開。

進一步地，所述第四消聲腔位于所述殼體的出氣端，所述出氣管貫穿所述第四消聲腔，并且所述出氣管的進氣口伸入所述第三消聲腔內(nèi)。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提供了一種工程機械，包括上述的消聲器。

基于上述技術(shù)方案，本發(fā)明通過在第一消聲腔內(nèi)設(shè)置至少兩個與進氣管串聯(lián)連通的子腔，并且使得位于進氣方向最下游的第一子腔僅和與其相鄰的子腔相連通，這意味著本發(fā)明的消聲器中除了通過多個消聲腔進行消聲之外，又另外增設(shè)了至少兩個子腔，至少兩個子腔所形成的消聲路線作為旁支消聲路線，在同一個消聲腔內(nèi)進行至少兩級消聲，能夠消減至少兩個不同頻率的噪聲，大大改善消聲效果。

附圖說明

此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，構(gòu)成本申請的一部分，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當限定。在附圖中：

圖1為本發(fā)明消聲器一個實施例沿中軸線的剖視圖。

圖2為本發(fā)明消聲器一個實施例的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本發(fā)明消聲器另一個實施例沿中軸線的剖視圖。

圖4為本發(fā)明消聲器一個實施例的安裝結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1-進氣管，2-第四管，3-第一隔板，4-殼體，5-第二隔板，6-第二管，7-第三隔板，8-第三管，9-出氣管，10-第一管，11-第五管，12-第一消聲腔，13-第二消聲腔，14-第三消聲腔，15-第四消聲腔，16-徑向隔板，17-安裝座，21-第一子腔，22-第二子腔。

具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述。顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明的一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù) 人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語“中心”、“橫向”、“縱向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明保護范圍的限制。

為了改善消聲器的消聲效果，本發(fā)明提出一種結(jié)構(gòu)改進的消聲器，如圖1所示，該消聲器包括殼體4，所述殼體4位于進氣管1和出氣管9之間，并且所述殼體4的第一端與進氣管1連通，所述殼體4的第二端與出氣管9連通，所述殼體4內(nèi)設(shè)有多個連通的消聲腔，至少一個所述消聲腔與所述進氣管1或所述出氣管9連通，以使排氣通過進氣管1進入消聲器，經(jīng)消聲器內(nèi)的各個消聲腔消聲之后，通過出氣管9排出。

上述消聲器中的多個消聲腔包括第一消聲腔12，所述第一消聲腔12具有與所述進氣管1串聯(lián)連通的至少兩個子腔，所述至少兩個子腔包括位于進氣方向最下游的第一子腔21和位于進氣方向最上游的第二子腔22，第一子腔21和第二子腔22相互串聯(lián)連通，第二子腔22與進氣管1流體連通，所述第一子腔21僅和與其相鄰的子腔相連通，換句話說，第一子腔21不與其他消聲腔或者第一消聲腔內(nèi)的其他子腔連通，只有與第一子腔21相鄰的子腔與第一子腔21連通，當然，此處的連通指的是直接連通。如圖1所示，第一消聲腔12內(nèi)設(shè)有兩個子腔，分別為第一子腔21和第二子腔22，第一子腔21上僅設(shè)有與第一子腔連通的第五管11，并且第一子腔21只與第二子腔22連通。

通過在第一消聲腔內(nèi)設(shè)置至少兩個與進氣管串聯(lián)連通的子腔，并且使得位于進氣方向最下游的第一子腔21僅和與其相鄰的子腔相連通，這意味著本發(fā)明的消聲器中除了通過多個消聲腔進行消聲之外， 又另外增設(shè)了至少兩個子腔，至少兩個子腔所形成的消聲路線作為旁支消聲路線，在同一個消聲腔內(nèi)進行至少兩級消聲，能夠消減至少兩個不同頻率的噪聲，大大改善消聲效果。

