噪聲抑制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本申請(qǐng)公開(kāi)了用于氣冷內(nèi)燃機(jī)的噪聲抑制系統(tǒng)。該系統(tǒng)可包括聲學(xué)設(shè)計(jì)的遮蓋件，該遮蓋件形成空腔并被配置為使與引擎相關(guān)聯(lián)的冷空氣風(fēng)扇產(chǎn)生的噪聲得以衰減。在一個(gè)系統(tǒng)中，該遮蓋件可安裝在空氣風(fēng)扇的外殼上?？梢蕴峁┮粚?duì)空氣進(jìn)入通道，該通道可操作為將周圍的冷空氣吸進(jìn)遮蓋件中以到達(dá)風(fēng)扇。空氣進(jìn)入通道被聲學(xué)配置為并調(diào)諧為使風(fēng)扇產(chǎn)生的噪聲衰減。在一個(gè)系統(tǒng)中，每個(gè)空氣進(jìn)入通道可形成在遮蓋件的后象限中。遮蓋件的各種配置可包括四分之一波諧振器和/或微穿孔面板以進(jìn)一步衰減風(fēng)扇噪聲。
【專利說(shuō)明】噪聲抑制系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明一般涉及聲音或噪聲抑制，更具體地，涉及減弱與氣冷式內(nèi)燃機(jī)相關(guān)的冷卻系統(tǒng)噪聲。

【背景技術(shù)】
[0002]氣冷式內(nèi)燃機(jī)用于各種應(yīng)用(包括騎乘式割草機(jī)、拖拉機(jī)等應(yīng)用)的戶外動(dòng)力設(shè)備。在引擎冷卻系統(tǒng)中使用的風(fēng)扇(有時(shí)稱為“鼓風(fēng)機(jī)”)可以是噪聲源。
[0003]用于引擎的噪聲抑制系統(tǒng)是值得期望的。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本申請(qǐng)公開(kāi)了一種用于氣冷式引擎的噪聲抑制系統(tǒng)，其對(duì)通過(guò)引擎的制冷風(fēng)扇或鼓風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的噪聲進(jìn)行衰減。在本發(fā)明的一個(gè)方面中，該噪聲抑制系統(tǒng)包括聲學(xué)設(shè)計(jì)的遮蓋件，在一個(gè)配置中，該遮蓋件可安裝在空氣鼓風(fēng)機(jī)外殼上。該遮蓋件還被配置為限定用于將周圍的冷空氣吸進(jìn)風(fēng)扇的冷空氣進(jìn)入通道。該遮蓋件可包括任意數(shù)量的伸長(zhǎng)的空氣進(jìn)入通道(也稱為“腔”)，所述空氣進(jìn)入通道與引擎風(fēng)扇流體連通并在聲音上配置為反射并衰減風(fēng)扇噪聲。
[0005]如本文所示，各種遮蓋件可以進(jìn)一步包括其它的噪聲抑制特征，包括但不限于四分之一波諧振器、微穿孔面板、以及纖維材料，這些特征可以單獨(dú)使用也可以相結(jié)合以增強(qiáng)對(duì)風(fēng)扇噪聲的衰減。
[0006]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，用于引擎的噪聲抑制遮蓋件包括:限定縱向軸線并具有下部和上部的主體，所述下部被配置為安裝在引擎的鼓風(fēng)機(jī)外殼上；在所述主體內(nèi)形成的空腔；以及放置在所述空腔中的四分之一波諧振器，所述四分之一諧振器被調(diào)諧為使風(fēng)扇產(chǎn)生的第一頻率范圍(例如主葉片轉(zhuǎn)動(dòng)頻率)的噪聲衰減。四分之一波諧振器可以包括多個(gè)交叉的隔離物，所述多個(gè)交叉的隔離物形成多個(gè)對(duì)應(yīng)的單元。在某些遮蓋件中，至少一個(gè)微穿孔面板可以放置在遮蓋件中，所述至少一個(gè)微穿孔面板被調(diào)諧為衰減(和/或以其它方式減小)第二頻率范圍(例如更大范圍的葉片轉(zhuǎn)動(dòng)頻率)內(nèi)的噪聲。在各種遮蓋件中，遮蓋件可以包括任意數(shù)量的與位于冷空氣風(fēng)扇頂部的風(fēng)扇葉輪流體連通的水平伸長(zhǎng)的空氣進(jìn)入通道。每個(gè)空氣進(jìn)入通道的大部分可以位于由遮蓋件限定的鄰近引擎后部的兩個(gè)后象限之一中。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，用于引擎的噪聲抑制系統(tǒng)包括:遮蓋件，限定縱向軸線并被配置為安裝在與引擎相關(guān)聯(lián)的鼓風(fēng)機(jī)外殼上；形成在所述遮蓋件內(nèi)的空腔；以及放置在所述遮蓋件中的至少一個(gè)微穿孔面板。所述至少一個(gè)微穿孔面板可以被調(diào)諧為減小由風(fēng)扇產(chǎn)生的第一頻率范圍內(nèi)的噪聲。某些噪聲抑制系統(tǒng)可以進(jìn)一步包括放置在遮蓋件中的第二微穿孔面板。第二微穿孔面板可用來(lái)增大微穿孔面板的有效頻率范圍。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，用于氣冷引擎的噪聲抑制系統(tǒng)包括:遮蓋件，限定縱向軸線并配置為安裝在與引擎相關(guān)聯(lián)的冷空氣風(fēng)扇的外殼上；空腔，形成在所述遮蓋件中并位于風(fēng)扇葉輪上，所述風(fēng)扇葉輪由所述冷空氣風(fēng)扇的外殼旋轉(zhuǎn)支撐；以及一對(duì)水平伸長(zhǎng)的空氣進(jìn)入通道，每個(gè)所述空氣進(jìn)入通道形成在所述遮蓋件的后象限中。所述空氣進(jìn)入通道與所述空腔流體連通并且能夠操作以將周圍的冷空氣以朝向所述風(fēng)扇葉輪的前向方向吸進(jìn)所述遮蓋件中。所述空氣進(jìn)入通道在聲學(xué)上配置為使所述冷空氣風(fēng)扇產(chǎn)生的噪聲衰減。在一個(gè)系統(tǒng)中，空氣進(jìn)入通道可以包括多個(gè)成角度的側(cè)壁表面，這些側(cè)壁表面配置為反射所述風(fēng)扇產(chǎn)生的噪聲。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0009]將參照以下附圖對(duì)優(yōu)選實(shí)施方式的特征進(jìn)行描述，在附圖中，相似的元件具有相似的標(biāo)號(hào)，其中:
[0010]圖1A和IB分別是具有集成了根據(jù)本發(fā)明的噪聲抑制系統(tǒng)的引擎的動(dòng)力設(shè)備的側(cè)視圖和俯視圖；
[0011]圖2是具有噪聲抑制遮蓋件的圖1A和IB的冷空氣鼓風(fēng)機(jī)的正視俯視立體圖；
[0012]圖3是其仰視正視立體圖；
[0013]圖4A是其俯視平面圖；
[0014]圖4B是其橫向正視首I]視圖；
[0015]圖4C是其縱向側(cè)視剖視圖；
[0016]圖5是其側(cè)視圖；
[0017]圖6是其正視圖；
[0018]圖7是其仰視圖；
[0019]圖8是其仰視立體圖；
[0020]圖9是移除了遮蓋件的鼓風(fēng)機(jī)外殼的頂視立體圖；
[0021]圖10是其俯視圖；
[0022]圖11是其仰視圖；
[0023]圖12是遮蓋件的正視立體圖；
[0024]圖13是其正視圖；
[0025]圖14是示出了遮蓋件內(nèi)的四分之一諧振器的仰視平面圖；
[0026]圖15是遮蓋件的俯視平面圖；
[0027]圖16是其側(cè)視圖；
[0028]圖17是其仰視后向立體圖；
[0029]圖18是其縱向側(cè)視剖視圖；
[0030]圖19是遮蓋件基座的正視立體圖；
[0031]圖20是其仰視后向立體圖；
