大功率柴油機單節(jié)突變截面管式消聲器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種大功率柴油機單節(jié)突變截面管式消聲器，屬于柴油機制造技術(shù) 領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前大功率柴油機普遍采用單節(jié)突變截面管式消聲器，由進氣通道、擴張室和排 氣通道構(gòu)成，通過擴張室結(jié)構(gòu)來降低聲波聲壓，并使聲波產(chǎn)生反射和透射，以達到降低噪聲 的目的，見附圖1。對于這種結(jié)構(gòu)的消聲器，擴張室的長度及各通道與擴張室截面積比值對 于消聲器的消聲效果至關(guān)重要，簡單地加大擴張室的長度和擴張室的截面積并不一定能帶 來好的消聲效果。尤其是當(dāng)擴張室長度為噪聲二分之一波長的整數(shù)倍時，消聲器的消聲量 反而還會為零；而截面積過大的擴張室則會產(chǎn)生高頻失效現(xiàn)象，同樣也會使消聲量顯著降 低（見《噪聲控制工程的設(shè)計與計算》92頁，智乃剛、許亞芬編著，水利電力出版社，1994年 12月第一版）。因此如何選取擴張室的長度及各截面積比的最佳數(shù)值一直是困擾本技術(shù)領(lǐng) 域的難題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的就是克服上述現(xiàn)有技術(shù)之不足，提供一種大功率柴油機單節(jié)突變截 面管式消聲器，可達最佳消聲效果。
[0004] 本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的：一種大功率柴油機單節(jié)突變截面管式消聲器，由進 氣通道、擴張室和排氣通道構(gòu)成，其特征在于其進氣通道橫斷截面積S 1、擴張室橫斷截面積 S2、排氣通道橫斷截面積S3及擴張室長度1須同時滿足：
[0009] 式中：C-排氣聲速m/s，f-排氣頻率中對噪聲影響較大的頻率，η-排氣通道個數(shù)， m-奇數(shù)，W-零或正整數(shù)。
[0010] 本發(fā)明的技術(shù)方案，用四個數(shù)學(xué)表達式準確決定突變截面管式消聲器各結(jié)構(gòu)尺寸 因素，可實現(xiàn)最大消聲量，達到最佳消聲效果，避免了消聲器設(shè)計過程的盲目性，省去了大 量復(fù)雜繁瑣的試算工作量。
【附圖說明】
[0011] 圖1為大功率突變截面管式消聲器結(jié)構(gòu)原理示意圖。
[0012] 圖中標記為：1_進氣通道；2-擴張室；3-排氣通道組。
【具體實施方式】
[0013] 為使本發(fā)明實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例 中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是 本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，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。
[0014] 實施例一
[0015] 柴油機的給定排氣條件是：排氣口截面積為0. 28平方米，排氣頻率中對噪聲影響 較大的頻率f = 800Hz，排氣聲速c = 528米/秒，排氣氣流速度為10米/秒，排氣流量為 13880立方米/小時。根據(jù)給定條件確定消聲器的進氣通道橫斷截面積S 1、擴張室橫斷截 面積S2、排氣通道橫斷截面積S3及擴張室長度1。
[0016] 第一步：確定消聲器的進氣通道橫斷截面積S1。取柴油機排氣口截面積為消聲器 的進氣通道橫斷截面積，即
[0017] S1= 0. 28m2
[0018] 第二步：確定消聲器的擴張室橫斷截面積S2。將相關(guān)數(shù)值代入公式（1)
[0019]
[0020] 第三步：確定排氣通道橫斷截面積S3?？紤]到柴油機排氣氣流速度為10米/秒， 排氣流量為13880立方米/小時，選取通道個數(shù)為4,將相關(guān)數(shù)值代入公式（2)
[0021]
