一种二冲程航空发动机复合式消音装置及应用制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种二冲程航空发动机复合式消音装置及应用，涉及飞机排气消音技术领域，能够有效降低发动机排气的噪音，保持发动机的排气顺畅，降低气流速、减小排气背压，降低发动机的功率损失；该消音装置包括壳体，所述壳体的第一端面设有排气入口，第二端面设有排气出口；所述排气入口和所述排气出口之间依次设有：阻性消音结构，用于对高频段噪声进行吸收；赫姆霍兹消音结构，用于对低频段噪声进行消除；气体分流对冲结构，用于使气流在其内发生反射、干涉和对冲，以降低流速、背压与噪音；以及抗性消音结构，用于利用体积扩张原理对气流进行再次消音。本发明专利技术提供的技术方案适用于飞机发动机消音的过程中。

A compound silencing device for two stroke aeroengine and its application

【技术实现步骤摘要】
一种二冲程航空发动机复合式消音装置及应用
本专利技术涉及飞机排气消音
，尤其涉及一种二冲程航空发动机复合式消音装置及应用。
技术介绍
随着无人机控制技术的日趋成熟，无人机的应用也逐渐拓展、普及，应用场合各式各样。很有可能会出现飞跃人口聚集的区域的情况。消音器作为主要的降低噪声的装置，能够阻挡声波的传播，允许气流通过，是控制噪声的有效工具。内燃机排气消音装置的方式传统上主要是抗性消音原理和阻性消音原理，或者将两者结合成为阻抗复合型。抗性消音器是在管道设突变界面或旁接共振腔，使沿管道传播的声波反射或吸收，从而达到消声的目的。这种技术原理对中、低频消声效果好。阻性消音器靠管道内壁装帖吸声材料消声，对高频噪声有较好的吸收效果。而将两种组合则能通常起到更优效果。但是在航空领域，现有的小型无人机，由于空间和重量的限制，发动机的废气排放多为直排大气，会产生很大的排气噪音。一般的处理方式是直接在发动机排气口增加弯管，将废气排放改变方向，较好一些的是再加装有消音棉的单腔穿孔管消音器，消除高频噪声。这种消音方式效果较差，无法消除中低频噪音，且多为每个气缸体排气口对应一个自己的弯管或穿孔消音器。重量大，空间利用率较低。在中小型无人机排气消音领域，尤其是对于航空活塞二冲程发动机来说，排气气流速度一般较四冲程发动机更大，抗性消音方式在气流速度较高时，不能有效消除中低频噪声的，消音性能变差，同时在消音器内部的再生噪声，排气背压也升高。加之航空器可供使用的空间有限，无法使用较大的空间结构来给气流减速，所以消除中低频噪声是较为困难的。因此，有必要研究一种二冲程航空发动机复合式消音装置来应对现有技术的不足，以解决或减轻上述一个或多个问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种二冲程航空发动机复合式消音装置及应用，能够有效降低发动机排气的噪音，保持发动机的排气顺畅，降低气流速、减小排气背压，降低发动机的功率损失。一方面，本专利技术提供一种二冲程航空发动机复合式消音装置，其特征在于，所述消音装置包括壳体，所述壳体的第一端面设有排气入口，第二端面设有排气出口；所述排气入口和所述排气出口之间依次设有：阻性消音结构，用于对高频段噪声进行吸收；赫姆霍兹消音结构，用于对低频段噪声进行消除；气体分流对冲结构，用于使气流在其内发生反射、干涉和对冲，以降低流速、背压与噪音；以及抗性消音结构，用于利用体积扩张原理对气流进行再次消音。如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述阻性消音结构包括穿孔扩张腔；所述穿孔扩张腔由内空圆柱体和隔板分割而成；所述内空圆柱体的一端与所述排气入口连接，另一端与所述隔板连接，所述隔板的外缘与所述壳体的内壁固接；所述内空圆柱体的两端面和侧壁上均设有若干小孔；所述穿孔扩张腔内设有消音棉。如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述小孔的开孔总面积占所在管壁面积的20％～40％。如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述赫姆霍兹消音结构包括赫姆霍兹消声腔；所述赫姆霍兹消声腔为封闭腔室，所述赫姆霍兹消声腔的顶部设有赫姆霍兹消声腔入口，所述赫姆霍兹消声腔入口为内插管式设置；所述赫姆霍兹消声腔的中部设有供气流流通到气体分流对冲结构的通道；所述赫姆霍兹消声腔入口与所述阻性消音结构的气流出口相对设置。如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述通道设于所述壳体的正中间。如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述气体分流对冲结构包括分流板和反射板，所述分流板正对所述赫姆霍兹消音结构的气体流出通道设置，用于对气体进行分流；所述反射板设于所述分流板的下方，用于将分流后的气体进行反射汇拢。如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述分流板为凸面结构，且所述分流板的边缘距离所述壳体内壁的距离为所述分流板中心点距离所述壳体内壁距离的2/5～3/5；所述反射板为中间设有开口的凹面结构，所述反射板的外缘与所述壳体的内壁固接；所述开口的大小为所述壳体横截面面积的1/10～1/4。如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述分流板为多个，且等间距同轴设置；多个所述分流板的外边缘上的对应点在同一直线上，且所述直线与其在所述反射板上的映射线平行。如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述抗性消音结构包括扩张消声腔；所述扩张消声腔由所述壳体的第二端面、所述壳体的侧壁和所述反射板构成，气体从所述反射板中间的开口进入所述扩张消声腔内进行扩张消声，进而在从所述排气出口排出。另一方面，本专利技术提供一种如上任一所述的二冲程航空发动机复合式消音装置的应用，其特征在于，将所述消音装置应用在无人机上，所述无人机1km处噪音声级为50dB(A)。与现有技术相比，本专利技术可以获得包括以下技术效果：能有效大幅度降低二冲程航空活塞发动机所产生的高中低频噪音，保持发动机排气通顺；气体分流对冲结构能够有效降低消音装置内部的气流速度，减小动能和再生噪音，并有利于抗性消音结构的消音性能；能够减小排气背压，降低发动机的功率损失。当然，实施本专利技术的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有技术效果。【附图说明】为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。图1是本专利技术一个实施例提供的二冲程航空发动机复合式消音装置的剖面结构图；图2是本专利技术一个实施例提供的二冲程航空发动机复合式消音装置的俯视图；图3是本专利技术一个实施例提供的二冲程航空发动机复合式消音装置的整体外观图。其中，图中：1-排气入口；2-穿孔扩张腔；3-小孔；4-赫姆霍兹消声腔入口；5-赫姆霍兹消声腔；6-前分流板；7-后分流板；8-反射板；9-扩张消声腔；10-排气出口。【具体实施方式】为了更好的理解本专利技术的技术方案，下面结合附图对本专利技术实施例进行详细描述。应当明确，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。在本专利技术实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本专利技术。在本专利技术实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。本专利技术目的在于提出一种新型的消音技术方式，以提升消音装置的性能，基于将传统消音技术的组合运用和气流分流扩散然后对冲收敛的结构设计。根据发动机排气噪声中的主要振动频率，针对性地进行消本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种二冲程航空发动机复合式消音装置，其特征在于，所述消音装置包括壳体，所述壳体的第一端面设有排气入口，第二端面设有排气出口；/n所述排气入口和所述排气出口之间依次设有：/n阻性消音结构，用于对高频段噪声进行吸收；/n赫姆霍兹消音结构，用于对低频段噪声进行消除；/n气体分流对冲结构，用于使气流在其内发生反射、干涉和对冲，以降低流速、背压与噪音；以及/n抗性消音结构，用于利用体积扩张原理对气流进行再次消音。/n

