專利名稱:汽車排氣凈化消聲器的制作方法
本實(shí)用新型是關(guān)于發(fā)動機(jī)排氣凈化消聲器，特別是汽車排氣凈化消聲器。
發(fā)動機(jī)的排氣和排氣噪聲所造成的環(huán)境污染的嚴(yán)重性是眾所周知的。對汽車排氣的機(jī)外凈化與排氣噪聲的控制，通常是采用凈化器與消聲器彼此獨(dú)立的分體結(jié)構(gòu)，這種分體結(jié)構(gòu)不僅造成發(fā)動機(jī)功率損失和油耗的增加，還會增加安裝費(fèi)和生產(chǎn)成本，對在用車的改造是難以推廣應(yīng)用的。本發(fā)明人參與設(shè)計(jì)的、申請?zhí)枮? 85202176的雙圓筒型汽車排氣凈化消聲器”實(shí)用新型專利申請，是利用簡單擴(kuò)張腔抗性原理達(dá)到消聲目的，排氣從消聲器入口進(jìn)入經(jīng)導(dǎo)流錐管、除塵塊和催化劑在內(nèi)筒內(nèi)轉(zhuǎn)向180°流出，再轉(zhuǎn)向180°排放到大氣中。這種凈化消聲器，由于中心氣流走向轉(zhuǎn)彎過多，造成排氣不暢，容易引起氣流再生噪聲，排氣噪聲音色因高頻成分增加而惡化，同時因凈化器內(nèi)部溫度過高容易燒毀內(nèi)部元件。
本實(shí)用新型的目的是提供一種凈化消聲效果好，且能減少發(fā)動機(jī)功耗和油耗的阻抗復(fù)合型的整體凈化消聲器。
本實(shí)用新型是對上述現(xiàn)有的雙圓筒型汽車排氣凈化消聲器的改進(jìn)，包容在圓柱形外殼筒體內(nèi)與外殼筒體共軸線配置的壁上開有穿孔的并隔開一個距離的前、后內(nèi)管，前內(nèi)管前端面與錐形擴(kuò)散管后端面之間配置有傘形穿孔組合件，前內(nèi)管內(nèi)裝有彼此隔開的若干個催化劑凈化部件，在前內(nèi)管后端部和相應(yīng)外殼筒體部位套裝有環(huán)狀催化劑凈化部件，并在前內(nèi)管后端面設(shè)有一個內(nèi)隔板，在后內(nèi)管內(nèi)前部置有一個先收縮、平直過渡而后擴(kuò)張的縮放管，縮放管的平直過渡段和其尾部配置有催化劑凈化部件，后內(nèi)管開有穿孔部位配置有一個內(nèi)隔板并在其該部位的外表面和相應(yīng)的外殼筒體部位套裝有環(huán)狀催化劑凈化部件，在相應(yīng)的縮放管平直過渡段的后內(nèi)管外壁到外殼筒體之間裝有用微穿孔板制作的消聲構(gòu)件，在微穿孔板消聲構(gòu)件后面的內(nèi)管外壁到外殼筒體之間及前內(nèi)管前部的外壁到外殼筒體之間裝有外隔板，并在內(nèi)管外壁到外殼筒體之間形成多個腔。
本實(shí)用新型所述的傘形穿孔組合件是內(nèi)裝有至少由二塊用微穿孔板沖壓而成并開有互相錯開孔的傘形件，將上部的傘形件的頂部平切并固定在套管的內(nèi)壁上，其微穿孔板的厚度δ為0.6～1.2mm，微孔直徑φ為0.6～0.8mm，穿孔率為3～5％，當(dāng)采用兩個開有三個互相錯開60°角的三角形孔的傘形件時，傘形件的軸向距離為5～50mm。
本實(shí)用新型所述的催化劑凈化部件是采用陶瓷催化劑或ABO3之外的合金催化劑或陶瓷與ABO3之外的合金混合催化劑制成。
本實(shí)用新型所述的縮放管，其擴(kuò)張管與平直過渡部分的長度比為2～5，直徑比為1.3～2。
本實(shí)用新型所述的微穿孔板消聲構(gòu)件，是用厚度δ為0.5～1mm，微孔直徑φ為0.5～1mm，穿孔率為1～5％，軸向留有50～200mm空隙的至少兩層微穿孔板制成，構(gòu)件之間形成不同腔室。當(dāng)采用雙層環(huán)狀微穿孔板消聲構(gòu)件時，板厚δ為0.8mm，微孔直徑φ為0.8mm，第一層穿孔率為2.5％，第二層穿孔率為1％。
本實(shí)用新型所述的內(nèi)隔板開有小孔，穿孔率為5～25％。
本實(shí)用新型提供的汽車排氣凈化消聲器，由于排氣流是順同一方向從內(nèi)管的催化劑凈化部件流向內(nèi)管外的催化劑凈化部件，避免了因拐大彎而造成的阻力損失，排氣流均勻流徑催化劑利于節(jié)能省功，由于采用了傘形穿孔組合件、帶有平直過渡段的縮放管、微穿孔板消聲構(gòu)件等結(jié)構(gòu)，不僅有利于凈化、還實(shí)現(xiàn)了吸聲、共振吸聲、擴(kuò)張式消聲的有機(jī)結(jié)合、形成了不使用阻性材料，全金屬結(jié)構(gòu)的阻抗復(fù)合寬頻消聲結(jié)構(gòu)。