内吸音式谐振消声器制造技术

在发动机消声器的壳体腔室内设置轴柱式的中心吸音体，吸收腔室内的噪声波和噪声对腔室壁板的反射波；用夹吸音层的复合结构消声器腔壳板阻挡、吸收高速气流和噪声波对消声器壳体次生激振噪声波；高速气流在带谐振腔的一体腔型消声器壳体腔室内无阻碍的扩张和混响发动机排气噪声，并在消声器的壳体腔室内多级的微孔滤波效应、和谐振腔的亥姆霍兹共振原理消声效应及其上的微孔板微孔滤波效应的共同作用下，实现发动机消声器在小结构空间布置条件下具有更好的降噪效果，且发动机功率损耗少。内设的谐振腔(板体)、中心吸音体及夹吸音层的复合结构消声器腔壳板是构成消声器的基本结构特征。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及内燃发动机的废气排放消声器装置，内设的谐振腔(板体)、中心吸音体及夹吸音层的复合结构消声器腔壳板构成消声器的基本结构特征。本专利技术的目的旨在提供一种更高降噪效能的、在小空间结构布置的发动机高效消声器解决方案。
技术介绍
已有的加设谐振腔(板体)的谐振式消声器虽已提供了一种在小空间结构布置下的发动机高效消声器解决方案(详见“谐振消声器，申请号：2014106192255”),但废气穿过谐振腔(板体)后，随发动机的冲程换气形成的脉冲气流仍会对消声器壳体板冲击，一定程度上次生激震噪声波而向外散发，如要更进一步的降低噪声和保证消声器的高效性能，就需要对次生激震噪声波进行约束和控制。本专利技术就是针对于此提供一种控制和减少激震噪声波向外散发的解决方案，实现发动机消声器在小空间结构布置条件下更高的降噪要求和性能。
技术实现思路
本专利技术的第一结构特征，除包含谐振式消声器已有的谐振腔(板体)结构特征外，还包括内装于消声器壳体中心的轴柱式吸音体的特征结构，用于吸收在消声器壳板壁往复反射的噪声波和气流通过谐振腔(板体)后随带的残余高频噪声波。轴柱式吸音体上的筒壁是微孔薄金属板，筒壁内充填吸音材料，吸音材料为防火纤维或空洞结构材料。当气流体随同的噪声波和气流冲击消声器壳体板时次生激震噪声波，在遇板壁阻挡时发生镜向回波反射，因消声器壳体板是内圆弧面的镜向反射面，回波往复反射时一部份回波聚向消声器壳体中心轴方向，并穿入轴柱式吸音体而被吸收。如此，消声器工作中废气穿过谐振腔(板体)后，壳体内部的气流噪声波和在壁板次生的激震噪声波被控制和吸收，减少消声器壳腔内的噪声波向外排放散发。本专利技术的第二结构特征是：夹吸音层的复合结构消声器腔壳板结构。复合结构的消声器腔壳板早已有存在，作用是通过阻性吸收的方法吸收发动机的排气噪声和减少次生的腔壳板激震噪声波，通行的做法是在腔壳板内表面贴覆吸音材料，然后用金属网、网板或微孔薄金属板压固吸音层，然而，这种结构方式的复合结构腔壳板一定程度上存在不足和局限性，吸音层直接与高速废气流接触，且废气流动方向是大面积切扫吸音层表层，气流与吸音层表面间客观存在着流体流动的相对负压现象，这种负压作用容易将吸音层材料从表层开始渐渐逐层剥离掉，这不仅影响到消声器的使用效能和寿命，也使发动机排放的颗粒物和有害物质增加。本专利技术提供的解决方案是吸音层不与高速废气流直接接触，而是包裹在消声器内腔壳板的外表面，然后在吸音层上再包覆消声器的外腔壳板，是将吸音层夹在内、外腔壳板的中间，形成夹吸音层的复合结构消声器腔壳板的结构及特征。当废气流在消声器腔壳内膨胀混响和冲击消声器壳体内壁板时，内腔壳板上因气流和声波脉冲次生的激震噪声波被中间的吸音夹层吸收和弱化，而外腔壳板因覆在吸音层上，振动阻尼增强，次生激震噪声波的能量也大为消失，加上内外两层腔壳板对声波的阻隔，尤其是对高频噪音的阻隔，及吸音夹层对噪声波的阻性吸收优势，限制了噪声波穿过消声器壳板向外散发。另一方面，由于是夹吸音层的复合结构，消声器壳体本身的振动性会小，次生的壳体振动噪声波向壳体外部的散发量会大为减少。因复合结构腔壳板主要是控制次生激震噪声波，采用薄壁材料的壳体板亦容易达到降噪目的，比较的结果表明，谐振式消声器用夹吸音层复合结构腔壳板后不会有明显的总体尺寸增加，甚至于可减少结构尺寸，从而实现在小空间布置条件下进一步优化发动机消声器的高降噪效能。附图说明图1为本专利技术实施例的内吸音式谐振消声器的立体图。图2为本专利技术实施例的内吸音式谐振消声器的主构件分解视图。图3为本专利技术实施例的内吸音式谐振消声器的消声器原理视图。图4是图3去掉上端盖后的横断剖面俯视图。