需要說明的是，本發(fā)明消聲器設(shè)有多個消聲腔，可以在其中任何一個消聲腔內(nèi)設(shè)置上述的至少兩個子腔，只要能夠?qū)崿F(xiàn)上述作用即可。如圖1所示的實施例中，并不限于在第一消聲腔12內(nèi)設(shè)置至少兩個子腔，在其他消聲腔內(nèi)也可以進行同樣設(shè)置，設(shè)置至少兩個子腔的目的主要是在原有的由多個消聲腔進行消聲的基礎(chǔ)上再增加至少一條旁支消聲路線，這樣可以消減更多頻率的噪聲。

在一個優(yōu)選的實施例中，第一消聲腔12位于所述殼體4的進氣端或者中間位置。

消聲器的多個消聲腔中有一些與進氣管1直接連通，比如進氣管1穿過該消聲腔，或者進氣管1的出口端位于該消聲腔內(nèi)部；而另外還有一些消聲腔則未與進氣管1直接連通，而是通過消聲腔與消聲腔之間的連通間接地與進氣管1連通，因此至少兩個子腔與進氣管1也有可能不直接連通。

在至少一個消聲腔中所設(shè)置的至少兩個所述子腔中位于進氣方向最上游的第二腔22與進氣管1連通的方式至少有兩種：一種是所述進氣管1延伸貫穿所述第一消聲腔12，所述第一子腔21和第二子腔22位于所述進氣管1和所述殼體4之間，所述第二子腔22與所述進氣管1相通；另一種是所述進氣管1的出氣口位于所述第一消聲腔12中，此時進氣管1與第二子腔22直接連通，無需設(shè)置第四管2。

對于第一種方式，第二子腔22可以通過設(shè)置在所述進氣管1的側(cè)壁上的第四管2與所述進氣管1連通。這里所設(shè)置的第四管2的個數(shù)可以為一個，也可以為多個，具體可以根據(jù)實際情況進行選擇。

在進氣管1的側(cè)壁上設(shè)置第四管2，以連通第二子腔22和進氣管1，這樣第一消聲腔12就形成了至少兩級的共振消聲腔，聲波入射時，在共振頻率上，進入第二子腔22和第一子腔11的聲波在第四管2和第五管11中產(chǎn)生劇烈的共振作用，損耗了聲能，從而消減至少兩個頻 段的噪聲。

對于至少兩個子腔的布置形式，可以沿所述殼體4的徑向布置；也可以沿所述殼體4的軸向布置。

如圖2所示，所述進氣管1與所述殼體4之間設(shè)有軸向延伸的第一管10，所述第一子腔21位于所述第一管10與所述殼體4之間。該第一管10設(shè)置在所述進氣管1的外壁與所述殼體4的內(nèi)壁之間，以將所述第一消聲腔12分隔為第一子腔21和第二子腔22，所述第一子腔21和所述第二子腔22沿所述殼體4的徑向依次串聯(lián)連接，其中在徑向方向上，第一子腔21位于外側(cè)，第二子腔22位于內(nèi)側(cè)。

如圖3所示，所述第一消聲腔12內(nèi)設(shè)有徑向隔板16，用于將所述第一消聲腔12分隔為軸向布置的至少兩個子腔。所述徑向隔板16將所述第一消聲腔12分隔為第一子腔21和第二子腔22，所述第一子腔21和所述第二子腔22沿所述殼體4的軸向依次串聯(lián)連接，其中，在軸向方向上，第二子腔22相對于第一子腔21更加靠近殼體4的第一端。

在如圖2和圖3所示的兩個實施例中，所述進氣管1貫穿所述第一消聲腔12，所述進氣管1與所述第一子腔21通過所述第四管2連通，所述第一管10的管壁或者所述徑向隔板16上設(shè)有第五管11，所述第五管11用于連通所述第一子腔21和所述第二子腔22。這樣，第一消聲腔12內(nèi)形成了至少兩級共振腔，通過兩級共振腔的串聯(lián)使用，使第一消聲腔12的傳遞損失產(chǎn)生至少兩個共振峰值，通過調(diào)整第四管2和第五管11的個數(shù)、長度和直徑，可以調(diào)整兩個共振峰值的頻率，使其處于排氣噪聲峰值處，一般可以選擇發(fā)動機排氣基頻及其倍頻處。