[0032]圖21是其俯視平面圖；
[0033]圖22是其正視圖；
[0034]圖23是其側(cè)視圖；
[0035]圖24是其后視圖；
[0036]圖25是遮蓋件基座和蓋子組件的正視立體圖；
[0037]圖26是遮蓋件的側(cè)面剖視圖；
[0038]圖27是具有第二配置的四分之一諧振器的遮蓋件的仰視平面圖；
[0039]圖28是具有微穿孔面板的遮蓋件的仰視平面圖；
[0040]圖29是其縱向側(cè)視剖視圖；
[0041]圖30是具有兩個(gè)微穿孔面板的遮蓋件的縱向側(cè)視剖視圖；
[0042]圖31是可用于具有等距間隔葉片的圖2的冷空氣鼓風(fēng)機(jī)的單坡設(shè)計(jì)的鼓風(fēng)機(jī)的葉輪；
[0043]圖32是其剖視圖；
[0044]圖33是其仰視平面圖；
[0045]圖34是其側(cè)視圖；
[0046]圖35是可用于具有不等距間隔葉片的圖2的冷空氣鼓風(fēng)機(jī)的調(diào)整設(shè)計(jì)的鼓風(fēng)機(jī)的葉輪的仰視平面圖，其中示出了三個(gè)不同的正弦調(diào)整；
[0047]圖36是其剖視側(cè)視圖；
[0048]圖37是其側(cè)視圖；
[0049]圖38是其仰視平面圖；以及
[0050]圖39是示出了聲音傳播損耗預(yù)測(cè)模型結(jié)果的圖表。
[0051]全部附圖都是示意性的，并且不一定是按比例的。

【具體實(shí)施方式】
[0052]下面參照示例性實(shí)施方式圖示并描述本發(fā)明的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)。對(duì)示例性實(shí)施方式的描述旨在與附圖結(jié)合理解，這些附圖應(yīng)作為整個(gè)說(shuō)明書的一部分考慮。因此，本發(fā)明顯然不應(yīng)受限于這些實(shí)施方式，這些實(shí)施方式示出了特征的一些可能的非限制性的組合，這些特征可以單獨(dú)存在或以其它組合方式存在，要求保護(hù)的本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求限定。
[0053]在本文公開(kāi)的實(shí)施方式的描述中，對(duì)方向或方位的任何參考僅旨在便于描述，而不以任何方式限制本發(fā)明的范圍。例如“下部”、“上部”、“水平”、“豎直”、“上方”、“下方”、“朝上”、“朝下”、“頂部”和“底部”及其派生(例如“水平地”、“向上”、“向下”等)等相關(guān)術(shù)語(yǔ)在討論中用來(lái)指代下文描述的或者在附圖中示出的方位。這些相關(guān)術(shù)語(yǔ)僅僅是為了便于描述，而不要求裝置以特定方位構(gòu)造或操作。例如“附接”、“連接”、“固定”、“連接”、“互連”等術(shù)語(yǔ)表示通過(guò)中間結(jié)構(gòu)使結(jié)構(gòu)直接或間接相互固定活附接的連接關(guān)系，除非另有明確說(shuō)明，這些連接關(guān)系既可以是可移動(dòng)的附接或關(guān)聯(lián)也可以是剛性的附接或關(guān)聯(lián)。
[0054]圖1A和IB示出了示例性的動(dòng)力設(shè)備，該設(shè)備可以包括根據(jù)本發(fā)明的噪聲抑制系統(tǒng)。在此非限制性的實(shí)施例中，該動(dòng)力設(shè)備可以是騎乘式割草機(jī)20，該騎乘式割草機(jī)20包括具有割草板22的框架21、用于操作者OP的座椅23、輪25、以及引擎26，引擎26提供使割草機(jī)沿著表面推進(jìn)以及對(duì)安裝在操作割草板中的旋轉(zhuǎn)割草葉片(未示出)進(jìn)行操作的原動(dòng)力。在這種類型的動(dòng)力設(shè)備中，操作者25可以位于引擎的前方。引擎26可以是用汽油、柴油、或其它任何適當(dāng)?shù)囊簯B(tài)或氣態(tài)燃料源工作的任何類型的內(nèi)燃機(jī)。盡管引擎26是以入口通道110遠(yuǎn)離操作者OP的一個(gè)朝向示出，但在其它系統(tǒng)中，引擎26可以繞豎直軸線旋轉(zhuǎn)以使入口通道110以其它方式定位。作為補(bǔ)充或者替代，在其它系統(tǒng)中，引擎26可以與各種其它動(dòng)力設(shè)備或系統(tǒng)一起使用，例如手扶式割草機(jī)、發(fā)電機(jī)、高壓清洗機(jī)、或空氣壓縮機(jī)。
[0055]參見(jiàn)圖2-圖8，引擎26可以是包括風(fēng)扇(或鼓風(fēng)機(jī))30和鼓風(fēng)機(jī)外殼40的氣冷式引擎。風(fēng)扇30和/或鼓風(fēng)機(jī)外殼40可以安裝在引擎(為了清楚起見(jiàn)在這些圖中未示出)上(例如安裝在其頂部)。這些圖示出了風(fēng)扇30、相關(guān)的附件、以及噪聲抑制遮蓋件100，下文將對(duì)此進(jìn)一步描述。
[0056]風(fēng)扇30可以包括或者安裝在鼓風(fēng)機(jī)外殼40中。鼓風(fēng)機(jī)外殼40可以被配置為或者其尺寸被設(shè)置為容納并支撐風(fēng)扇30的可旋轉(zhuǎn)葉輪31，可旋轉(zhuǎn)葉輪31包括多個(gè)葉片32，并且可旋轉(zhuǎn)葉輪31操作為吸入周圍的空氣并將冷氣流散布在引擎26上。外殼40可以限定縱軸LA、前部49a、后部49b、側(cè)部49c和被配置為容納葉輪31的內(nèi)部空間41，并且可以包括橫向/側(cè)向尺寸至少略大于葉輪31外徑以限定氣流路徑的部分，根據(jù)本文的進(jìn)一步描述，這將是顯而易見(jiàn)的。葉輪31可以在外殼40的內(nèi)部旋轉(zhuǎn)，并且通過(guò)與引擎26的驅(qū)動(dòng)軸機(jī)械連接而提供動(dòng)力。鼓風(fēng)機(jī)外殼40可以直接安裝在引擎26的頂部上，例如用螺紋緊固件或其它適合的連接系統(tǒng)安裝。可以提供空氣凈化單元29，在某些單元中，空氣凈化單元29可以定位在鼓風(fēng)機(jī)外殼40的后方。
[0057]可以提供任何適當(dāng)類型的風(fēng)扇葉輪31。圖31-圖34示出了單坡設(shè)計(jì)配置的葉輪31，該設(shè)計(jì)具有繞葉輪的周長(zhǎng)等距間隔的葉片32。具有等距間隔的葉片32的風(fēng)扇葉輪31會(huì)產(chǎn)生或者以其它方式帶來(lái)集中在一小段頻段上的風(fēng)扇噪聲。圖35-圖38示出了風(fēng)扇葉輪33的另一實(shí)施例，該實(shí)施例中風(fēng)扇葉輪33為調(diào)整設(shè)計(jì)配置，該設(shè)計(jì)具有繞葉輪的周長(zhǎng)不等距間隔的葉片32并且這些葉片在葉片間隔中具有不同的正弦調(diào)整。一個(gè)葉輪33設(shè)計(jì)在葉片間隔中可以具有三個(gè)不同的正弦調(diào)整。具有葉片32 (具有的不同間隔)的風(fēng)扇葉輪33產(chǎn)生或以其它方式帶來(lái)的風(fēng)扇噪聲比單坡式風(fēng)扇葉輪31帶來(lái)的風(fēng)扇噪聲要小，但是分布的頻段更寬。其它葉輪可以在葉片間隔中具有更多或更少的正弦調(diào)整或者在葉片間隔中具有非正弦調(diào)整。
