[發明專利]一種基于活動膨脹腔的發動機消聲器及其方法

有效

• 申請號: 201810053839.X
• 申請日: 2018-01-19
• 公開（公告）號: CN108343488B
• 公開（公告）日: 2020-03-17
• 發明（設計）人: 唐天慶
• 申請（專利權）人: 蔣錢
• 主分類號: F01N1/02
• 分類號: F01N1/02;F01N1/06;F01N1/08;F01N1/16
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于活動膨脹腔的發動機消聲器，其特征在于：包括消聲器本體(44)，所述消聲器本體(44)包括消聲器外殼(12)，所述消聲器外殼為密閉圓筒結構；

其中發動機尾氣排氣管(7)的尾氣排出端同軸心伸入所述消聲器外殼(12)的左端內腔，所述發動機尾氣排氣管(7)的尾氣排出端的端部同軸心一體化設置有第一擋盤(9)，所述第一擋盤(9)為圓盤形結構，所述第一擋盤(9)與所述消聲器外殼(12)之間形成第一環形間隙(9.1)；所述第一擋盤(9)和消聲器外殼左端壁(8.1)之間為第一固定膨脹腔(8)；其中發動機尾氣排氣管(7)伸入消聲器外殼(12)中的一段管壁上分布有若干排氣網孔(1)，各所述排氣網孔(1)呈圓周陣列均勻分布，各所述排氣網孔(1)將所述發動機尾氣排氣管(7)和所述第一固定膨脹腔(8)相互導通；

所述消聲器外殼(12)的內腔右端同軸心導通連接所述消聲器排氣管(43)；所述消聲器外殼(12)內腔中靠近消聲器尾氣排出口(37)的一端同軸心設置有第二擋盤(38)，所述第二擋盤(38)與所述消聲器外殼(12)內壁之間形成第二環形間隙(38.1)，所述第二擋盤(38)與消聲器外殼右端壁(38.3)之間形成第二固定膨脹腔(38.2)；

所述第一擋盤(9)和第二擋盤(38)之間還同軸心設置有連接柱(2)；所述連接柱(2)兩端分別一體化固定連接第一擋盤(9)和第二擋盤(38)；

還包括活動塞(13)；所述活動塞(13)為空心圓柱體結構；所述活動塞(13)同軸心于所述消聲器外殼(12)內腔；且所述活動塞(13)的圓柱外壁與所述消聲器外殼(12)內壁間隙配合；所述活動塞(13)的左端壁(11)中部同軸心鏤空設置有直徑大于所述連接柱(2)的第一穿過孔(3)，所述活動塞(13)的右端壁(14)中部同軸心鏤空設置有直徑大于所述連接柱(2)的第二穿過孔(6)；所述連接柱(2)分別穿設入所述第一穿過孔(3)和第二穿過孔(6)中；所述連接柱(2)的中部一體化同軸心設置有彈簧擋盤(40)；所述連接柱(2)上還套設有第一回位彈簧(41)和第二回位彈簧(39)，所述第一回位彈簧(41)位于所述左端壁(11)和彈簧擋盤(40)之間，所述第二回位彈簧(39)位于所述右端壁(14)和彈簧擋盤(40)之間；所述第一擋盤(9)與所述左端壁(11)之間形成第一活動膨脹腔(10)，所述右端壁(14)與所述第二擋盤(38)之間形成第二活動膨脹腔(42)。

2.根據權利要求1所述的一種基于活動膨脹腔的發動機消聲器，其特征在于：還包括若干導氣管(4)，各所述導氣管(4)沿軸線方向穿過所述活動塞(13)的塞腔(5)，且各所述導氣管(4)兩端分別伸入所述第一活動膨脹腔(10)和第二活動膨脹腔(42)中，各所述導氣管(4)沿所述活動塞(13)軸線成圓周陣列均勻分布。

3.根據權利要求2所述的基于活動膨脹腔的發動機消聲器的方法，其特征在于：

四沖程發動機運轉時，在發動機的一個狀態周期中的四個沖程中的排氣沖程通過氣缸內的高溫高壓廢氣伴隨脈沖波迅速進入發動機尾氣排氣管(7)中，并通過各排氣網孔(1)導入第一固定膨脹腔(8)中，由于尾氣中殘余的沒有在氣缸中完全燃燒的CO、HC等氣體與殘余的空氣在排氣網孔(1)群的處發生爆燃，其爆燃產生的脈沖波通過各排氣網孔(1)群向第一固定膨脹腔(8)呈發散狀散開，進而同時具有阻性消聲和抗性消聲效應；在第一固定膨脹腔(8)中還未完全反應的CO、HC等氣體充分與補充進來的氧氣反應，并發生膨脹；進一步的第一固定膨脹腔(8)中迅速膨脹的氣體以及脈沖波通過第一擋盤(9)與消聲器外殼(12)之間的第一環形間隙(9.1)進入到第一活動膨脹腔(10)中，脈沖波和膨脹尾氣在進入第一活動膨脹腔(10)中的過程中造成第一活動膨脹腔(10)的壓力迅速增加，進而推動活動塞(13)迅速向右位移，隨著活動塞(13)右移，造成第一活動膨脹腔(10)的體積擴大，進而提高了第一活動膨脹腔(10)的抗性消聲強度；進一步的了，第一活動膨脹腔(10)中心部位的尾氣和脈沖波通過連接柱(2)與第一穿過孔(3)之間的間隙環進入塞腔(5)中產生抗性消聲，第一活動膨脹腔(10)邊緣部位的尾氣和脈沖波進入若干導氣管(4)中，在導氣管(4)中產生沿程阻性消聲，與此同時各導氣管(4)外壁產生的振動與塞腔(5)的振動產生共振，產生部分干涉抵消效應；進一步的，各導氣管(4)和塞腔(5)中的尾氣伴隨脈沖波共同導入到第二活動膨脹腔(42)中，此時第二活動膨脹腔(42)中由于來自不同路徑的脈沖波匯合，部分相反相位的脈沖波造成抵消干涉，造成第二活動膨脹腔(42)中產生脈沖干涉消聲效應，與此同時第二活動膨脹腔(42)中的壓力迅速開始變大，而下一個發動機排氣沖程的尾氣還沒到達第一活動膨脹腔(10)中，第一活動膨脹腔(10)中的壓力迅速降低，第二活動膨脹腔(42)推動活動塞(13)迅速向左位移，隨著活動塞(13)左移，造成第二活動膨脹腔(42)的體積擴大，進而提高了第二活動膨脹腔(42)的抗性消聲強度；如此往復循環，使第二活動膨脹腔(42)和第一活動膨脹腔(10)的抗性消聲體積大于其實際體積；進一步的，第二活動膨脹腔(42)中的尾氣伴隨脈沖波通過第二環形間隙(38.1)進入到第二固定膨脹腔(38.2)中，最終尾氣通過消聲器排氣管(43)排出。