除了上述的第一消聲腔12之外，多個所述消聲腔還可以包括第三消聲腔14和第四消聲腔15，所述第三消聲腔14內(nèi)設(shè)有第二管6，其中第二管6的個數(shù)可以根據(jù)實際情況進行靈活設(shè)置，多個第二管6相互并聯(lián)，比如在圖2所示的實施例中，第二管6設(shè)置有三個，并且這三個第二管6在圓周方向上均勻布置。

所述第二管6的管壁上設(shè)有多個孔，其中，所述第二管6的穿孔 率可以為20％～25％，所述第二管6上各孔的直徑可以選擇4mm～6mm。這樣，第三消聲腔14形成穿孔管式擴張消聲腔，通過第二管6上的各個穿孔進行消聲。通過調(diào)整第二管6的個數(shù)、布置形式和第二管6上孔的個數(shù)可以調(diào)整第三消聲腔14的消聲頻段和消聲量。

所述第二管6的進氣口穿出所述第三消聲腔14，所述第二管6的出氣端連接有第三管8，所述第三管8的出氣口穿出所述第三消聲腔14并延伸到所述第四消聲腔15中，所述第三管8的直徑小于所述第二管6的直徑。這樣，進入第二管6的排氣一部分通過第三管8排出或者進入第四消聲腔15中，通過第四消聲腔15的共振作用，可以損失一部分聲能，增強消聲效果。

在上述實施例的基礎(chǔ)上，所述第一消聲腔12與所述第三消聲腔14之間還可以設(shè)置至少一個第二消聲腔13，所述進氣管1的出氣口和所述第二管6的進氣口均伸入所述第二消聲腔13，所述進氣管1的直徑和所述第二管6的直徑均小于所述第二消聲腔13的直徑。第二消聲腔13為擴張式消聲腔，通過聲波在流通時截面積的突變發(fā)生反射而衰減噪聲，達到消聲的目的。通過調(diào)整第二消聲腔13的長度可以調(diào)整該腔的主要消聲頻段，通過調(diào)整進氣管1和第二管6伸入第二消聲腔13的長度可以消除第二消聲腔13的通過頻率。

優(yōu)選地，所述進氣管1伸入所述第二消聲腔13的長度占所述第二消聲腔13總長度的1/3，和/或所述第二管6伸入所述第二消聲腔13的長度占所述第二消聲腔13總長度的1/4，該設(shè)置能夠更好地消除第二消聲腔13的通過頻率。

為了使氣流充分擴張，防止氣流從所述進氣管1流出后直接進入所述第二管6，所述進氣管1與所述第二管6在軸向位置上相互錯開。

為進一步改善消聲效果，所述第四消聲腔15位于所述殼體4的出氣端，第三管8的出氣口可以伸入第四消聲腔15內(nèi)部，所述出氣管9貫穿所述第四消聲腔15，所述出氣管9的進氣口伸入所述第三消聲腔14內(nèi)。這樣，排氣通過第三管8進入第四消聲腔15，然后再返回第三消聲腔14進行消聲。多個第三管8與第四消聲腔15構(gòu)成并聯(lián)式 共振消聲腔，可以產(chǎn)生一個傳遞損失峰值，通過調(diào)整第三管8的直徑和長度可以調(diào)整該峰值的頻率，以加強消聲器的整體消聲效果，也可以消除其它排氣峰值處的噪聲。

本發(fā)明各實施例中的消聲器適合應(yīng)用于各類工程機械或車輛中，以減少各類工程機械或車輛中排氣所產(chǎn)生的噪聲。

具體安裝時，可以采用如圖4所示的安裝座17將消聲器安裝在工程機械上能夠與排氣相互連通的位置，該安裝座17包括支撐部和安裝板，安裝板上可以設(shè)置安裝孔，以通過螺栓可拆卸地安裝在工程機械的相應(yīng)位置，支撐部則直接與消聲器的第一端固定連接，可以選擇焊接等連接方式，進氣管1可以通過兩個支撐部之間的空隙與發(fā)動機排氣管相連接。該安裝座結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便，可靠性高。