[0058]風(fēng)扇葉輪31和33都可以包括輪狀或環(huán)狀的主體，該主體具有沿圓周延伸的橫向側(cè)部34、頂部35、安裝凸緣38和底部36，當(dāng)鼓風(fēng)機(jī)外殼40安裝在引擎26上時(shí)，底部36與引擎26最為接近。葉片32可以在葉輪31、33的外緣在頂部和底部之間軸向延伸。葉片32可以從限定旋轉(zhuǎn)軸線的輪軸向外進(jìn)行徑向延伸。橫向側(cè)部34可以如圖所示基本是敞開(kāi)的。在操作中，冷空氣可以通過(guò)葉輪31、33的頂部35向下吸入，并由至少部分位于鼓風(fēng)機(jī)外殼40的邊界中的葉片32徑向向外通過(guò)葉輪的橫向側(cè)部(外徑)34排出。周向延伸的間隙42可以形成在鼓風(fēng)機(jī)外殼40的內(nèi)部空間41中位于葉輪31或33與外殼內(nèi)側(cè)之間，該間隙限定了用于接收來(lái)自風(fēng)扇30的冷空氣的出口氣流通道，本文將對(duì)此進(jìn)一步描述。
[0059]下文中，為了方便和簡(jiǎn)潔，將僅參照葉輪31進(jìn)行描述，但是應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，除非另有明確說(shuō)明，也可以將葉輪31替換為葉輪33。
[0060]圖9-圖11示出了不具有噪聲抑制遮蓋件100的單獨(dú)的鼓風(fēng)機(jī)外殼40和葉輪31。
[0061]鼓風(fēng)機(jī)外殼40還包括頂部43、至少部分敞開(kāi)的底部44、在頂部和底部之間豎直延伸并終止于底部邊緣46的周向側(cè)壁45。頂部43和側(cè)壁45限定了內(nèi)部空間41，葉輪31位于該內(nèi)部空間41中。某些鼓風(fēng)機(jī)外殼40可以在俯視圖中具有整體稍微呈梯形的形狀以與引擎26的形狀大致互補(bǔ)和相符。在本文描述的發(fā)送機(jī)26的非限制性實(shí)施例中，引擎可以是具有用于目標(biāo)應(yīng)用的任何適當(dāng)馬力(HP)的、氣冷式立軸V型雙缸配置。因此，引擎氣缸27可以水平布置并相互成一定角度，其中鼓風(fēng)機(jī)外殼40可以具有如圖所示基本相符的配置。
[0062]在某些鼓風(fēng)機(jī)外殼40中，在外殼的后部可以設(shè)有中心開(kāi)口的空氣凈化框架48,該空氣凈化框架48將空氣凈化器29的一部分至少部分地容納于其中。框架48可以配置為與空氣凈化器的形狀互補(bǔ)。
[0063]鼓風(fēng)機(jī)外殼40還可以包括設(shè)置在該外殼的內(nèi)部空間41中的氣流卷形護(hù)罩47。該卷形護(hù)罩47有助于在鼓風(fēng)機(jī)外殼內(nèi)形成從葉輪31開(kāi)始的期望的氣流路徑以優(yōu)化引擎冷卻。卷形護(hù)罩47固定在鼓風(fēng)機(jī)外殼上，并位于側(cè)壁45的內(nèi)部與葉輪31 (取決于哪個(gè)葉輪被使用)之間。卷形護(hù)罩47在橫向/水平方向上與葉輪的側(cè)面34隔開(kāi)。在一個(gè)鼓風(fēng)機(jī)外殼40中，卷形護(hù)罩47從葉輪的前部向后繞葉輪周向延伸至超過(guò)葉輪31。卷形護(hù)罩47可以配置為與葉輪不等距間隔的水平波動(dòng)配置，以將來(lái)自葉輪的冷空氣向后并向下引導(dǎo)至引擎26的兩個(gè)氣缸27 (圖5中示意性地以虛線示出)。冷空氣流過(guò)每個(gè)氣缸上的散熱片以驅(qū)散由引擎工作產(chǎn)生的熱。
[0064]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了噪聲抑制系統(tǒng)以減弱由冷卻風(fēng)扇30和相關(guān)的空氣冷卻系統(tǒng)產(chǎn)生的聲音以及傳播穿過(guò)鼓風(fēng)機(jī)外殼40的其它引擎噪聲。噪聲抑制系統(tǒng)可以包括噪聲抑制遮蓋件100，該遮蓋件100被配置為并且能夠操作以減弱并減小引擎工作期間來(lái)自風(fēng)扇和冷卻系統(tǒng)(以及其它引擎組件)的噪聲發(fā)射，本文將對(duì)此進(jìn)一步描述。盡管本說(shuō)明書涉及了減弱、衰減和減小來(lái)自風(fēng)扇30和冷卻系統(tǒng)的噪聲發(fā)射，但是應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，噪聲抑制遮蓋件100還操作以減弱、衰減和減小穿過(guò)鼓風(fēng)機(jī)外殼40或噪聲抑制遮蓋件100而存在或傳播的各種其它噪聲發(fā)射(例如引擎噪聲發(fā)射)。
[0065]圖12-圖30示出了遮蓋件100和各種附件，下文將對(duì)此進(jìn)一步描述。
[0066]遮蓋件100可以具有三維的殼形主體，并大致包括前部101、后部102和相對(duì)的兩個(gè)側(cè)部103。遮蓋件100可以以任何適當(dāng)?shù)姆绞?包括但不限于通過(guò)緊固件、用閂固定、摩擦固定、粘合、焊接、硬焊等)或其組合可移除地安裝在鼓風(fēng)機(jī)外殼40的頂部。遮蓋件100可以具有與外殼40的形狀大致相符的互補(bǔ)形狀。遮蓋件100還可以包括頂壁104和在前部101、后部102和側(cè)部103上從頂壁向下延伸的側(cè)壁105。側(cè)壁105可以是大致豎直的，或者可以具有不同的形狀、位置和尺寸。側(cè)壁105的底部邊緣可以限定遮蓋件100的開(kāi)放底部108，并相應(yīng)向下打開(kāi)被設(shè)計(jì)用于噪聲抑制的內(nèi)部空腔106，內(nèi)部空腔106還用于保持額外的噪聲抑制特征，并用于限定到風(fēng)扇30的冷空氣流入路徑，下文將對(duì)此進(jìn)一步描述。
[0067]在某些系統(tǒng)中，遮蓋件100的頂壁104可以是大致水平的。在其它系統(tǒng)中，頂壁104可以是以變化的角度呈稍微彎曲的、圓頂狀的、凸起的形狀，如圖18中的虛線示出的頂壁104’所示。在某些配置中，頂壁的這種稍微呈圓形的側(cè)輪廓相比于平坦的頂壁104可以提供更好的聲音衰減性能。
[0068]圓頂形的遮蓋件100和頂壁104及其形成的空腔106提供噪聲衰減。由于頂壁104的結(jié)構(gòu)和配置，當(dāng)聲波/噪聲波從表面反射并重新導(dǎo)向回匹配波時(shí)，會(huì)出現(xiàn)消聲。方向相反并且頻率相同或接近的聲波將趨向于相互抵消(衰減)。因此，圓頂形或稍微彎曲的頂壁104在為系統(tǒng)提供噪聲減弱方面可以是有用的。圓頂形或稍微彎曲的頂壁104還可以對(duì)遮蓋件100的頂部提供增加的結(jié)構(gòu)支撐和完整性，從而增加遮蓋件100的耐用性。
[0069]遮蓋件100的主體可以是由下部和上部構(gòu)成的兩片式單元，其中下部例如配置用于附接到空氣鼓風(fēng)機(jī)外殼40上的安裝基座113，上部例如配置用于衰減聲音的蓋子112。安裝基座113可以通過(guò)任何適當(dāng)?shù)姆椒?包括但不限于通過(guò)緊固件、用閂固定、摩擦固定、粘合、焊接、硬焊等)或其組合附接至鼓風(fēng)機(jī)外殼40。而蓋子112則可以通過(guò)與前述方法相同或不同的方法可移除地附接至安裝基座113。在某些遮蓋件中，蓋子112可以被配置為并且將其尺寸設(shè)置為至少部分地能夠插入搭配到安裝基座113中。安裝基座113可以在豎直方向的高度上小于蓋子112的至少某些部分。安裝基座113包括周界框115，周界框115在俯視圖中的整體形狀與遮蓋件100的蓋子112的對(duì)應(yīng)形狀基本相符。
