[发明专利]内燃机多向共振式消声器

说明书

技术领域

本发明属于内燃机技术领域，尤其属于内燃机消声器技术领域。

背景技术

内燃机排气噪声是指内燃机周期性排放高压高温废气，使周围空气的压强和密度不断受到扰动而产生的噪声。消声器通常安装在内燃机的排气口，用于气流噪声的降低和控制，它可以看作是管道的一部分，通过在其内部采取声学措施以减弱噪声的传输或产生，但允许气流的正常通过。现有的消声器主要是共振式消声器，其最基本的结构是由管道壁开孔的直管和旁接的封闭的共振腔构成。声波在消声器内传播时，一部分通过管道上的孔洞进入旁接的共振腔内，另一部分沿着主通道继续传播；进入共振腔内的声波频率在其共振频率附近时，将引起共振腔的共振，空气将在小孔中来回激烈振动，不断把声能转化为热能，从而达到消声的目的。

共振式消声器又分为单腔共振式和多腔共振式。由于单腔共振式消声器选择性很强，在共振频率处消声量大，在偏离共振频率处其消声量衰减很快，它只局限于单一的窄频带的衰减。发动机排气噪声是由多个幅值大、频带窄的基频及倍频噪声成分组成。因此，对于发动机一般采用多个共振腔来消除排气噪声，每一个共振腔对应其中的一个基频或倍频成分。多腔共振式消声器虽然可以弥补单腔共振式消声器消声频带窄的缺点，但是，传统的多腔共振式消声器一般采用多腔串联结构，这种结构的各共振腔小孔位置相邻、方向相同，当相邻共振腔之间固有频率相近(如仅间隔一个基频)或成倍频关系，会造成共振腔声波的互相干涉，影响到共振腔共振频率的偏移和消声特性的变化，最终影响实际消声效果。

一些大型固定式机组(如天然气井站用的燃气机)的动力系统在工作时会产生宽频率高强度的排气噪声(频率从11Hz的基频到90Hz左右的十倍频，声压级达110dB以上)，人长时间在这种噪声作用下，会对人体产生危害。如果位于人口稠密的地区，也会对周围居民生产和生活造成严重的影响。为控制该类排气噪声，急需研制开发消声频率宽，消声效果好的排气消声器。

发明内容

本发明的目的在于提供一种内燃机多向共振式消声器，它的消声频带宽，消声效果好。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种内燃机多向共振式消声器，包括壳体和安装于内燃机排气口的进气管，其结构特点是：

所述的壳体的内腔被通气空腔的后板、前板依次分隔为同轴共振腔、通气空腔和正共振腔三部分；

所述的进气管插入同轴共振腔并与通气空腔的后板贯通，进气管的外壁与同轴共振腔的内壁密封连接，且进气管的管壁上开有径向共振孔；

所述的正共振腔的侧壁为夹层，夹层内填充有一层吸声材料，吸声材料上轴向开有贯穿正共振腔的出气小管，通气空腔的前板开有连通正共振腔的轴向共振孔。

本发明的工作过程是：

内燃机工作过程中产生大量排气噪声，排气噪声(声波)通过内燃机的排气口进入消声器进气管。声波进入进气管后，一部分通过进气管管壁上的径向共振孔进入同轴共振腔，由同轴共振腔对其固有频率附近的声波进行消减；另一部分声波沿着进气管管道继续向前传播，进入通气空腔。

声波进入通气空腔后分为两部分传播，一部分进入通过轴向共振孔进入正共振腔，由正共振腔对其固有频率附近的声波进行消减；另一部分声波进入通气空腔前板上的出气小管，高频声波被吸声材料吸掉后，空气通过出气小管向外。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

一、本发明的内燃机多向共振式消声器通过同轴共振腔和正共振腔两个共振腔的消声作用，实现了宽范围、中低频噪声的消声；同时，通过出气小管四周的吸声材料，将高频噪声吸收掉，其消声频率范围宽。

二、同轴共振腔和正共振腔之间相隔有通气空腔，二者位置不相邻，并且同轴共振腔上的径向共振孔与正共振腔上的轴向共振孔的方向垂直，二者的共振吸声方向垂直，从而大大减小了两个共振腔之间耦合作用，消声效果好。

三、通过改变同轴共振腔和正共振腔的尺寸及径向共振孔和轴向共振孔的孔径、数目及分布，可以方便的调整和选择消声频带，可应用于各种类型的内燃机的消声。

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

附图说明

图1为本发明实施例的垂向剖视结构示意图。

图2为本发明实施例的俯视结构示意图。

具体实施方式

本发明的一种具体实施方式是：一种内燃机多向共振式消声器，包括壳体1和安装于内燃机排气口的进气管2。

所述的壳体1的内腔被通气空腔3的后板3A、前板3B依次分隔为同轴共振腔4、通气空腔3和正共振腔5三部分；