【技术特征摘要】
1.一种二冲程航空发动机复合式消音装置，其特征在于，所述消音装置包括壳体，所述壳体的第一端面设有排气入口，第二端面设有排气出口；
所述排气入口和所述排气出口之间依次设有：
阻性消音结构，用于对高频段噪声进行吸收；
赫姆霍兹消音结构，用于对低频段噪声进行消除；
气体分流对冲结构，用于使气流在其内发生反射、干涉和对冲，以降低流速、背压与噪音；以及
抗性消音结构，用于利用体积扩张原理对气流进行再次消音。


2.根据权利要求1所述的二冲程航空发动机复合式消音装置，其特征在于，所述阻性消音结构包括穿孔扩张腔；所述穿孔扩张腔由内空圆柱体和隔板分割而成；所述内空圆柱体的一端与所述排气入口连接，另一端与所述隔板连接，所述隔板的外缘与所述壳体的内壁固接；
所述内空圆柱体的两端面和侧壁上均设有若干小孔；
所述穿孔扩张腔内设有消音棉。


3.根据权利要求2所述的二冲程航空发动机复合式消音装置，其特征在于，所述小孔的开孔总面积占所在管壁面积的20％～40％。


4.根据权利要求1所述的二冲程航空发动机复合式消音装置，其特征在于，所述赫姆霍兹消音结构包括赫姆霍兹消声腔；所述赫姆霍兹消声腔为封闭腔室，所述赫姆霍兹消声腔的顶部设有赫姆霍兹消声腔入口，所述赫姆霍兹消声腔入口为内插管式设置；所述赫姆霍兹消声腔的中部设有供气流流通到气体分流对冲结构的通道；所述赫姆霍兹消声腔入口与所述阻性消音结构的气流出口相对设置。


5.根据权利要求4所述的二冲程航空...

【专利技术属性】
技术研发人员：董雪飞，王振宇，姜楠，陈建国，高自强，
申请(专利权)人：航天时代飞鸿技术有限公司，中国航天电子技术研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11