[發(fā)明專利]一種非移動式發(fā)動機排氣系統(tǒng)的主動降噪裝置

在審

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• 申請日: 2020-01-08
• 公開（公告）號: CN113090357A
• 公開（公告）日: 2021-07-09
• 發(fā)明（設計）人: 郭秀榮;王漢文;杜丹豐
• 申請（專利權）人: 東北林業(yè)大學
• 主分類號: F01N1/06
• 分類號: F01N1/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明涉及了一種非移動式發(fā)動機排氣系統(tǒng)的主動降噪裝置，包括依次連接發(fā)動機和排氣管，所述排氣管上靠近管口處設置有麥克風，排氣管上靠近發(fā)動機的一側有揚聲器，所述麥克風和揚聲器之間設置有電子控制單元和反向處理電路，所述反向處理電路靠近揚聲器設置。與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明中的主動降噪裝置，用采集噪聲的麥克風和主動發(fā)聲的揚聲器來取代傳統(tǒng)的降噪裝置，可有效消除排氣系統(tǒng)的噪聲，并且與傳統(tǒng)消聲器相比，成本更低。當發(fā)動機參數(shù)改變時，揚聲器主動改變發(fā)出的消音信號，無需進行大規(guī)模的結構更改。不但消聲效果好，同時可有效縮短開發(fā)周期。

技術領域：

本發(fā)明涉及一種非移動式發(fā)動機排氣系統(tǒng)的主動降噪裝置，屬于降噪技術領域。

背景技術：

噪音治理目前已經(jīng)成為環(huán)境保護的重要任務，發(fā)動機在工作時會產(chǎn)生劇烈振動，振動產(chǎn)生噪音，其中排氣系統(tǒng)產(chǎn)生的噪音最顯著，對于汽車中這種可移動式發(fā)動機的排氣系統(tǒng)的噪音，多采用消聲器來處理。消聲器是允許氣流通過，卻又能阻止或減小聲音傳播的一種器件，使用消除空氣動力性噪聲的重要措施。消聲器能夠阻擋聲波的傳播并允許氣流通過，是控制噪聲的有效工具。現(xiàn)有的發(fā)動機的排氣系統(tǒng)基本都是利用聲學濾波器的特性，在內部通過管道、隔板等部件組成擴張室、共振室等各種消聲單元時，使聲波在傳播時發(fā)生反射和干涉，降低聲能量達到消聲目的。但是消聲器的成本相對較高，汽車屬于商品，可以先提升品質，再提高售價，以保證利潤空間。非移動式發(fā)動機通常用于油機房或者農田灌溉等環(huán)境中，使用者更注重的是低成本，不會采用成本較高的消聲器來進行降噪處理。本發(fā)明采用ANC主動降噪原理，將兩個頻率和幅值相同、相位相差180度的正弦波信號疊加后相互抵消，利用此原理實現(xiàn)噪音消除效果。與傳統(tǒng)消聲器相比，主動降噪裝置的成本低，非常適用于非移動式發(fā)動機排氣系統(tǒng)。

發(fā)明內容

本發(fā)明需要解決的技術問題是成本較高的消聲器不適合非移動式發(fā)動機排氣系統(tǒng)使用，而提供一種非移動式發(fā)動機排氣系統(tǒng)的主動降噪裝置。為解決上述問題，本發(fā)明采用的技術方案是：在非移動式發(fā)動機排氣系統(tǒng)中安裝主動降噪裝置，所述裝置包括依次連接的發(fā)動機(1)、排氣管(2)，所述排氣管(2)上靠近管口處設置有麥克風(6)，排氣管(2)上靠近發(fā)動機(1)處設置有揚聲器(3)，所述麥克風(6)和揚聲器(3)之間設置有電子控制單元(5)和反向處理電路(4)，所述反向處理電路(4)靠近揚聲器(3)設置。作為更進一步的優(yōu)選方案，所述麥克風部分設置在排氣管內。作為更進一步的優(yōu)選方案，所述麥克風、電子控制單元、反向處理電路、揚聲器和排氣管形成一個回路。有益效果與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明中的一種非移動式發(fā)動機排氣系統(tǒng)的主動降噪裝置，用采集噪聲的麥克風和主動發(fā)聲的揚聲器來取代傳統(tǒng)的降噪裝置，可有效消除排氣系統(tǒng)的噪聲，揚聲器和麥克風傳出的兩路信號到達人耳處時頻率和幅值相同，而相位相差180度，利用聲波干涉原理，兩信號疊加后相互抵消，從而有效消除排氣系統(tǒng)的噪聲。當發(fā)動機參數(shù)改變時，揚聲器主動改變發(fā)出的消音信號，無需進行大規(guī)模的結構更改。不但消聲效果好，同時可有效縮短開發(fā)周期。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的結構示意圖，其中，1-發(fā)動機，2-排氣管，3-揚聲器，4-反向處理電路，5-電子控制單元，6-麥克風。

具體實施方式：

如圖1所示，本發(fā)明的一種非移動式發(fā)動機排氣系統(tǒng)的主動降噪裝置，為了解決傳統(tǒng)的排氣降噪系統(tǒng)的成本高、結構復雜、消聲效果較差、設計匹配驗證工作量大等缺點，本發(fā)明提出一種非移動式發(fā)動機排氣系統(tǒng)的主動降噪裝置，根據(jù)排氣系統(tǒng)噪聲的變化，降噪裝置可主動進行相應調整，以實時消除排氣系統(tǒng)的噪聲，達到最佳的降噪效果。圖1所示為本發(fā)明裝置的原理圖，包括發(fā)動機1、排氣管2、揚聲器3、反向處理電路4、電子控制單元5、噪聲信號采集麥克風6。一種非移動式發(fā)動機排氣系統(tǒng)的主動降噪裝置，其特征在于：包括依次連接的發(fā)動機1、排氣管2，所述排氣管2上靠近管口處設置有麥克風6，排氣管2上靠近發(fā)動機1處設置有揚聲器1，所述麥克風6和揚聲器3之間設置有電子控制單元5和反向處理電路4，所述反向處理電路4，靠近揚聲器3設置，所述麥克風6部分設置在排氣管2內。所述麥克風6、電子控制單元5、反向處理電路4、揚聲器3在排氣管1形成一個回路。具體實施方式為：噪聲信號采集麥克風6插入到排氣管2內部，用于實時采集該處的噪聲信號，采集到的噪聲信號被實時反饋到控制電子控制單元5，電子控制單元5控制反向處理電路4，對原始噪聲信號進行處理，并經(jīng)排氣口處的揚聲器3傳出，揚聲器3布置在噪聲信號采集麥克風6附近，要求保證從揚聲器3和麥克風6處傳出的兩路信號到達人耳處時頻率和幅值相同，而相位相差180度。利用聲波干涉原理，兩信號疊加后相互抵消，從而有效消除進氣系統(tǒng)的噪聲。以上所述，僅為本申請較佳的具體實施方式，但本申請的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本申請揭露的技術范圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本申請的保護范圍之內。因此，本申請的保護范圍應該以權利要求的保護范圍為準。