[0070]遮蓋件100的底部108可以包括開(kāi)放區(qū)域和閉合區(qū)域。因此遮蓋件100可以進(jìn)一步包括水平分隔壁116。在上文描述的遮蓋件100的兩片式結(jié)構(gòu)中，水平的前壁116可以形成在下部安裝基座113中。在某些遮蓋件中，分隔壁116可以限定大致為圓形的中心孔109(在俯視圖中)，該中心孔109被配置為并且尺寸設(shè)置為當(dāng)遮蓋件100安裝在鼓風(fēng)機(jī)外殼40上時(shí)與風(fēng)扇葉輪31的旋轉(zhuǎn)軸同心對(duì)準(zhǔn)。在某些遮蓋件中，中心孔109的直徑可以至少等于或者大于葉輪31的外側(cè)34的直徑，從而不會(huì)妨礙進(jìn)入葉輪31的冷空氣流。為了在下文對(duì)遮蓋件的其它特征進(jìn)行描述時(shí)便于進(jìn)行參照，如圖21所示中心位于縱軸LA和橫軸TA的交點(diǎn)處的圓孔109可以認(rèn)為是限定了遮蓋件100的兩個(gè)前象限Qf和兩個(gè)后象限Qr。
[0071]遮蓋件100還可以包括至少兩個(gè)擴(kuò)大的并在水平方向伸長(zhǎng)的空氣進(jìn)入通道110以及相關(guān)聯(lián)的空氣進(jìn)入端口 107?？諝膺M(jìn)入通道110被配置為并且能夠操作為衰減風(fēng)扇噪聲。除了聲音衰減之外，空氣進(jìn)入通道110和端口 107還進(jìn)一步能夠操作為通過(guò)風(fēng)扇葉輪31的旋轉(zhuǎn)將外面的環(huán)境冷空氣吸入到遮蓋件下方并向內(nèi)拉向葉輪31。
[0072]空氣進(jìn)入通道110和端口 107共同限定對(duì)應(yīng)的水平伸長(zhǎng)的開(kāi)口，該開(kāi)口可以從遮蓋件外圍側(cè)壁105的后部形成，與遮蓋件的關(guān)閉的頂壁104和向下的開(kāi)放底部108相鄰接。從與進(jìn)入空氣流路徑垂直的橫截面看，空氣進(jìn)入通道110可以具有大致為倒U形的形狀。
[0073]遮蓋件100的外圍側(cè)壁105可以限定多個(gè)成角度的內(nèi)表面105a，這些內(nèi)表面105a在聲學(xué)上被配置、設(shè)計(jì)并布置為引起由風(fēng)扇30產(chǎn)生的噪聲在內(nèi)部的反射以及噪聲的捕獲。空氣進(jìn)入通道110中的內(nèi)表面105a可以形成鄰接的多面成角度表面，旨在減小穿過(guò)空氣進(jìn)入端口 107逸出的噪聲的量。在一個(gè)遮蓋件中，遮蓋件100的成角度的內(nèi)表面105被設(shè)計(jì)為將風(fēng)扇葉輪131產(chǎn)生的大量聲波引導(dǎo)回遮蓋件的中心。
[0074]在遮蓋件100的一個(gè)配置中，每個(gè)空氣進(jìn)入通道110的大部分可以主要位于遮蓋件的兩個(gè)相對(duì)的后象限Qr (例如橫軸TA的后面)中之一，與遮蓋件主體的后部102接近并與每個(gè)后象限中的側(cè)部103的后向部分鄰接?？諝膺M(jìn)入通道110可以位于遮蓋件100的這些后側(cè)部分，如計(jì)算機(jī)輔助建模所確定的，這些后側(cè)部分相比于遮蓋件的其它部分對(duì)應(yīng)于較低(某些情況下為最低)聲壓波位置。因此，來(lái)自空氣冷卻系統(tǒng)風(fēng)扇30的從遮蓋件100下方逸出的噪聲級(jí)別在這些后象限位置中的空氣進(jìn)入端口 107處達(dá)到其最低水平。
[0075]如圖19-圖24所示，空氣進(jìn)入端口 107可以成一定角度以便以大致向下并向外的方向面向遮蓋件100的后部102，從而將風(fēng)扇30 (或其它引擎組件)產(chǎn)生的噪聲向后輻射以遠(yuǎn)離在一些戶外騎坐設(shè)備配置(參見(jiàn)圖1A和1B)中通常坐在引擎前面的操作者。圖1B中的方向聲音箭頭示出了穿過(guò)空氣進(jìn)入端口 107逸出遮蓋件的風(fēng)扇噪聲的大致發(fā)射方向(輻射噪聲在該頻率范圍非常完整，這些箭頭僅為一般示例的目的)。
[0076]在某些系統(tǒng)中，一個(gè)或多個(gè)鰭狀物、分隔件或隔離件可以放置在空氣進(jìn)入端口107、空氣進(jìn)入通道110或其二者中，以實(shí)現(xiàn)多種功能。例如，鰭狀物可以用來(lái)將進(jìn)入空氣導(dǎo)向或引導(dǎo)到鼓風(fēng)機(jī)外殼40內(nèi)。鰭狀物可以保護(hù)空氣進(jìn)入端口 107以避免草或其它碎片進(jìn)入外殼40。鰭狀物還可以(或者可替換地)被構(gòu)造或設(shè)計(jì)為在某個(gè)方向使噪聲波傳播到遮蓋件100外部。其它變體也是可能的。
[0077]每個(gè)空氣進(jìn)入通道110可以限定各自的中心線CL，中心線CL從接近于遮蓋件100的前部101的交點(diǎn)(原點(diǎn))沿著通道的最大長(zhǎng)度延伸到通道的后部，如圖15所示。空氣進(jìn)入通道110可以設(shè)置為相對(duì)于從遮蓋件的前部101延伸到后部102的縱軸LA成角度Al。在某些遮蓋件中，角度Al可以無(wú)限制地處于O到90度之間。因此，在俯視圖中，空氣進(jìn)入通道110可以成角度并在具有稍微翼狀配置的遮蓋件100上向后伸展?？諝膺M(jìn)入通道110在橫向可以以兩倍于角度Al的角度相互間隔。與空氣進(jìn)入通道110相關(guān)聯(lián)的空氣進(jìn)入端口107還可以設(shè)置為與遮蓋件100的底部108限定的水平面成角度A2(參見(jiàn)圖22)，以將風(fēng)扇噪聲不僅向后引導(dǎo)，還從引擎的后部向外引導(dǎo)。在某些遮蓋件中，角度A2可以無(wú)限制地處于O到90度之間。
[0078]空氣進(jìn)入通道110可以以縱軸LA的方向從前到后水平伸長(zhǎng)，并且向后延伸一個(gè)距離，其中相比于示出的每個(gè)的終端117，該距離比靠近中心孔109的遮蓋件的后部102的中心后部更遠(yuǎn)。空氣進(jìn)入通道110的形狀設(shè)置為將從風(fēng)扇30發(fā)射出的風(fēng)扇噪聲向后并大致向下引導(dǎo)為遠(yuǎn)離操作者的耳朵。此外，來(lái)自風(fēng)扇的噪聲被空氣進(jìn)入通道110在其內(nèi)沿著與向內(nèi)吸向風(fēng)扇30的進(jìn)入冷空氣相同的路徑進(jìn)行引導(dǎo)，但引導(dǎo)方向與進(jìn)入的空氣相反。向內(nèi)吸進(jìn)空氣的方向與聲波傳播的方向相反可以使發(fā)射穿過(guò)空氣進(jìn)入端口 107的噪聲水平(或噪聲量)削弱、衰減或以其它方式減小。
[0079]還應(yīng)該注意，水平分隔壁116的布置和配置旨在防止冷空氣在更接近操作者的遮蓋件位置處(參見(jiàn)圖1A和1B)進(jìn)入遮蓋件100和鼓風(fēng)機(jī)外殼40，因此提供了風(fēng)扇噪聲在朝向并到達(dá)操作者耳朵的方向逸出的可能的方向路徑。因此，進(jìn)入遮蓋件100的冷空氣流會(huì)由分隔壁116限制在位于遮蓋件遠(yuǎn)后端102處的兩個(gè)空氣進(jìn)入端口 107中的每一個(gè)(參見(jiàn)圖19-圖24)，而不會(huì)到達(dá)離操作者更近的遮蓋件近端。因此可以將冷卻系統(tǒng)噪聲發(fā)射基本限制在遮蓋件100的兩個(gè)后象限Qr。
