[實(shí)用新型]一種排氣噪聲電子控制裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200720148852.0
• 申請日: 2007-04-20
• 公開（公告）號: CN201025105Y
• 公開（公告）日: 2008-02-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳斌;周大森;張紅光
• 申請（專利權(quán)）人: 北京工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: F01N9/00
• 分類號: F01N9/00
• 代理公司: 北京思海天達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 張慧

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種發(fā)動機(jī)排氣噪聲電子控制裝置，屬于汽車發(fā)動機(jī)噪聲控制領(lǐng)域。

背景技術(shù)

除必須達(dá)到一定的噪聲消減量之外，發(fā)動機(jī)在不同工況運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)對消聲器排氣阻力的要求是不同的：當(dāng)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速較低時(shí)，適當(dāng)增加排氣阻力可以降低總的排氣損失；反之當(dāng)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速較高時(shí)，排氣阻力過大會導(dǎo)致使總的排氣損失增大。在發(fā)動機(jī)的每個(gè)工況點(diǎn)都存在著一個(gè)最佳的消聲器排氣阻力，對應(yīng)的排氣損失都能被控制在盡可能小的范圍之內(nèi)。然而目前廣泛使用的阻性或抗性消聲器的結(jié)構(gòu)參數(shù)如排氣管截面積基本是固定不變的，排氣阻力偏高，不能滿足上述的要求，發(fā)動機(jī)在各工況運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的動力性能及經(jīng)濟(jì)性能不能同時(shí)得到最佳體現(xiàn)。

為解決上述問題，近年來國內(nèi)外研究人員在此方面進(jìn)行了大量的研究工作。在排氣管側(cè)面安置次級揚(yáng)聲器，采用“以聲消聲”的主動噪聲控制技術(shù)可以降低排氣系的排氣阻力，但由于發(fā)動機(jī)高的排氣噪聲級以及排氣系存在高溫的實(shí)際情況，這種控制方式距商業(yè)化還有一段距離。與上述控制思路相比，在排氣管內(nèi)安置可控阻氣閥的方式具有更高的可靠性，如ChristianE.Carme在2006年國際噪聲主動控制學(xué)術(shù)會議(Active?2006)發(fā)表的題為“Active?noise?control?for?large?exhaust?pipe”的文章，F(xiàn).fohr，Ch.Carme，J-L.Peube，P.Vignassa，F(xiàn).Le?Brazidec等在2002年國際噪聲主動控制學(xué)術(shù)會議(Active?2002.)發(fā)表的題為“Active?exhaust?line?for?truck?diesel?engine”，以及R.Boonen，P.Sas在2002年國際聲與振動控制學(xué)術(shù)會議(ISMA?2002)發(fā)表的題為“Design?of?an?active?exhaust?attenuating?valve?for?internal?combustionengines”的文章中都采用了通過調(diào)節(jié)阻氣閥的方式來達(dá)到降低發(fā)動機(jī)排氣噪聲的目的。這種方式通過調(diào)節(jié)阻氣閥以抑制發(fā)動機(jī)排氣氣流的脈動，從而達(dá)到降低噪聲的目的。根據(jù)所掌握的資料分析，這種控制方式中阻氣閥的平衡位置是固定的，因此發(fā)動機(jī)排氣管的有效截面積是固定的，即排氣阻力是不可調(diào)節(jié)的，不能滿足發(fā)動機(jī)的工作性能要求。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的是設(shè)計(jì)一種發(fā)動機(jī)排氣噪聲的電子控制裝置，以實(shí)現(xiàn)對中、低頻范圍內(nèi)排氣噪聲的電子控制，同時(shí)也通過調(diào)節(jié)排氣管有效流通截面積實(shí)現(xiàn)對發(fā)動機(jī)在各工況運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)排氣阻力的電子控制。

為實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的目的，采取的技術(shù)方案如下：包括可移動的阻氣閥4、線性電磁閥、節(jié)氣門位置傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器、電子控制單元(以下簡稱ECU)，在ECU內(nèi)嵌有軟件控制程序。其中阻氣閥4設(shè)置在與發(fā)動機(jī)排氣管道2相連的一個(gè)體積相當(dāng)?shù)木彌_腔3后的管道內(nèi)，線性電磁閥與阻氣閥4相連用來驅(qū)動阻氣閥，節(jié)氣門位置傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器設(shè)置在發(fā)動機(jī)1內(nèi)，傳聲器設(shè)置在阻氣閥后的排氣管道內(nèi)；節(jié)氣門位置傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器、傳聲器的輸出端分別與ECU的輸入端相連，分別將節(jié)氣門位置信號、轉(zhuǎn)速信號、誤差信號輸入ECU，ECU根據(jù)節(jié)氣門位置信號、轉(zhuǎn)速信號確定發(fā)動機(jī)的工作狀態(tài)，根據(jù)監(jiān)測噪聲控制效果的傳聲器的輸出的誤差信號對確定噪聲的控制結(jié)果，輸出控制信號來控制線性電磁閥驅(qū)動阻氣閥上下移動。

本實(shí)用新型與現(xiàn)有消聲器相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)：1、能夠根據(jù)發(fā)動機(jī)所處的特征工況實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)阻氣閥的動態(tài)位置，有效降低中、低頻范圍內(nèi)的由于氣流脈動引起的排氣噪聲；2、能夠根據(jù)發(fā)動機(jī)所處的特征工況調(diào)節(jié)阻氣閥的靜態(tài)位置，將發(fā)動機(jī)的排氣損失控制在盡可能小的范圍之內(nèi)。

附圖說明

圖1、本實(shí)用新型的工作原理框圖；

圖中，1、發(fā)動機(jī)，2、排氣管道，3、緩沖腔，4、阻氣閥。

圖2-1、MC68HC11E9單片機(jī)工作在擴(kuò)展方式的電路圖；

圖2-2、發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速信號的接口電路部分電路圖；

圖2-3、傳聲器檢測出的誤差信號的接口電路部分電路圖；

圖2-4、節(jié)氣門位置信號的接口電路部分。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型進(jìn)一步描述。

如附圖1所示，排氣管道2將發(fā)動機(jī)1的排氣口與緩沖腔3的進(jìn)口相連接。在與緩沖腔3出口相連的管道內(nèi)有一個(gè)可上下移動的阻氣閥4，其頭部為錐型。在線性電磁閥的驅(qū)動下阻氣閥與管內(nèi)錐型閥座之間會產(chǎn)生相對位移。位于阻氣閥后面的傳聲器用于監(jiān)測噪聲的控制效果。