[0022] 第四步：確定擴張室長度1。將相關(guān)數(shù)值代入公式（3)，取m = 1 :
[0023]
[0024] 將相關(guān)數(shù)值代入公式（4)，取w為0時，不等式右側(cè)數(shù)值為最小
[0025]
[0026] 此時不等式仍成立。
[0027] 最后，確定此消聲器的進氣通道橫斷截面積S1= 0. 28m2、擴張室橫斷截面積取兩 位小數(shù)S2= 0. 51m 2、排氣通道橫斷截面積S3= 0. 1278m 2、擴張室長度I = 165mm。經(jīng)試驗 得出實際最大消聲量為6. 5dB。
[0028] 實施例二
[0029] 柴油機的給定排氣條件是：排氣口截面積為0. 05平方米，排氣頻率對噪聲影響較 大的頻率f = 800Hz，排氣聲速c = 229米/秒，排氣氣流速度為10米/秒，排氣流量為 7770立方米/小時。根據(jù)給定條件確定消聲器的進氣通道橫斷截面積S 1、擴張室橫斷截面 積S2、排氣通道橫斷截面積S3及擴張室長度1。
[0030] 第一步：確定消聲器的進氣通道橫斷截面積S1。取柴油機排氣口截面積為消聲器 的進氣通道橫斷截面積，即
[0031] S1= 0. 05m2
[0032] 第二步：確定消聲器的擴張室橫斷截面積S2。將相關(guān)數(shù)值代入公式（1)
[0033]
[0034] 第三步：確定排氣通道橫斷截面積S3?？紤]到柴油機排氣氣流速度為10米/秒， 排氣流量為7770立方米/小時，選取通道個數(shù)為3,將相關(guān)數(shù)值代入公式（2)
[0035]
[0036] 第四步：確定擴張室長度1。將相關(guān)數(shù)據(jù)代入公式（3)，取m = 1
[0037]
[0038] 將相關(guān)數(shù)值代入公式（4)，取w為0時，不等式右側(cè)數(shù)值為最小
[0039]
[0040] 此時不等式仍成立。
[0041] 最后，確定此消聲器的進氣通道橫斷截面積S1= 0. 05m2、擴張室橫斷截面積S2 = 0. 096m2、排氣通道橫斷截面積S3= 0. 032m2、擴張室長度1 = 71. 56mm。經(jīng)試驗得出實際最 大消聲量為4.4dB。
[0042] 最后應(yīng)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 管參照前述實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然 可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進行等同替 換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實施例技術(shù)方案的精 神和范圍。
【主權(quán)項】
1. 一種大功率柴油機單節(jié)突變截面管式消聲器，由進氣通道、擴張室和排氣通道構(gòu)成， 其特征在于其進氣通道橫斷截面積Si、擴張室橫斷截面積s2、排氣通道橫斷截面積s3及擴 張室長度1須同時滿足：式中：C-排氣聲速m/s，f-排氣頻率中對噪聲影響較大的頻率，n-排氣通道個數(shù)，m-奇 數(shù)，w-零或正整數(shù)。
【專利摘要】本發(fā)明的大功率柴油機單節(jié)突變截面管式消聲器，由進氣通道、擴張室和排氣通道構(gòu)成，其進氣通道橫斷截面積S1、擴張室橫斷截面積S2、排氣通道橫斷截面積S3及擴張室長度l同時滿足：<maths num="0001"></maths>式中：c-排氣聲速m/s，f-排氣頻率中對噪聲影響較大的頻率，n-排氣通道個數(shù)，m-奇數(shù)，w-零或正整數(shù)?？蓪崿F(xiàn)最大消聲量，達到最佳消聲效果，避免了消聲器設(shè)計過程的盲目性，省去了大量復(fù)雜繁瑣的試算工作量。
【IPC分類】F01N1/02, F02M35/12
【公開號】CN105019983
【申請?zhí)枴緾N201510363571
【發(fā)明人】姜旭龍, 張勵, 邢淑梅, 姜世峰, 蘇健
【申請人】中國北車集團大連機車車輛有限公司
【公開日】2015年11月4日
【申請日】2015年6月26日