[0080]前述部分封閉的配置、伸長(zhǎng)的形狀、以及每個(gè)空氣進(jìn)入通道110內(nèi)側(cè)表面的幾何形狀共同幫助引起風(fēng)扇30產(chǎn)生的聲波在每個(gè)空氣進(jìn)入通道110內(nèi)的內(nèi)部反射，從而捕獲一部分聲音以減小從空氣進(jìn)入通道發(fā)射并到達(dá)操作者的整體噪聲水平(例如以分貝或dBA測(cè)量)?？諝膺M(jìn)入通道布置在遮蓋件100的兩個(gè)后象限Qr中最遠(yuǎn)離操作者的位置，并且空氣進(jìn)入端口 107具有如上所述在方向上成角度的布置，使得從進(jìn)入空氣通道逸出的大量風(fēng)扇噪聲被導(dǎo)向遠(yuǎn)離大致位于引擎26前方的操作者，如圖1A和IB所示。這減小了操作者耳朵處整體空氣冷卻系統(tǒng)(和其它引擎組件)噪聲水平。本文所述的空氣進(jìn)入通道110以及相關(guān)的空氣進(jìn)入端口 107的布置提供了聲壓波在遠(yuǎn)離操作者方向上的最大衰減。
[0081]將認(rèn)識(shí)到，遮蓋件100可位于相對(duì)于引擎的冷卻系統(tǒng)入口的其它位置，或者可以覆蓋引擎的冷卻系統(tǒng)入口。因此，遮蓋件不限于本文以非限制性的例子給出的、圖示并描述的位置和朝向。
[0082]在遮蓋件100的其它可能配置中，將認(rèn)識(shí)到，遮蓋件主體可以是一件式的整體構(gòu)造，具有整體蓋112和可附接于鼓風(fēng)機(jī)外殼40的安裝基座113。
[0083]在遮蓋件的一些變形中，可將例如聲音阻尼纖維材料的隔音材料應(yīng)用于遮蓋件100的內(nèi)側(cè)空腔106，以增強(qiáng)遮蓋件100的整體噪聲減弱性能。聲音阻尼纖維材料例如可以是玻璃纖維吸音材料、例如三聚氰胺的泡沫材料、阻尼氈、或各種其它材料。聲音阻尼纖維材料可以應(yīng)用于空腔106內(nèi)的各個(gè)區(qū)域，例如頂部104的下側(cè)和/或豎直周向側(cè)壁105的內(nèi)側(cè)。其它變形也是可以的。
[0084]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，噪聲抑制遮蓋件100可以包括一個(gè)或多個(gè)四分之一波諧振器120。四分之一波諧振器120可以進(jìn)一步減弱引擎氣冷系統(tǒng)發(fā)射到周圍環(huán)境的噪聲水平。四分之一波諧振器(QWR)可以通過(guò)聲波抵消衰減聲音，在這種情況下其可以為由風(fēng)扇30或其它引擎組件產(chǎn)生的噪聲頻率。
[0085]主要參照?qǐng)D14、圖17和圖18，一個(gè)遮蓋件中的四分之一波諧振器120包括多個(gè)單元121形成的陣列，其通過(guò)網(wǎng)格分隔元件122相連或相交而形成。分隔元件122可以放置在遮蓋件100內(nèi)側(cè)的內(nèi)部空腔106中。在某些遮蓋件配置中，分隔元件122可以與遮蓋件100 一體形成為遮蓋件頂壁104和/或豎直周向側(cè)壁105的整體結(jié)構(gòu)部分。在遮蓋件100由聚合物或塑料形成的情況下，分隔元件122可以與遮蓋件一起塑型形成。在其它的遮蓋件配置中，分隔元件122可以是可插入到并可附接于遮蓋件100的單獨(dú)元件，其可以是預(yù)組裝的單元，也可以是可以分別附接至遮蓋件的獨(dú)立的分隔元件122。分隔元件122可以通過(guò)任何適當(dāng)?shù)姆椒?包括但不限于通過(guò)緊固件、用閂固定、摩擦固定、粘合、焊接、硬焊等方法)或其組合附接至遮蓋件100。
[0086]分隔元件122可配置并設(shè)置為形成具有任何適當(dāng)?shù)亩噙呅位蚱渌谕螤?在仰視圖中)的對(duì)應(yīng)單元121，其它期望形狀包括但不限于例如正方形(如圖所示)、長(zhǎng)方形、三角形、六邊形、八邊形、圓形、蜂巢形以及其它形狀。例如如圖14所示，分隔元件122的長(zhǎng)度Lp和寬度Wp (在仰視圖中)以及高度Hp (在側(cè)視圖中)可具有任何合適的尺寸。形成底邊123和遮蓋件100的頂壁104內(nèi)側(cè)之間的距離的高度限定單元121的對(duì)應(yīng)單元深度Dc (例如參見(jiàn)圖18)。在一個(gè)遮蓋件中，分隔元件122的高度Hp可選擇為使得分隔元件122的底邊123與鼓風(fēng)機(jī)外殼40的頂部43豎直分隔，以形成間隙從而避免阻礙進(jìn)入的冷空氣流流進(jìn)葉輪131中。
[0087]分隔元件122的高度Hp對(duì)于遮蓋件頂壁105下側(cè)上的各部分可以不同，從而單元121可以具有不同的深度Dc。這可以通過(guò)將遮蓋件各區(qū)域中的頂壁104配置為不同以增大或減小高度來(lái)實(shí)現(xiàn)，或者可以通過(guò)在遮蓋件下方的各區(qū)域中增加中間水平壁(未示出)來(lái)實(shí)現(xiàn)。例如，在頂壁104稍微彎曲的系統(tǒng)中，頂壁104的彎曲特性使單元121具有不同的深度Dc0因此，在某些遮蓋件中，根據(jù)期望被四分之一波諧振器120衰減的聲音頻率，分隔元件122高度Hp和相應(yīng)的單元深度Dc可以是不均勻的也可以是均勻的。
[0088]通過(guò)使用四分之一波諧振器120 (和單元121)減弱(通過(guò)波的抵消減弱)的噪聲頻率可以至少部分地取決于單元121的深度Dc。單元121的深度Dc可以調(diào)諧為用于減小(或消除)特定頻率(或頻段)的噪聲。在某些四分之一波諧振器120中，某些單元121可以配置為具有不同的深度Dc以使某些單元121減弱(或消除)的噪聲頻率可以與其它單元121不同。例如，如上所述，在頂壁104稍微彎曲(或以其它方式為非嚴(yán)格水平)的系統(tǒng)中，頂壁104下方的單元121可以具有不同的深度Dc。這樣，累計(jì)結(jié)果可以是四分之一波諧振器120可用來(lái)在更大的頻率范圍減弱(或消除)噪聲。
[0089]遮蓋件100的至少一部分可以包括具有相關(guān)聯(lián)的分隔元件122的四分之一波諧振器120。在某些遮蓋件中，分隔元件122可以以與風(fēng)扇葉輪131相反的方向朝向遮蓋件100的幾何中心聚集，以衰減從葉輪發(fā)射出的噪聲。在其它遮蓋件中，遮蓋件100內(nèi)的空腔106的各個(gè)離散部分可以包括具有分隔元件122的四分之一波諧振器120 (例如在空氣進(jìn)入通道110的一些部分中的相對(duì)的葉輪等等)。在另一些其它遮蓋件配置中，如圖27所示，基本整個(gè)空腔106可由四分之一波諧振器120和分隔元件122填充至遮蓋件的幾何尺寸所容許的程度。
[0090]通過(guò)改變?cè)O(shè)計(jì)參數(shù)，四分之一波諧振器120可以調(diào)諧為減小特定頻率范圍或頻段內(nèi)的冷空氣系統(tǒng)噪聲，改變的設(shè)計(jì)參數(shù)例如但不限于遮蓋件100包括四分之一波諧振器120的程度、分隔元件122形成的單元121的形狀、單元的深度Dc、以及分隔元件122的構(gòu)成材料。因此，遮蓋件100的聲音衰減性能通過(guò)這種調(diào)諧得以優(yōu)化，以補(bǔ)償并減小給定的引擎系統(tǒng)的特定噪聲生成頻率。因此，四分之一波諧振器120可以被配置并調(diào)諧為消除窄帶噪聲頻率和寬帶噪聲頻率。
[0091]在某些遮蓋件中，可以如圖26所示省略四分之一波諧振器120，并且遮蓋件100可以依賴于空氣進(jìn)入通道100來(lái)衰減系統(tǒng)噪聲。