具体实施方式下面通过实施例的方式进一步说明本专利技术，但并不因此将本专利技术限制在所述的实施例范围之中。如图1和图2所示，消声器壳体采用圆筒形状，各金属板件构合内吸音式谐振消声器为一个总成，主要构成件包括：件1，用于密封筒体端口的上端盖；件2，由防火纤维或空洞结构材料构成的靠近进气口的吸音层；件3，用于封压吸音层的微孔薄金属板；件4，带撑板法兰的消声器进口管，法兰用于连接发动机上的废气排放口，插入壳体的一端带若干适宜的出气小孔；件5，消声器谐振腔，腔体是由上、下两块不同孔径的微孔薄金属板组成；件6，轴柱式吸音体，内装于消声器壳体中心，筒形壁板是微孔薄金属板，筒壁内充填吸音材料，吸音材料为防火纤维或孔洞结构的材料；件7，用于封压靠近消声器出口管侧吸音层的微孔薄金属板，与件5、件6共连成一个“H”形的、装在消声器壳体内部的分总成构件；件8，消声器复合结构腔壳板筒体的内筒体，使用薄壁金属管；件9，消声器的气流出口管，管体进气口端布有若干适宜的，用于气体流入的进气小孔，管体出气口端为管口通孔；件10，由防火纤维或空洞结构材料构成的加厚吸音层；件11，用于密封筒体端口的下端盖；件12，消声器复合结构腔壳板筒体的吸音夹层，夹层材料为防火纤维或空洞结构材料；件13，消声器复合结构腔壳板筒体的外筒板，材料为金属薄板；件14，消声器筒体的防烫护网。从件1至件11组成一个不包括进(出)管口的、密封的消声器内壳体腔室，件8是内筒体，其中，轴柱式吸音体件6的一端与消声器的谐振腔5相连，另一端与封压吸音层的微孔薄金属板件7相连，三者(件5、件6和件7)共连成一个“H”形的分总成，装在消声器壳体腔室的中间部位；结合图3所示，带撑板法兰的消声器进口管件4插接在筒体上，位置处于“H”形的分总成以外的部位，而出口管件9是从“H”形的分总成以内的部位插接在筒体上；内壳体腔室的两端还各装有吸音层件2和件10，由微孔薄金属板件5和件7压固。另外，在内筒体件8上包覆吸音夹层件12，并由外筒板件13裹包，三者(件8、件12、件13)合成消声器筒体夹吸音层的复合结构腔壳板。防烫护网件14装在消声器筒体上。在本实施例中，组成消声器总成的各构件之间的连接，除吸音材料外，均为焊接连接，但筒体的端口部位也可以用压封工艺密封连接，各筒体管件也可卷制成形。如图2和图3～4所示，从发动机排出的废气进入消声器进口管件4后，从其出气小孔流进由件1、件8和件11组成的消声器内壳体腔室，在壳体腔的内部先穿过谐振腔件5至壳体腔的下部位置，然后通过出口管的进气小孔，最后从出口管的管口排出。在这一气体流进与流出的过程中，进口管件4上的排气小本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发动机消声器，其特征在于，其包括有，包括一个夹吸音层的复合结构腔壳板的消声器筒体、用于密封筒体端口的上、下端盖以及进(出)口管和消声器筒体上的防烫护网；在内部还包括仅贴向筒体端板的两个端吸音层，和由两块高密度微孔金属薄板组成的一个气流谐振腔，一个装于消声器的壳体中心的轴柱式吸音体，其中，轴柱式吸音体与气流谐振腔及一个封压端吸音层的微孔薄金属板分别相连，轴柱式吸音体、气流谐振腔和微孔薄金属板共组成一个“H”构型的分总成件；消声器除吸音用材料外，基本的构成材料是金属薄板件，通过焊接和压合的方式连成一个带进出气口和腔室的总成件。

【技术特征摘要】
1.一种发动机消声器，其特征在于，其包括有，包括一个夹吸音层的
复合结构腔壳板的消声器筒体、用于密封筒体端口的上、下端盖以及进(出)
口管和消声器筒体上的防烫护网；在内部还包括仅贴向筒体端板的两个端吸
音层，和由两块高密度微孔金属薄板组成的一个气流谐振腔，一个装于消声
器的壳体中心的轴柱式吸音体，其中，轴柱式吸音体与气流谐振腔及一个封
压端吸音层的微孔薄金属板分别相连，轴柱式吸音体、气流谐振腔和微孔薄
金属板共组成一个“H”构型的分总成件；消声器除吸音用材料外，基本的
构成材料是金属薄板件，通过焊接和压合的方式连成一个带进出气口和腔室
的总成件。
2.根据权利要求1所述的发动机消声器，其特征在于，所述发动机消
声器除包含谐振式消声器已有的谐振腔(板体)结构特征外，还包括内装于
消声器壳体中心的轴柱式吸音体的特征结构，轴柱式吸音体上...

【专利技术属性】
技术研发人员：顾爱新，
申请(专利权)人：上海狮虎能源科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31