由此種種，導(dǎo)至了該凈化消聲裝置具有消聲量大(大于30dB(A)，聲能衰減約1000倍)、消聲頻率寬(對31.3～8KHZ的寬頻帶范圍內(nèi)均有很強(qiáng)的消聲作用，一般發(fā)動機(jī)噪聲峰值為63～500HZ之間)、節(jié)能省功、凈化效率高等優(yōu)點(diǎn)。按照GB3845～83、GB3842－83及國際“內(nèi)燃機(jī)排氣消聲器試驗(yàn)方法，將該凈化消聲器與國產(chǎn)121、130、美國吉普車即北京213消聲器及GG85202176雙園筒型汽車排氣凈化消聲器，用一類型發(fā)動機(jī)進(jìn)行凈化、消聲、功耗、油耗等技術(shù)指標(biāo)測試，數(shù)據(jù)如表1所示
本實(shí)用新型的有關(guān)特點(diǎn)將結(jié)合下列附圖和通過一個實(shí)施例予以說明。
附圖1——汽車排氣凈化消聲器結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖2－傘形穿孔組合件結(jié)構(gòu)示意圖實(shí)施例采用消聲器長度與直徑比為3.6、外管直徑與內(nèi)管直徑比為1.6；合金與陶瓷混合型催化劑凈化部件、其裝量比為1.2；錐形擴(kuò)散管與縮放管的擴(kuò)張角及收縮角均為45°；用2個開有三個互相錯開60°角的三角形孔、軸向距離為50mm的傘形穿孔組合件(上部的頂部平切)；用擴(kuò)張管與平直管段長度比為31、直徑比為2的縮放管；用兩個雙層環(huán)狀微穿孔板消聲構(gòu)件 構(gòu)成的凈化消聲器，結(jié)構(gòu)如圖1所示。氣流凈化消聲過程為氣流從進(jìn)氣管1經(jīng)錐形擴(kuò)散管2再到傘形穿孔組合件3(此時，氣流從互相交錯的孔中穿過，類似進(jìn)入了迷宮，傘形件攔截了未燃燒完全的炭煙，保護(hù)催化劑少受污染，聲波在傘形件內(nèi)經(jīng)歷了收縮－擴(kuò)大－再收縮－再擴(kuò)大，聲阻抗發(fā)生了變化，起到了一定的消聲作用)然后進(jìn)入分組置放的催化劑凈化部件4、5、6再從前內(nèi)管7外壁的孔群8進(jìn)入外環(huán)狀催化劑凈化部件9(此時，由于裝有催化劑凈化部件的內(nèi)管內(nèi)徑大于進(jìn)氣管1的內(nèi)徑，氣流線速度下降，增加了氣流與催化劑的接觸時間，攜帶催化反應(yīng)熱及余熱的氣流對后面的催化劑起預(yù)熱和保溫的作用，有利于凈化效率的提高)經(jīng)縮放管11的平直過渡段和尾部的催化劑凈化部件12和13(由于縮放管內(nèi)流通面積逐漸收縮與擴(kuò)張的，在達(dá)到消聲作用的同時，還具有良好的氣動性能，幾乎不產(chǎn)生渦流，即減少了阻力，也抑制了再生噪聲，由于連續(xù)變化的擴(kuò)張比每一點(diǎn)對應(yīng)一個距離喉部直管不同的長度，因而展寬了消聲頻率，由于催化劑凈化部件12、13距離較遠(yuǎn)，根據(jù)小孔擴(kuò)散消聲原理，在凈化作用的同時有利于消聲、把凈化和消聲有機(jī)結(jié)合起來)進(jìn)入后內(nèi)管26外壁的孔群14經(jīng)外環(huán)狀催化劑凈化部件15和后內(nèi)管26外壁的孔群17，進(jìn)入催化劑凈化部件18和錐形收縮19，最后從尾管20排出。由于前腔27和前內(nèi)管內(nèi)壁上的孔群21及后腔29和后內(nèi)管內(nèi)壁上的孔群14構(gòu)成了海姆霍滋共振腔，可分別衰減某一中高頻帶噪聲和位于低頻的最大峰值噪聲，內(nèi)隔板10阻檔了發(fā)動機(jī)聲波的直線傳播，當(dāng)氣流流經(jīng)前內(nèi)管環(huán)狀催化劑凈化部件9時，除一小部分反射聲外，大部分噪聲已被衰減在中腔28中，不僅展寬了消聲頻帶，而且對脈動氣源和脈動聲源起整流作用，降低了排氣噪聲，改善了排氣噪聲的音色。
該凈化消聲裝置經(jīng)跑車實(shí)測，對CO凈化轉(zhuǎn)化率為93％HC凈化轉(zhuǎn)化率為75％，車外最大加速噪聲原來為110dB(A)，裝凈化消聲器后為79.5dB(A)，車外最大加速噪聲降低30.5dB(A)、比裝原來的消聲器降低8.5dB(A)，經(jīng)道路實(shí)驗(yàn)、節(jié)油6.3％，最高車速比裝原消聲器提高1.6公里／小時。