[0092]遮蓋件100 (包括基座113和蓋子112)和四分之一波諧振器120可以由任何適當(dāng)?shù)慕饘倩蚍墙饘俨牧现瞥桑ǖ幌抻阡摶蜾X、聚合物/塑料(例如聚氯乙烯、丙烯酸等)、玻璃纖維等。在一個(gè)實(shí)例中，遮蓋件100可以由20%玻璃填充的聚丙烯制成。四分之一波諧振器120分隔元件122可以由相同或不同的材料制成。在一個(gè)實(shí)例中，鼓風(fēng)機(jī)外殼40可以由20%玻璃填充的聚丙烯或任何適當(dāng)材料制成。因此，遮蓋件、四分之一波諧振器和鼓風(fēng)機(jī)外殼不受構(gòu)成材料的限制，構(gòu)成材料被選擇為提供期望的吸音特性和適合于特定應(yīng)用的其它性能因素。
[0093]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，噪聲抑制遮蓋件100可包括微穿孔面板(MPP) 130,用于作為四分之一波諧振器120的補(bǔ)充或替代來(lái)進(jìn)行吸音。圖28和29示出了合并有與四分之一波諧振器120結(jié)合使用的微穿孔面板130的遮蓋件100。該微穿孔面板可以由基本平坦的材料片131 (例如金屬片)構(gòu)成，該材料片包括具有預(yù)定直徑和間距P (相鄰?fù)字g的間隔)的多個(gè)規(guī)律間隔的微尺寸穿孔或通孔132。通孔132可以具有相同或不同的直徑，并且可以為包括任何適當(dāng)?shù)呐渲?包括通常使用的圓形和其它形狀)。
[0094]微穿孔面板130可以位于遮蓋件100內(nèi)的各種位置處。微穿孔面板130可以將遮蓋件100劃分為兩個(gè)或更多個(gè)分開(kāi)的空腔。例如，微穿孔面板130可以在遮蓋件100中水平設(shè)置，將遮蓋件劃分為上空腔和下空腔。在某些這種系統(tǒng)中，微穿孔面板130可以置于距離頂壁104的深度Dp處，該深度處被設(shè)置并調(diào)諧為提供某些不期望的噪聲頻率的波的抵消，和/或使得頂壁104位于具有來(lái)自微穿孔面板130的最低波壓的距離處。微穿孔面板130可以是平坦的，也可以具有彎曲的、波紋的、彎折的或其它形狀的表面。其它變形也是可以的。
[0095]微穿孔面板130可以置于四分之一波諧振器120的下方位于遮蓋件100的底部108和該四分之一波諧振器之間。在其它遮蓋件中，微穿孔面板130可以置于四分之一波諧振器120的上方位于遮蓋件100的頂壁104和該四分之一波諧振器之間。具有深度Dp的空氣間隙C可以形成在遮蓋件100的頂壁104下方的微穿孔面板130后面。在此實(shí)例中，空氣間隙C的深度Dp可以與分隔元件122的高度Hp和遮蓋件100在四分之一波諧振器中的深度Dc共同擴(kuò)張。這樣，與微穿孔面板130相關(guān)聯(lián)的空氣間隙C將由整個(gè)遮蓋件空氣106的一部分形成。
[0096]在遮蓋件的一種配置中，微穿孔面板130可以如圖所示包圍遮蓋件100的整個(gè)底部108。在其它可能的遮蓋件中，微穿孔面板130可以覆蓋遮蓋件100的底部108的僅一部分，例如覆蓋在包括四分之一波諧振器120的區(qū)域上，或者可選地覆蓋在不包括四分之一波諧振器的遮蓋件區(qū)域上。
[0097]基于亥姆霍茲共振原理，微穿孔面板對(duì)于吸收預(yù)定衰減頻段或范圍內(nèi)的聲音或噪聲是有效的，因此能減小得到的反射聲音。通過(guò)改變微穿孔面板的設(shè)計(jì)參數(shù)，可以將衰減頻段定制為窄帶或?qū)拵?。穿孔或通?32的大小、間隔或間距P、片131的厚度Tp、構(gòu)成片131的材料、以及片后面的空氣間隔C的深度Dp都會(huì)對(duì)得到的微穿孔面板的噪聲消除特性和衰減頻率造成影響。因此，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，可以對(duì)這些參數(shù)進(jìn)行調(diào)整以改變微穿孔面板130的噪聲消除特性，并將微穿孔面板進(jìn)行調(diào)諧以濾除特定頻率從而適應(yīng)于給定的引擎和鄰近的相關(guān)聯(lián)的氣冷系統(tǒng)。在某些遮蓋件中，能夠通過(guò)使遮蓋件的頂壁104呈穹頂形或凸形(如圖29中的虛線所示的頂壁104’示出)來(lái)按照期望增大空氣間隔C的深度Dp。前述參數(shù)可以調(diào)整以達(dá)到用于噪聲消除的期望的聲音頻率過(guò)濾和衰減特性。
[0098]在某些系統(tǒng)中，可改變相同微穿孔面板130內(nèi)的通孔132大小、間隔或間距P、和/或片131的厚度Tp中的一個(gè)或多個(gè)。例如，可以將微穿孔面板130的中心附近的通孔132的大小設(shè)置為不同于微穿孔面板130的中心具有更大徑向距離處的通孔132。在此例子中，微穿孔面板130中心附近的通孔132可以使微穿孔面板130在面板130中心附近吸收第一頻率范圍附近的噪聲(調(diào)諧為在面板130中心附近的通孔132的參數(shù))，而微穿孔面板130的周界附近的通孔132可以使微穿孔面板130吸收不同頻率范圍附近的噪聲(調(diào)諧為在面板130外邊緣附近的通孔132的參數(shù))。其它變形也是可以的。
[0099]參照?qǐng)D29，具有微穿孔面板130的遮蓋件100還可以包括分隔物，在某些設(shè)計(jì)中，分隔物可以與圖示的為四分之一波120提供的分隔元件122類似地配置。在這些遮蓋件100中的分隔元件122可以構(gòu)造為、定位為和/或用于迫使微穿孔面板130和頂壁104之間的特定波傳播(例如線性平面波傳播)。由分隔物122引起的迫使的波傳播可以增大遮蓋件100的噪聲衰減和吸收特性。用于微穿孔面板130的分隔物可以也作為四分之一波諧振器，調(diào)諧用于消除特定頻率的噪聲，但也可以不作為四分之一波諧振器。微穿孔面板130可以定位于分隔元件122的上方或下方。
[0100]如圖30所示，可以使用多于一個(gè)微穿孔面板130來(lái)擴(kuò)大面板所吸收的頻率范圍。在示出的遮蓋件100中，兩個(gè)微穿孔面板130和130’豎直設(shè)置并相互挨著，且由空氣間隙隔開(kāi)。在其它變形中，兩個(gè)微穿孔面板130和130’可以堆疊在一起并相互接觸。通過(guò)對(duì)每個(gè)微穿孔面板提供不同的通孔132大小、間隔或間距P、片131的厚度Tp、或構(gòu)成片的材料，兩個(gè)微穿孔面板130和130’中的每個(gè)可以具有不同的吸音特性。因此，具有兩個(gè)面板130和130’(每個(gè)面板具有不同的吸音特性)的系統(tǒng)可以比僅具有一個(gè)面板130吸收更大頻率范圍的聲音。因此，兩個(gè)微穿孔面板130和130’之間的空氣間隙可以構(gòu)造為使得兩個(gè)微穿孔面板130和130’之間距離提供額外的消波和/或低波壓特征。由于該間隔的構(gòu)造和配置，當(dāng)聲音/噪聲在面板130和130’之間反射并重新導(dǎo)回匹配波時(shí)，會(huì)發(fā)生消音。具有相同或相近頻率的方向相反的聲波將趨向于相互抵消(衰減)。
[0101]還是如圖30所示并如上所述，一個(gè)或多個(gè)微穿孔面板130、130’等可以在沒(méi)有四分之一波諧振器120的情況下單獨(dú)使用。然而，將認(rèn)識(shí)到，多個(gè)微穿孔面板130也可以與四分之一波諧振器120 —起使用。
[0102]在微穿孔面板130的一個(gè)實(shí)施例中，通孔可具有0.05mm至0.5mm范圍內(nèi)的直徑。通孔可以由任何適當(dāng)?shù)姆椒ㄐ纬?，包括但不限于激光切割或其它方法。微穿孔面板?31可以由任何適當(dāng)?shù)慕饘倩蚍墙饘俨牧现瞥?，包括但不限于例如鋼或鋁、聚合物/塑料(例如聚氯乙烯、丙烯酸等)、玻璃纖維等材料。因此，微穿孔面板130不受構(gòu)成材料的限制，構(gòu)成材料可以選擇來(lái)提供適用于特定應(yīng)用的期望的消聲特性。
[0103]在微穿孔面板的一些變形中，微穿孔面板130的周向邊緣可以沿著豎直側(cè)壁105與遮蓋件100的內(nèi)側(cè)密封，以在遮蓋件和面板之間建立基本氣密的空氣間隔C，以使面板邊緣和遮蓋件之間的反射聲波泄露最小化。因此，從面板后面的空氣間隔C反射的噪聲或聲音將僅具有向后穿出面板通孔132的路徑。微穿孔面板130的邊緣可以由任何適當(dāng)方法密封，包括但不限于利用填塞材料或密封劑、墊圈、焊接(例如金屬或聲音塑料，取決于用于遮蓋件和面板的材料)和其它方法。
[0104]發(fā)明人對(duì)遮蓋件100進(jìn)行了預(yù)先的計(jì)算機(jī)建模，以確定在具有或不具有本文公開(kāi)的某些前述噪聲抑制特征的各種組合的情況下能夠達(dá)到的可能的聲音傳播損耗。得到的傳播損耗曲線如圖39所示?；€曲線結(jié)果(輕虛線)表示不具有四分之一波諧振器和微穿孔面板的空的遮蓋件和空氣進(jìn)入通道110，其僅依賴于冷空氣通道和遮蓋件主體來(lái)進(jìn)行聲音衰減。將四分之一波諧振器120的增加建模為如本文所述具有9*9單元陣列(圖39示出了9個(gè)空腔)(輕實(shí)線曲線)，以確定其對(duì)遮蓋件的聲音抑制性能的效果。增加微穿孔面板130的效果建模為兩種，一種是單獨(dú)在遮蓋件中(重實(shí)線曲線)，一種是與9*9單元四分之一波諧振器120相結(jié)合(重虛線曲線)。
[0105]如建模結(jié)果所顯示的，并入了微穿孔面板130 (單獨(dú)的或者與四分之一波諧振器120結(jié)合的)的遮蓋件100的噪聲抑制性能(即，最高分貝聲音傳播損耗)在較寬頻段或者頻率范圍內(nèi)通常好于不具有微穿孔面板的遮蓋件。還示出了單獨(dú)添加四分之一波諧振器比空遮蓋件通常具有更好的性能。然而，將認(rèn)識(shí)到，即使是并入了特別配置并定位的空氣進(jìn)入通道110的空遮蓋件100也提供了改進(jìn)的噪聲消減和隔離性能，并且噪聲消減和隔離性能可以通過(guò)使用纖維吸音材料進(jìn)一步改善。建模的結(jié)果進(jìn)一步證明了，從噪聲抑制的觀點(diǎn)，本文公開(kāi)的遮蓋件和噪聲抑制特征均能夠高度定制化，并且可以以各種組合相結(jié)合以針對(duì)給定應(yīng)用實(shí)現(xiàn)感興趣的各種頻段或頻率范圍內(nèi)的期望聲音衰減水平。
[0106]根據(jù)前述討論和計(jì)算機(jī)輔助建模，將認(rèn)識(shí)到，具有空氣進(jìn)入通道110的遮蓋件100結(jié)構(gòu)本身可以認(rèn)為能提供基線噪聲消減，被調(diào)諧為主動(dòng)減小某個(gè)第一頻率范圍或頻段以及噪聲消減程度(即分貝或聲壓)內(nèi)的風(fēng)扇噪聲。可以添加四分之一波諧振器130或微穿孔面板130，用來(lái)與空氣進(jìn)入通道110—致地減小第二頻率范圍或頻段內(nèi)的噪聲，從而具有累加的噪聲消減效果。對(duì)于具有微穿孔面板130的系統(tǒng)，可以添加分隔物122來(lái)提供強(qiáng)制的線性波傳播，這可進(jìn)一步減小系統(tǒng)的噪聲。在某些系統(tǒng)中，可以添加四分之一波諧振器120和微穿孔面板130中未使用的另一個(gè)，以減小第三頻率范圍或頻段的噪聲，具有進(jìn)一步累加的噪聲消減效果。這些系統(tǒng)中的任意系統(tǒng)還可以包括纖維吸音材料，纖維吸音材料可以構(gòu)造用來(lái)基于纖維材料的吸音系數(shù)在期望頻率范圍上提供衰減。
[0107]第一、第二和第三頻率范圍中的任意頻率范圍可以是相同的，從而在該頻率范圍上提供增強(qiáng)的噪聲消減。例如，遮蓋件可以包括被構(gòu)造為在800Hz至1000Hz的頻率范圍吸音的微穿孔面板130，同時(shí)四分之一波諧振器可以構(gòu)造為具有在相同的或者重合的頻率范圍消波的深度Dc。在其它例子中，第一、第二和第三頻率范圍中的任意頻率范圍可以是不同的，從而在比各個(gè)單獨(dú)頻率范圍更寬的頻率范圍上提供噪聲消減。因此，通過(guò)使用上述聲音消減特征中的一些或全部實(shí)現(xiàn)的組合的風(fēng)扇噪聲消減可以操作為在期望和關(guān)注的頻譜上提供顯著的或最大化的噪聲消減，和/或在較寬的頻譜上衰減聲音，從而提供本文描述的噪聲抑制系統(tǒng)的高度定制化。
[0108]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，微穿孔面板130可以協(xié)同設(shè)計(jì)為與所選的風(fēng)扇類型相結(jié)合，以優(yōu)化遮蓋件噪聲消減系統(tǒng)的性能。單坡葉輪31 (相等的周向葉片間距)或調(diào)整葉輪(不相等的周向葉片間距)設(shè)計(jì)均具有不同的噪聲產(chǎn)生特性。例如，單坡葉輪31可以比調(diào)整葉輪33設(shè)計(jì)在較窄(并有時(shí)候更高)頻段上通常產(chǎn)生更大的噪聲水平。通過(guò)任一設(shè)置，葉輪的葉片間距和配置都可以進(jìn)行選擇，以有意地將最大噪聲水平限制在預(yù)定頻率范圍內(nèi)，該預(yù)定頻率范圍與微穿孔面板130被設(shè)計(jì)用于衰減相同頻率的頻率范圍一致。例如，引擎26可以具有單坡(葉片等距)葉輪31，該葉輪特意設(shè)計(jì)為在1040Hz至1560Hz的第一頻段內(nèi)產(chǎn)生最大噪聲水平。該頻率范圍之外的葉輪噪聲將更低，并且在某些情況下可以是可接受的水平。通過(guò)如上文所述控制微穿孔面板130的設(shè)計(jì)參數(shù)，微穿孔面板130可以特別設(shè)計(jì)為具有在給定的引擎速度下對(duì)1040Hz至1560Hz的與葉輪相同的頻段內(nèi)的聲音可操作地衰減的噪聲抑制特性。最終結(jié)果是在相對(duì)寬的頻率范圍或頻段對(duì)葉輪噪聲進(jìn)行衰減，包括使葉輪的最令人不快的峰值頻率最小化。由此，盡管使用單坡葉輪31由于在窄頻段具有更大的噪聲而在有些方面是不期望的，但是使用被調(diào)諧用來(lái)在該頻率減小噪聲(通過(guò)吸音或消波)的微穿孔面板130和/或四分之一波諧振器120，可以得到比具有調(diào)整間距葉輪33的引擎更安靜的引擎。
[0109]盡管上述說(shuō)明和附圖提供了某些示例性的系統(tǒng)，但應(yīng)該理解，可以對(duì)其進(jìn)行各種添加、修改和替代，而不偏離所附權(quán)利要求的等同范圍的精神和范圍。尤其是，對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見(jiàn)的是，本發(fā)明可以以其它形式、結(jié)構(gòu)、設(shè)置、比例、大小、以及具有其它元件、材料、部件來(lái)實(shí)施，而不偏離其精神或?qū)嵸|(zhì)特征。此外，方法/處理還可以有大量的變形。本領(lǐng)域技術(shù)人員還將理解，本發(fā)明可以與結(jié)構(gòu)、設(shè)置、比例、大小、材料和組件以及本發(fā)明實(shí)踐中使用的其它特征的許多修改一起使用，這些修改特別適用于具體環(huán)境和操作要求，而不偏離本發(fā)明的原理。因此，本文公開(kāi)的實(shí)施方式在全部方面都應(yīng)該考慮為示例性而非限制性的，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求及其等同來(lái)限定。更確切地，所附權(quán)利要求應(yīng)該廣義解釋為包括本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠得到的不偏離本發(fā)明等同范圍的本發(fā)明的其它變體和實(shí)施方式。
【權(quán)利要求】
1.一種用于引擎的噪聲抑制遮蓋件，所述遮蓋件包括: 具有下部和上部的主體，所述下部被配置為安裝在引擎的鼓風(fēng)機(jī)外殼上； 在所述主體內(nèi)形成的空腔；以及 放置在所述空腔中的四分之一波諧振器，所述四分之一波諧振器被調(diào)諧為對(duì)所述鼓風(fēng)機(jī)外殼內(nèi)的風(fēng)扇產(chǎn)生的第一頻率范圍的噪聲進(jìn)行衰減。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的遮蓋件，其中，所述遮蓋件的主體包括閉合的頂部和部分打開(kāi)的底部。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的遮蓋件，其中，所述四分之一波諧振器包括多個(gè)交叉的隔離物，所述多個(gè)交叉的隔離物形成多個(gè)對(duì)應(yīng)的單元。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的遮蓋件，其中，所述隔離物放置在所述遮蓋件的主體的上部。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的遮蓋件，其中，所述隔離物的底部邊緣與所述遮蓋件的主體的底部在垂直方向上間隔開(kāi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的遮蓋件，其中，所述四分之一波諧振器與位于所述鼓風(fēng)機(jī)外殼的頂部中的風(fēng)扇葉輪垂直對(duì)準(zhǔn)。
7.根據(jù)權(quán)利要 求1所述的遮蓋件，進(jìn)一步包括:放置在所述遮蓋件中的至少一個(gè)微穿孔面板，所述至少一個(gè)微穿孔面板被調(diào)諧為減小第二頻率范圍內(nèi)的噪聲。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的遮蓋件，其中，所述至少一個(gè)微穿孔面板在所述遮蓋件的主體的空腔中放置在所述四分之一波諧振器的下方。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的遮蓋件，進(jìn)一步包括:放置在所述遮蓋件中的第二微穿孔面板，所述第二微穿孔面板被調(diào)諧為去除第三頻率范圍內(nèi)的噪聲。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的遮蓋件，其中，所述遮蓋件包括一對(duì)水平伸長(zhǎng)的空氣進(jìn)入通道，所述空氣進(jìn)入通道與位于所述鼓風(fēng)機(jī)外殼的頂部中的風(fēng)扇葉輪流體連通。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的遮蓋件，其中，每個(gè)空氣進(jìn)入通道的大部分位于由所述遮蓋件限定的兩個(gè)后象限之一中。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的遮蓋件，其中，所述主體的下部是被配置為安裝在鼓風(fēng)機(jī)外殼上的基座，所述上部是能夠附接于所述基座的分離的蓋子。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的遮蓋件，其中，所述基座限定一對(duì)空氣進(jìn)入端口，所述空氣進(jìn)入端口與冷空氣通道流體連通。
14.一種用于引擎的噪聲抑制系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括: 遮蓋件，被配置為用于安裝在與引擎相關(guān)聯(lián)的鼓風(fēng)機(jī)外殼上； 形成在所述遮蓋件內(nèi)的空腔；以及 放置在所述遮蓋件中的至少一個(gè)微穿孔面板，所述至少一個(gè)微穿孔面板被調(diào)諧為減小由風(fēng)扇產(chǎn)生的第一頻率范圍內(nèi)的噪聲。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的噪聲抑制系統(tǒng)，進(jìn)一步包括:一對(duì)水平伸長(zhǎng)的空氣進(jìn)入通道，每個(gè)所述空氣進(jìn)入通道設(shè)置在所述遮蓋件的后象限中并與所述空腔流體連通，所述空氣進(jìn)入通道能夠操作為將周圍的冷空氣吸進(jìn)所述遮蓋件和風(fēng)扇中。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的噪聲抑制系統(tǒng)，進(jìn)一步包括:放置在所述遮蓋件中的第二微穿孔面板，所述第二微穿孔面板被調(diào)諧為去除第二頻率范圍內(nèi)的噪聲。
17.根據(jù)權(quán)利要求14所述的噪聲抑制系統(tǒng)，進(jìn)一步包括:放置在空腔中的四分之一波諧振器，所述四分之一波諧振器被調(diào)諧為減小第三頻率范圍內(nèi)的噪聲。
18.一種用于氣冷引擎的噪聲抑制系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括: 遮蓋件，被配置為安裝在與引擎相關(guān)聯(lián)的冷空氣風(fēng)扇的外殼上； 空腔，形成在所述遮蓋件中并位于風(fēng)扇葉輪上，所述風(fēng)扇葉輪由所述冷空氣風(fēng)扇的外殼旋轉(zhuǎn)支撐；以及 一對(duì)水平伸長(zhǎng)的空氣進(jìn)入通道，每個(gè)所述空氣進(jìn)入通道形成在所述遮蓋件的后象限中并與所述空腔流體連通，所述空氣進(jìn)入通道能夠操作以將周圍的冷空氣以朝向所述風(fēng)扇葉輪的前向方向吸進(jìn)所述遮蓋件中； 其中所述空氣進(jìn)入通道在聲學(xué)上配置為對(duì)所述冷空氣風(fēng)扇產(chǎn)生的噪聲進(jìn)行衰減。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的噪聲抑制系統(tǒng)，其中，所述空氣進(jìn)入通道包括多個(gè)成角度的側(cè)壁表面，所述側(cè)壁表面配置為反射所述風(fēng)扇產(chǎn)生的噪聲。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的噪聲抑制系統(tǒng)，其中，所述遮蓋件包括閉合的頂壁和周向側(cè)壁。
21.根據(jù)權(quán)利要求18所述的噪聲抑制系統(tǒng)，其中，除了由所述空氣進(jìn)入通道形成的開(kāi)放的空氣進(jìn)入端口之外，所述遮蓋件用作閉合的底部。
22.根據(jù)權(quán)利要求18所述的噪聲抑制系統(tǒng)，其中，每個(gè)空氣進(jìn)入通道的大部分位于由所述遮蓋件限定的兩個(gè)后象 限之一中。
【文檔編號(hào)】F04D29/66GK104047724SQ201410046811
【公開(kāi)日】2014年9月17日 申請(qǐng)日期:2014年2月10日 優(yōu)先權(quán)日:2013年3月15日
【發(fā)明者】T·W·勒羅伊, J·T·貝科夫斯基, R·W·艾伯特 申請(qǐng)人:科勒公司