實(shí)用新型涉及一種消聲器,特別是一種用于渦輪增壓器的消聲器。
背景技術(shù):
隨著增壓器的廣泛應(yīng)用,增壓器所帶來的各種噪聲逐漸被用戶重視。增壓器葉輪在高速旋轉(zhuǎn)過程中會(huì)產(chǎn)生壓力脈動(dòng)。該壓力脈動(dòng)沿壓氣機(jī)出口到中冷器的管路傳播形成壓力脈動(dòng)波。脈動(dòng)波會(huì)導(dǎo)致管壁振動(dòng)。振動(dòng)的管壁將向外輻射噪聲,透過車廂孔隙、車體振動(dòng)傳遞到乘客艙里,對(duì)乘客和司機(jī)產(chǎn)生干擾。
隨著內(nèi)燃機(jī)的低速扭矩性能提升以及輕量化與小尺寸化,增壓器的小型化與高轉(zhuǎn)速化設(shè)計(jì)已經(jīng)成為行業(yè)趨勢(shì)。這一變化帶來的益處顯而易見,但是也帶來了嚴(yán)重的噪聲問題。其中,一階噪聲的治理難度較大。
一階噪聲也叫同步噪聲,其噪聲頻率與增壓器轉(zhuǎn)速同步,這一特點(diǎn)導(dǎo)致一階噪聲頻率范圍跨度非常寬廣,其噪聲主要爆發(fā)區(qū)間隨著增壓器轉(zhuǎn)速的升高而升高。經(jīng)試驗(yàn)證明,一階噪聲產(chǎn)生的脈動(dòng)波主要通過壓氣機(jī)出口管路向外界輻射。在壓氣機(jī)出口處安裝消音器是一種有效抑制一階噪聲的手段。
小型增壓器壓氣機(jī)出口采用一體化設(shè)計(jì),其安裝尺寸更為緊湊、留給消音器的設(shè)計(jì)空間非常狹小。設(shè)計(jì)出能有效降低壓氣機(jī)出口的壓力脈動(dòng),又能滿足安裝尺寸要求的消音器難度很大。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
實(shí)用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足,而提供一種渦輪增壓器的消聲器。它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊,占用空間小,其連接在小型增壓器壓氣機(jī)出口上,能有效抑制一階噪聲。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案是:渦輪增壓器的消聲器,包括外管體和內(nèi)管體;外管體呈兩端開口的管形,其套裝在內(nèi)管體外并通過兩塊環(huán)形端板與內(nèi)管體連接,內(nèi)管體、外管體及兩塊端板之間設(shè)有環(huán)形消音腔;內(nèi)管體上設(shè)有多個(gè)連通至環(huán)形消音腔的消聲孔。
本實(shí)用新型進(jìn)一步的技術(shù)方案是:外管體的徑向截面呈橢圓環(huán)形。
本實(shí)用新型進(jìn)一步的技術(shù)方案是:內(nèi)管體的徑向截面呈圓環(huán)形。
本實(shí)用新型再進(jìn)一步的技術(shù)方案是:內(nèi)管體中部設(shè)有管徑收縮段,其包括小徑段和連接在小徑段兩端的錐形段,徑段的直徑與錐形段較小一端的直徑一致。
本實(shí)用新型更進(jìn)一步的技術(shù)方案是:消聲孔位于小徑段上。
本實(shí)用新型更進(jìn)一步的技術(shù)方案是:環(huán)形腔中充填有吸聲材料。
本實(shí)用新型具有如下優(yōu)點(diǎn):
1、外管體一開口端連接在壓氣機(jī)出口上,能有效降低壓氣機(jī)出口的壓力脈動(dòng),使傳播到下游的脈動(dòng)波不足以產(chǎn)生過大的噪聲。
2、氣體在進(jìn)入環(huán)形消音腔時(shí),內(nèi)管體截面面積與外管體截面面積的比值是最小的,環(huán)形消音腔的氣體從消音孔排出后,經(jīng)過錐形段,內(nèi)管體截面面積與外管體截面面積的比值(擴(kuò)張比)增大,從而增大了消聲量與頻率范圍。
3、氣流進(jìn)、出消音孔的前后經(jīng)過截面面積逐漸過渡的兩個(gè)錐形段,氣流噪聲被削減。
4、外管體徑向截面呈橢圓環(huán)形。相比現(xiàn)有的圓柱體消音器體積大幅減小,且與內(nèi)管體相配合可形成Helmholtz共振腔。
5、在頻率范圍650~4400Hz內(nèi)本實(shí)用新型的傳遞損失大于10db、對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的性能幾乎無影響。
6、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊,占用空間小,安裝方便。
以下結(jié)合圖和實(shí)施例對(duì)實(shí)用新型作進(jìn)一步描述。
附圖說明
圖1為實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖2為圖1的左視圖
圖3為圖2的A-A剖視圖;
圖4為圖1的B-B剖視圖;
圖5為實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1:
如圖1~4所示:渦輪增壓器的消聲器,包括外管體1和內(nèi)管體2。外管體1呈兩端開口的管形,其套裝在內(nèi)管體2外并通過兩塊環(huán)形端板3與內(nèi)管體2連接,內(nèi)管體、外管體及兩塊端板之間設(shè)有環(huán)形消音腔4。內(nèi)管體2上設(shè)有多個(gè)連通至環(huán)形消音腔4的消聲孔21。
優(yōu)選,內(nèi)管體2中部設(shè)有管徑收縮段,其包括小徑段221和連接在小徑段221兩端的錐形段222,,小徑段221的直徑與錐形段222較小一端的直徑一致。
優(yōu)選,外管體1的徑向截面呈橢圓環(huán)形,內(nèi)管體2的徑向截面呈圓環(huán)形,其與外管體1相配合可形成Helmholtz共振腔。
優(yōu)選,多個(gè)消聲孔21呈環(huán)形均布在內(nèi)管體2的小徑段221上,消聲孔21的直徑和密度通過Helmholtz共振腔原理確定。
優(yōu)選,環(huán)形消音腔4的體積(高度和長(zhǎng)度)通過Helmholtz共振腔原理確定。
實(shí)施例2:
參看圖5,本實(shí)施例與實(shí)施例1相比,區(qū)別僅在于,環(huán)形消音腔中充填有吸聲材料9,使本實(shí)用新型成為阻抗結(jié)合型的消聲器。
簡(jiǎn)述實(shí)用新型的應(yīng)用:裝配時(shí),內(nèi)管體2進(jìn)氣端連接在壓氣機(jī)出口上(外管體前開口端的形狀及尺寸根據(jù)安裝空間決定),內(nèi)管體2的排氣端前與中冷器或發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣管路連接(內(nèi)管體后端開口形狀和連接方式根據(jù)中冷器管路尺寸決定)。
氣流從內(nèi)管體2的進(jìn)氣端進(jìn)入內(nèi)管體中,再通過消音孔21進(jìn)入環(huán)形消音腔4,氣流在環(huán)形消音腔4經(jīng)過諧振后,處于設(shè)計(jì)頻率范圍內(nèi)的噪音以熱量的形式消失在空氣中,經(jīng)過諧振的氣體再次經(jīng)過消音孔21進(jìn)入內(nèi)管體2,從內(nèi)管體2的排氣端排出。
氣流在環(huán)形消音腔4經(jīng)過諧振后,處于設(shè)計(jì)頻率范圍內(nèi)的噪音以熱量的形式消失在空氣中,達(dá)到降低噪聲的目的。