下面結(jié)合附圖1～3對本發(fā)明消聲器及工程機械實施例的具體結(jié)構(gòu)進行說明：

如圖2和圖3所示，消聲器由殼體4、第一隔板3、第二隔板5、第三隔板7分成四個消聲腔室，分別為第一消聲腔12、第二消聲腔13、第三消聲腔14和第四消聲腔15。消聲器殼體4的兩端分別連接有進氣管1和出氣管9。

進氣管1穿過第一消聲腔12，并伸入第二消聲腔13，在第三消聲腔14中設(shè)置有三根第二管6，以使第三消聲腔14與第二消聲腔13相通，第三隔板7上在每根第二管6的焊接位置設(shè)置有第三管8，第三管8將第三消聲腔14和第四消聲腔15連通，出氣管9貫穿第四消聲腔15，并與第三消聲腔14連通。

如圖2所示的實施例中，第一消聲腔12由第一管10分隔成第一子腔21和第二子腔22，在進氣管1的側(cè)壁上設(shè)置有至少一個第四管2，在第一管10的側(cè)壁上設(shè)置有多個第五管11，第一子腔21和第二子腔22與進氣管1之間通過第四管2和第五管11形成串聯(lián)式共振腔。

如圖3所示的實施例中，第一消聲腔12由徑向隔板16分隔成第一子腔21和第二子腔22，徑向隔板16上設(shè)置有多個第五管11，第一子腔21和第二子腔22與進氣管1之間通過第四管2和第五管11形成 串聯(lián)式共振腔。

消聲器工作時，氣流從進氣管1進入，一部分氣流通過第四管2進入第一消聲腔12，通過兩級共振消聲后回到進氣管1；另一部分氣流直接進入第二消聲腔13，經(jīng)過擴張與收縮消聲后進入第二管6；進入第二管6中的氣流一部分通過第二管6上的小孔消聲后進入第三消聲腔14，再經(jīng)過擴張與收縮消聲后經(jīng)過出氣管9排出；進入第二管6中的另一部分氣流經(jīng)過第三管8進入第四消聲腔15，經(jīng)過共振消聲回到第二管6，然后通過小孔進入第三消聲腔14，再次經(jīng)過擴張與收縮消聲后通過出氣管9排出。

通過對本發(fā)明消聲器及工程機械的多個實施例的說明，可以看到本發(fā)明消聲器及工程機械實施例至少具有以下一種或多種優(yōu)點：

1、通過不同形式的共振子腔與擴張腔的組合，使排氣氣流通過多次共振消聲和擴張與收縮消聲后排出，針對工程機械排氣噪聲頻譜特征，特別是噪聲峰值較大排氣基頻及倍頻等中低頻段實現(xiàn)較好的消聲效果，降低車輛的輻射噪聲；

2、通過合理的各腔參數(shù)設(shè)置，擴寬了消聲器的消聲頻率范圍，增大了消聲量；

3、多級子腔的串聯(lián)以及多條消聲路線的并聯(lián)設(shè)計，彌補了現(xiàn)有消聲器的下限截止頻率的問題，提高了低頻段的傳遞損失，能夠在多個頻率處產(chǎn)生消聲峰值，大大降低了排氣基頻及其倍頻處的噪聲；

4、結(jié)構(gòu)合理，氣流通道順暢，產(chǎn)生較小的排氣背壓，減少發(fā)動機功率損耗，易于加工制造。

最后應(yīng)當說明的是：以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對其限制；盡管參照較佳實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當理解：依然可以對本發(fā)明的具體實施方式進行修改或者對部分技術(shù)特征進行等同替換；而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明請求保護的技術(shù)方案范圍當中。