附圖1－汽車排氣凈化消聲器結(jié)構(gòu)圖1－進(jìn)氣管 2－錐形擴(kuò)散管 3－固定在套管壁上的傘形穿孔組合件4、5、6、9、12、13、15、18－催化劑凈化部件 7－前內(nèi)管 8、14、17、21－孔群 10、16內(nèi)隔板 11－縮放管 19－錐形收縮管 20－尾管 22、25外隔板 23、24－微穿孔板消聲構(gòu)件 26－后內(nèi)管 27－前腔 28－中腔 29－后腔 30－外殼筒體。
附件2－傘形穿孔組合件結(jié)構(gòu)圖31、32－傘形件 33、34－三角形大孔 35－頂孔 36－套管
權(quán)利要求
1.一種汽車排氣凈化消聲器，由進(jìn)氣管、錐形擴(kuò)散管、內(nèi)裝有蜂窩催化劑的內(nèi)管及與其共軸線的圓柱體外殼筒體、收縮管和尾管組成，本實(shí)用新型的特征是，內(nèi)管由軸向彼此隔開一定距離的前、后內(nèi)管所組成，前內(nèi)管前端面與錐形擴(kuò)散管后端面配置有傘形穿孔組合件，前內(nèi)管內(nèi)裝有彼此隔開的若干個催化劑凈化部件，在前內(nèi)管后端部和相應(yīng)外殼筒體部位套裝有環(huán)狀催化劑凈化部件，并在前內(nèi)管后端面設(shè)有一個內(nèi)隔板，在后內(nèi)管前部置有一個先收縮、平直過渡而后擴(kuò)張的縮放管，縮放管的平直過渡段和尾部配置有催化劑凈化部件，后內(nèi)管開有穿孔部位配置有一個內(nèi)隔板并在其該部位的外表面和相應(yīng)的外殼筒體部位套裝有環(huán)狀催化劑凈化部件，在相應(yīng)的縮放管平直過渡段的后內(nèi)管外壁到外殼筒體之間裝有微穿孔板消聲構(gòu)件，在微穿孔板消聲構(gòu)件后面的內(nèi)管外壁到外殼筒體之間形成多個腔。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的凈化消聲裝置，其特征在于所述的傘形穿孔組合件是內(nèi)裝有至少由二塊用微穿孔板沖壓而成并開有互相錯開孔的傘形件，將上部的傘形件頂部平切并固定在套管的內(nèi)壁上。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的凈化消聲裝置，其特征在于所述的傘形穿孔組合件所用的微穿孔板的厚度δ為0.6～1.2mm，微孔直徑φ為0.6～0.8mm穿孔率為3～5％，傘形件上開有互相錯開60°角的三角形孔，上部的傘形件頂部平切并固定在套管的內(nèi)壁上，傘形件的軸向距離為5～50mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的凈化消聲裝置，其特征在于所述的催化劑凈化部件是采用陶瓷催化劑。
5.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的凈化消聲裝置，其特征在于所述的催化劑凈化部件采用除ABO2之外的合金催化劑。
6.根據(jù)權(quán)利要求
4或5所述的凈化消聲裝置，其特征在于所述的催化劑凈化部件采用陶瓷和ABO3之外的合金混合催化劑。
7.根據(jù)權(quán)利要求
1 所述的凈化消聲裝置，其特征在于所述的縮放管，其擴(kuò)散管與平直過渡段的長度之比為2～5，直徑之比為1.3～2。
8.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的凈化消聲裝置，其特征在于所述的微穿孔板消聲構(gòu)件是用厚度δ為0.5～1mm，微孔直徑φ為0.5～1mm、穿孔率為1～5％、軸向留有50～200空隙的至少兩層微穿孔板制成。
9.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的凈化消聲裝置，其特征在于所述的內(nèi)隔板穿有小孔、穿孔率為5～25％。
專利摘要
一種汽車凈化消聲器涉及汽車發(fā)動機(jī)或其它內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化消聲裝置。本裝置利用催化凈化、阻抗復(fù)合寬頻消聲原理設(shè)計(jì)的阻抗復(fù)合式整體凈化消聲器，具有凈化效率高、消聲效果顯著、節(jié)油、省功等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號F01N3/28GK86202876SQ86202876
公開日1987年4月29日 申請日期1986年5月13日
發(fā)明者姜鵬明, 耿曉音, 戰(zhàn)家愷 申請人:北京市勞動保護(hù)科學(xué)研究所導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan