一種發(fā)動機進氣系統(tǒng)消聲裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及消聲技術領域，公開了一種發(fā)動機進氣系統(tǒng)消聲裝置，包括外殼體和內管，所述外殼體包括進氣口、出氣口和突起部，所述內管套裝在所述外殼體中并分別在內管的進、出口處與所述外殼體的內壁固定連接，發(fā)動機進氣由所述進氣口流入所述外殼體后全部流經(jīng)所述內管，再由所述出氣口流出；所述內管與所述突起部配合形成腔體，所述腔體被隔板分隔成至少兩個沿發(fā)動機進氣流動方向布置的消聲室，每個所述消聲室對應的所述內管的表面均設有連通所述內管內部與該消聲室的消聲孔；各個所述消聲室的消聲中心頻率不同。該發(fā)動機進氣系統(tǒng)消聲裝置對較寬頻率的進氣噪聲具有良好的消聲作用，且方便在進氣系統(tǒng)中連接布置，便于使用。
【專利說明】
-種發(fā)動機進氣系統(tǒng)消聲裝置
技術領域
[0001] 本發(fā)明設及消聲技術領域，尤其設及一種發(fā)動機進氣系統(tǒng)消聲裝置。
【背景技術】
[0002] 發(fā)動機進氣系統(tǒng)中的噪聲主要是由進氣口的周期性開、閉而產生的壓力起伏變化 引起的。隨著進氣系統(tǒng)中滿輪增壓器的使用，進一步加劇了進氣系統(tǒng)的噪聲，也使得進氣噪 聲的頻率變寬。為了降低進氣系統(tǒng)噪聲，各大廠家都致力于通過在進氣管路中增加相關消 聲器W消除或降低進氣噪聲。
[0003] 目前，在進氣系統(tǒng)中廣泛使用的消聲器主要有赫爾姆茲諧振腔、1/4波長管、1/2波 長管等旁支共振型消聲器，中國專利公布號為CN 102367791A的發(fā)明專利申請公開了一種 典型的1/4波長管消聲器，其結構如圖1所示，運種消聲器利用聲波反射規(guī)律可消除特定頻 率的噪聲，但單個消聲器僅對相應峰值頻率及周邊很窄的頻率帶起作用，面對由于增壓器 的使用導致進氣噪聲頻率變寬的情況，需要設置多個上述消聲器同時使用，才能獲得較好 的消聲效果。如圖2所示，中國專利公布號為CN 103790743A的發(fā)明專利申請就公開了采用 兩個1/4波長管聯(lián)合赫姆霍茲消聲器的汽車降噪系統(tǒng)，圖中1'為1/4波長管，2 '為赫姆霍茲 消聲器。該方案相比于1/4波長管單獨使用的情況，雖然具備較好的消聲效果，但對布置空 間要求較高，在排氣系統(tǒng)中會因為難W滿足布置要求而無法實現(xiàn)預設的消聲效果。
【發(fā)明內容】
[0004] 本發(fā)明的目的在于提供一種發(fā)動機進氣消聲裝置，能夠對較寬頻率段下的進氣噪 聲具有良好的消聲效果，且對布置空間要求較低，方便使用。
[0005] 為了實現(xiàn)上述效果，本發(fā)明提供了如下的技術方案：
[0006] -種發(fā)動機進氣系統(tǒng)消聲裝置，包括外殼體和內管，所述外殼體包括進氣口、出氣 口和突起部，所述內管套裝在所述外殼體中并分別在內管的進、出口處與所述外殼體的內 壁固定連接，發(fā)動機進氣由所述進氣口流入所述外殼體后全部流經(jīng)所述內管，再由所述出 氣口流出；所述內管與所述突起部配合形成腔體，所述腔體被隔板分隔成至少兩個沿發(fā)動 機進氣流動方向布置的消聲室，每個所述消聲室對應的所述內管的表面均設有連通所述內 管內部與該消聲室的消聲孔;各個所述消聲室的消聲中屯、頻率不同。
[0007] 上述發(fā)動機進氣系統(tǒng)消聲裝置，所述腔體為弧形腔體。
[000引上述發(fā)動機進氣系統(tǒng)消聲裝置，所述腔體為與所述內管同軸的環(huán)形腔體。
[0009] 上述發(fā)動機進氣系統(tǒng)消聲裝置，所述消聲孔為圓孔或條形孔。
[0010] 上述發(fā)動機進氣系統(tǒng)消聲裝置，所述條形孔沿所述內管的周向或軸向延伸。
[0011] 上述發(fā)動機進氣系統(tǒng)消聲裝置還包括排油結構。
[0012] 上述發(fā)動機進氣系統(tǒng)消聲裝置，所述排油結構包括設置在各個所述隔板上的開 口、設置在所述外殼體上的集油槽W及與所述集油槽連通的排油口，所述開口設置在所述 隔板與所述外殼體的連接端。
[0013] 上述發(fā)動機進氣系統(tǒng)消聲裝置，所述排油口設置在所述外殼體上靠近所述內管的 出口的位置，所述內管的出口與所述外殼體的內壁連接處設有朝向所述排油口的吹氣缺 P。
[0014] 上述發(fā)動機進氣系統(tǒng)消聲裝置，所述內管在其進口和出口邊緣處分別設有卡接凸 塊，所述卡接凸塊與所述外殼體的內壁上的卡接凹槽卡接定位。
[0015] 上述發(fā)動機進氣系統(tǒng)消聲裝置，一個所述消聲室的體積、該消聲室對應的所述消 聲孔的面積、該消聲室對應的所述消聲孔的個數(shù)、該消聲室對應的所述內管的壁厚W及所 述內管的內徑滿足如下關系：
[0016]
[0017] 其中，I'L為消聲量，f為進氣溫度為常溫時的進氣噪聲中屯、頻率，fr為進氣溫度最 高或最低時的進氣噪聲中屯、頻率，V為一個消聲室的體積，S為該消聲室對應的消聲孔的面 積，n為該消聲室對應的消聲孔的個數(shù)，h為該消聲室對應的內管的壁厚，Sp為內管的內徑。
【附圖說明】
[0018] 為了更清楚地說明本申請實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例中所 需要使用的附圖作簡單地介紹，并將結合附圖對本發(fā)明的具體實施例作進一步的詳細說 明，其中
[0019] 圖1為現(xiàn)有技術中一種典型的1/4波長管消聲器的結構示意圖；
[0020] 圖2為現(xiàn)有技術中1/4波長管聯(lián)合赫姆霍茲消聲器的汽車降噪系統(tǒng)的結構示意圖；
[0021] 圖3為本發(fā)明實施例提供的發(fā)動機進氣系統(tǒng)消聲裝置的示意圖；
[0022] 圖4為本發(fā)明實施例中外殼體的第一結構示意圖；
[0023] 圖5為本發(fā)明實施例中外殼體的第二結構示意圖；
[0024] 圖6為本發(fā)明實施例中外殼體的第S結構示意圖；
[0025] 圖7為本發(fā)明實施例中外殼體的第四結構示意圖；
[0026] 圖8為本發(fā)明實施例中內管的第一結構示意圖；
[0027] 圖9為本發(fā)明實施例中內管的第二結構示意圖；
[002引圖10為本發(fā)明實施例中內管的第S結構示意圖；
[0029] 圖11為本發(fā)明實施例中內管的第四結構示意圖；
[0030] 圖12為本發(fā)明實施例中排油口處的局部放大示意圖；
[0031] 圖13為本發(fā)明實施例中卡接凸塊與卡接凹槽處的局部示意圖；
[0032] 圖14為消聲室的消聲性能受溫度影響的示意圖。
[0033] 其中上述附圖中的標號說明如下：
[0034] 1' -1/4波長管，2 赫姆霍茲消聲器；
[00對 1-外殼體，2-內管，3-隔板，4-消聲室；
[0036] 11-進氣口，12-出氣口，13-突起部，14-排油口，15-卡接凹槽；
[0037] 21-消聲孔，22-出氣缺口，23-卡接凸塊;31-開口。
【具體實施方式】
[0038] 為了使本領域技術人員更好地理解本發(fā)明的內容，下面將結合具體實施例對本發(fā) 明進行進一步地詳細介紹。
[0039] 如圖3所示，本發(fā)明提供的發(fā)動機進氣系統(tǒng)消聲裝置包括外殼體1和內管2,所述外 殼體1包括進氣口 11、出氣口 12和突起部13,所述內管2套裝在所述外殼體1中并分別在內管 2的進、出口處與所述外殼體1的內壁固定連接，發(fā)動機進氣由所述進氣口 11流入所述外殼 體1后全部流經(jīng)所述內管2,再由所述出氣口 12流出，即所述內管2在進、出口處與所述外殼 體1的內壁進行封閉式的連接;所述內管2與所述突起部13配合形成腔體，所述腔體中設有 至少一個隔板3,所述隔板3將所述腔室分隔成至少兩個消聲室4,所述消聲室4沿發(fā)動機進 氣流動方向布置的，并且每個所述消聲室4對應的所述內管2的表面均設有連通所述內管2 內部與該消聲室4的消聲孔21;另外，各個所述消聲室4的消聲中屯、頻率不同。
[0040] 在該消聲裝置中，依次布置的消聲室4相當于將當前普遍使用的旁支共振消聲器 串聯(lián)在一起，當發(fā)動機進氣流經(jīng)該消聲裝置時，具有不同消聲頻率的消聲室4會先后對不同 頻段的進氣噪聲進行降噪消聲，從而對具有較寬頻率的進氣噪聲具有較好的消聲效果。并 且，該消聲裝置為線性結構，占用空間小，方便連接于發(fā)動機進氣系統(tǒng)中。在具體使用時，可 優(yōu)選在增壓器的前端和/或后端管路上進行連接。
[0041] 該發(fā)動機進氣系統(tǒng)消聲裝置中各個消聲室4的消聲頻率的影響因素為消聲室4的 體積V、對應的內管2的壁厚h、對應的消聲孔21的面積S W及對應的消聲孔21的數(shù)量n，消聲 室4的消聲中屯、頻率計算公式如下夫
i中，C為聲速。根據(jù)上述公式，調整各個 消聲室4的體積及其對應的消聲孔的面積、數(shù)量或內管的壁厚，即可使得各個消聲室4的消 聲中屯、頻率不同。
[0042] 具體地，各個消聲室4均為封閉的，相互之間不影響，消聲室4的體積V可W通過改 變突出部13的形狀、體積W及隔板3的間隔來調整，各個消聲室4的體積為V1、V2……Vn,根 據(jù)消聲中屯、頻率的要求，對各個消聲室4的體積進行設計，可設計V1=V2 =……=Vn,也可 設計Vl辛V2辛……辛化。
[0043] 對于內管2，可將其設計為等壁厚的管路，也可設計成各個消聲室4對應的管段壁 厚不相等，為了加工方便，優(yōu)選設計為等壁厚的管路。根據(jù)內管2的材料，當使用塑料時為了 保證內管2的強度，壁厚h含2.5mm，如使用不誘鋼，則壁厚h可W控制在Imm。
[0044] 對于所述消聲孔21，如圖8~11所示，所述消聲孔21可為圓孔或條形孔，當其為條 形孔時，可沿所述內管2的周向或軸向延伸，當然，所述消聲孔21也可為梯形孔、=角形孔等 其他形狀的通孔，運里不做限定。根據(jù)消聲中屯、頻率的要求，對各個消聲室4對應的消聲孔 21的截面積進行設計，各個消聲室4對應的消聲孔21的截面積分別為S1、S2……Sn,可設計 Sl = 82 =......= Sn或Sl 片2 ......片n。
[0045] 同理，也可根據(jù)消聲中屯、頻率的要求，對各個消聲室4對應的消聲孔21的數(shù)量進行 設計，各消聲室4對應的穿孔20的數(shù)量分別為nl、n2……，其中nl = n2 =……或nl辛n2 豐......。
[0046] 在本發(fā)明實施例中，所述突起部13的形狀和大小不做限定，優(yōu)選地，如圖4所示，所 述突起部13可為弧形，從而與所述內管2配合形成弧形的所述腔體。
[0047] 如圖5~7所示，所述突起部13也可為環(huán)形結構，與所述內管2配合形成與所述內管 2同軸的環(huán)形腔體。所述突起部13在軸向的長度可根據(jù)具體需要進行設計。
[0048] 由于發(fā)動機進氣系統(tǒng)中存在燃油和機油蒸汽，當進氣管路中溫度較低時，燃油和 機油蒸汽容易遇冷液化，當液化后的油滴進入到消聲裝置后，會造成油滴積聚在各消聲室4 中，若不及時排出，則導致消聲裝置消聲效果變差。為了排出積聚在各消聲室4中的油滴，該 發(fā)動機進氣系統(tǒng)消聲裝置還設置了排油結構，將油滴從所述排油結構中排出，避免影響消 聲效果。
[0049] 具體地，在本發(fā)明優(yōu)選實施例中，所述排油結構包括設置在各個所述隔板3上的開 口 31、設置在所述外殼體1上的集油槽(圖中未示似及與所述集油槽連通的排油口 14,如圖 2所示，所述開口 31設置在所述隔板3與所述外殼體1的連接端。發(fā)動機進氣進入該消聲裝置 后，與所述隔板如並撞，會將進氣中的油滴分離出來，油滴從所述隔板3上的開口 31處流入所 述集油槽中，然后從集油槽流向排油口 14并排出所述外殼體1。
[0050] 為了方便油滴流出，不管所述突起部如何設置，在該消聲裝置使用時，優(yōu)選確保所 述開口 13位于整個裝置的最低點，集油槽設置在所述外殼體1的底部。
[0051 ]進一步地，如圖12所示，所述排油口 14設置在所述外殼體1上靠近所述內管2出口 的位置，所述內管2的出口與所述外殼體1的內壁連接處設有朝向所述排油口 14的吹氣缺口 22,借助從所述吹氣缺口 22吹出的氣流，使得油滴更容易從所述排油口 14排出。具體地，所 述排油口 14優(yōu)選為設置在所述外殼體1上的斜面結構。
[0052] 所述外殼體1和所述內管2優(yōu)選采用注塑工藝成型后焊接或者使用不誘鋼沖壓成 型后焊接。為了保證安裝時所述外殼體1和所述內管2相對位置一定，不會發(fā)生相互旋轉，兩 者優(yōu)選通過定位機構定位。具體地，如圖13所示，所述內管2在其進口和出口邊緣處分別設 有卡接凸塊23,所述卡接凸塊23與所述外殼體1內壁上的卡接凹槽15卡接定位。
[0053] 在發(fā)動機進氣系統(tǒng)消聲裝置，其消聲效果會受到進氣溫度的影響，所W進氣溫度 的變化會造成該各消聲室4的消聲中屯、頻率的變化。在消聲裝置設計時，消聲室4通常根據(jù) 進氣溫度為常溫25°C時的進氣噪聲中屯、頻率來設計相關參數(shù)。另外，為了保證消聲室具有 較好的消聲效果，在消聲中屯、頻率時的消聲量化0必須大于20地。
[0054] 如圖14所示，當進氣溫度為常溫時，進氣噪聲中屯、頻率為fo,設計出的消聲室4的 消聲性能曲線為CO。但實際上，發(fā)動機進氣溫度會在-10°C到35 °C之間變化，進氣噪聲中屯、 頻率隨之會在fi到f 2之間變化，兩者的頻率差A f大約為150監(jiān)，但消聲室4的消聲性能曲線 卻不能變化為最低溫度時的最佳曲線Cl或最高溫度時的最佳曲線C2,因此消聲裝置的消聲 效果會受到影響。
[0055] 為了解決上述問題，保證消聲室在進氣溫度變化時消聲效果不受影響，所述消聲 室4的設計參數(shù)滿足W下關系：
[0化6]
[0057]其中，I'L為消聲量，f為進氣溫度為常溫時的進氣噪聲中屯、頻率，fr為進氣溫度最 高或最低時的進氣噪聲中屯、頻率，即fr = f I或fr = f 2，V為一個消聲室的體積，S為該消聲室 對應的消聲孔的面積，n為該消聲室對應的消聲孔的個數(shù)，h為該消聲室對應的內管的壁厚， Sp為內管的內徑。
[0058] 按照上述關系設計的消聲室時，即使在進氣溫度變化到最低溫或最高溫時，仍具 有不低于15地消聲量，能夠保證較好的消聲效果。
[0059] W上依據(jù)圖式所示的實施例詳細說明了本發(fā)明的構造、特征及作用效果，W上所 述僅為本發(fā)明的較佳實施例，但本發(fā)明不W圖面所示限定實施范圍，凡是依照本發(fā)明的構 想所作的改變，或修改為等同變化的等效實施例，仍未超出說明書與圖示所涵蓋的精神時， 均應在本發(fā)明的保護范圍。
【主權項】
1. 一種發(fā)動機進氣系統(tǒng)消聲裝置，其特征在于，包括外殼體和內管，所述外殼體包括進 氣口、出氣口和突起部，所述內管套裝在所述外殼體中并分別在內管的進、出口處與所述外 殼體的內壁固定連接，發(fā)動機進氣由所述進氣口流入所述外殼體后全部流經(jīng)所述內管，再 由所述出氣口流出；所述內管與所述突起部配合形成腔體，所述腔體被隔板分隔成至少兩 個沿發(fā)動機進氣流動方向布置的消聲室，每個所述消聲室對應的所述內管的表面均設有連 通所述內管內部與該消聲室的消聲孔;各個所述消聲室的消聲中心頻率不同。2. 根據(jù)權利要求1所述的發(fā)動機進氣系統(tǒng)消聲裝置，其特征在于，所述腔體為弧形腔 體。3. 根據(jù)權利要求1所述的發(fā)動機進氣系統(tǒng)消聲裝置，其特征在于，所述腔體為與所述內 管同軸的環(huán)形腔體。4. 根據(jù)權利要求1所述的發(fā)動機進氣系統(tǒng)消聲裝置，其特征在于，所述消聲孔為圓孔或 條形孔。5. 根據(jù)權利要求4所述的發(fā)動機進氣系統(tǒng)消聲裝置，其特征在于，所述條形孔沿所述內 管的周向或軸向延伸。6. 根據(jù)權利要求1所述的發(fā)動機進氣系統(tǒng)消聲裝置，其特征在于，所述消聲裝置還包括 排油結構。7. 根據(jù)權利要求6所述的發(fā)動機進氣系統(tǒng)消聲裝置，其特征在于，所述排油結構包括設 置在各個所述隔板上的開口、設置在所述外殼體上的集油槽以及與所述集油槽連通的排油 口，所述開口設置在所述隔板與所述外殼體的連接端。8. 根據(jù)權利要求7所述的發(fā)動機進氣系統(tǒng)消聲裝置，其特征在于，所述排油口設置在所 述外殼體上靠近所述內管的出口的位置，所述內管的出口與所述外殼體的內壁連接處設有 朝向所述排油口的吹氣缺口。9. 根據(jù)權利要求1所述的發(fā)動機進氣系統(tǒng)消聲裝置，其特征在于，所述內管在其進口和 出口邊緣處分別設有卡接凸塊，所述卡接凸塊與所述外殼體的內壁上的卡接凹槽卡接定 位。10. 根據(jù)權利要求1~9中任一項所述的發(fā)動機進氣系統(tǒng)消聲裝置，其特征在于，一個所 述消聲室的體積、該消聲室對應的所述消聲孔的面積、該消聲室對應的所述消聲孔的個數(shù)、 該消聲室對應的所述內管的壁厚以及所述內管的內徑滿足如下關系：其中，TL為消聲量，f為進氣溫度為常溫時的進氣噪聲中心頻率，fr為進氣溫度最高或最 低時的進氣噪聲中心頻率，V為一個消聲室的體積，S為該消聲室對應的消聲孔的面積，η為 該消聲室對應的消聲孔的個數(shù)，h為該消聲室對應的內管的壁厚，S PS內管的內徑。
【文檔編號】F02M35/12GK105822469SQ201610316371
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2016年5月11日
【發(fā)明人】陳友祥, 張應兵, 歐陽彩云, 陳亮, 劉俊, 姚巍, 王金立, 李凱, 韓丹, 朱浩杰, 惠昭晨, 王英杰, 葉志偉, 穆芳影, 王友成, 顏偉, 劉芯娟
【申請人】安徽江淮汽車股份有限公司