[發明專利]內燃機多向共振式消聲器無效

申請號：	201110303121.X	申請日：	2011-10-10
公開（公告）號：	CN102359408A	公開（公告）日：	2012-02-22
發明（設計）人：	閆兵;董大偉;黃冠鑫;楊開華;華春蓉;竇國旺;涂啟養;桑帥軍;辛陽	申請（專利權）人：	西南交通大學
主分類號：	F01N1/04	分類號：	F01N1/04;F01N1/10;F01N13/00
代理公司：	成都博通專利事務所 51208	代理人：	陳樹明
地址：	610031 四***	國省代碼：	四川;51
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摘要：
搜索關鍵詞：	內燃機多向共振消聲器
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【說明書】：

技術領域

本發明屬于內燃機技術領域，尤其屬于內燃機消聲器技術領域。

背景技術

內燃機排氣噪聲是指內燃機周期性排放高壓高溫廢氣，使周圍空氣的壓強和密度不斷受到擾動而產生的噪聲。消聲器通常安裝在內燃機的排氣口，用于氣流噪聲的降低和控制，它可以看作是管道的一部分，通過在其內部采取聲學措施以減弱噪聲的傳輸或產生，但允許氣流的正常通過。現有的消聲器主要是共振式消聲器，其最基本的結構是由管道壁開孔的直管和旁接的封閉的共振腔構成。聲波在消聲器內傳播時，一部分通過管道上的孔洞進入旁接的共振腔內，另一部分沿著主通道繼續傳播；進入共振腔內的聲波頻率在其共振頻率附近時，將引起共振腔的共振，空氣將在小孔中來回激烈振動，不斷把聲能轉化為熱能，從而達到消聲的目的。

共振式消聲器又分為單腔共振式和多腔共振式。由于單腔共振式消聲器選擇性很強，在共振頻率處消聲量大，在偏離共振頻率處其消聲量衰減很快，它只局限于單一的窄頻帶的衰減。發動機排氣噪聲是由多個幅值大、頻帶窄的基頻及倍頻噪聲成分組成。因此，對于發動機一般采用多個共振腔來消除排氣噪聲，每一個共振腔對應其中的一個基頻或倍頻成分。多腔共振式消聲器雖然可以彌補單腔共振式消聲器消聲頻帶窄的缺點，但是，傳統的多腔共振式消聲器一般采用多腔串聯結構，這種結構的各共振腔小孔位置相鄰、方向相同，當相鄰共振腔之間固有頻率相近(如僅間隔一個基頻)或成倍頻關系，會造成共振腔聲波的互相干涉，影響到共振腔共振頻率的偏移和消聲特性的變化，最終影響實際消聲效果。

一些大型固定式機組(如天然氣井站用的燃氣機)的動力系統在工作時會產生寬頻率高強度的排氣噪聲(頻率從11Hz的基頻到90Hz左右的十倍頻，聲壓級達110dB以上)，人長時間在這種噪聲作用下，會對人體產生危害。如果位于人口稠密的地區，也會對周圍居民生產和生活造成嚴重的影響。為控制該類排氣噪聲，急需研制開發消聲頻率寬，消聲效果好的排氣消聲器。

發明內容

本發明的目的在于提供一種內燃機多向共振式消聲器，它的消聲頻帶寬，消聲效果好。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種內燃機多向共振式消聲器，包括殼體和安裝于內燃機排氣口的進氣管，其結構特點是：

所述的殼體的內腔被通氣空腔的后板、前板依次分隔為同軸共振腔、通氣空腔和正共振腔三部分；

所述的進氣管插入同軸共振腔并與通氣空腔的后板貫通，進氣管的外壁與同軸共振腔的內壁密封連接，且進氣管的管壁上開有徑向共振孔；

所述的正共振腔的側壁為夾層，夾層內填充有一層吸聲材料，吸聲材料上軸向開有貫穿正共振腔的出氣小管，通氣空腔的前板開有連通正共振腔的軸向共振孔。

本發明的工作過程是：

內燃機工作過程中產生大量排氣噪聲，排氣噪聲(聲波)通過內燃機的排氣口進入消聲器進氣管。聲波進入進氣管后，一部分通過進氣管管壁上的徑向共振孔進入同軸共振腔，由同軸共振腔對其固有頻率附近的聲波進行消減；另一部分聲波沿著進氣管管道繼續向前傳播，進入通氣空腔。

聲波進入通氣空腔后分為兩部分傳播，一部分進入通過軸向共振孔進入正共振腔，由正共振腔對其固有頻率附近的聲波進行消減；另一部分聲波進入通氣空腔前板上的出氣小管，高頻聲波被吸聲材料吸掉后，空氣通過出氣小管向外。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：

一、本發明的內燃機多向共振式消聲器通過同軸共振腔和正共振腔兩個共振腔的消聲作用，實現了寬范圍、中低頻噪聲的消聲；同時，通過出氣小管四周的吸聲材料，將高頻噪聲吸收掉，其消聲頻率范圍寬。

二、同軸共振腔和正共振腔之間相隔有通氣空腔，二者位置不相鄰，并且同軸共振腔上的徑向共振孔與正共振腔上的軸向共振孔的方向垂直，二者的共振吸聲方向垂直，從而大大減小了兩個共振腔之間耦合作用，消聲效果好。