[发明专利]一种可同时消除宽频带和窄频带噪声的消声器

说明书

技术领域

本发明涉及消声器领域，尤其涉及一种可同时消除宽频带和窄频带噪声的消声器。

背景技术

汽车作为工业产品领域重要的产品，占有很大的份额。然而，汽车进排系统噪声严重影响人们的身心健康，因此，必须控制进排气系统产生的噪声。而安装结构合理的消声器是控制进、排气系统噪声最有效的措施之一，目前大中型柴油机基本实现了增压，而且越来越多的汽油机实现了增压。增压发动机给汽车的噪声与振动以及道路交通噪声带来了新问题。涡轮增压器工作时会产生明显的啸叫声，频率范围大约为1.5～4KHz，而且频段较宽，需要有效抑制该噪声。目前，汽车上解决发动机进气系统噪声的措施主要包括布置扩张消声器、赫姆霍兹消声器和若干1/4波长管，但由于它们各自只能消除单一频带的噪声，无法消除宽频带噪声，而且受安装位置的限制，不可能在满足声学性能的情况下，做到结构紧凑。考虑空间和环境等多项要求后，有必要用一个紧凑的消声装置来实现宽频带和窄频带消声。

目前消声器的设计主要还是基于经验，缺乏完整的设计理论，设计周期长。现行的数值计算方法求解消声器内部的声场往往不能及时高效的反应出结构参数变化对传递损失的影响，而且从前期建模准备到后期结果的处理，往往历时较长。在理论算法方面，还没有提出用于工程的操作简单，执行高效的算法。因此，有必要提出一种适合工程的，用于计算多腔穿孔类消声器的传递损失的算法。本专利提出一种基于平面波理论和传递矩阵法的改进算法，它可以较精确的计算多个腔的传递损失，同时再结合运用非线性最小二乘法来寻找最优解。灵活，方便，高效，可大大提高此类消声器的设计效率。

发明内容

为解决现有技术存在的问题，本发明提供一种结构紧凑，可同时消除宽频带和窄频带噪声，结构简单的消声器。

本发明所述可同时消除宽频带和窄频带噪声的消声器，其包括一环形气管，所述环形气管的内管为气流主管，所述环形气管的外管内设置至少二个共振腔，所述气流主管的管壁设置穿孔，每个共振腔通过至少一组所述穿孔与所述气流主管连通；所述环形气管的外管壁由同一直径或由两种及以上不同直径管路串联而成，用以增加消声频带的宽度，实现宽频带和窄频带混合消声；所述共振腔之间用隔板分隔。

所述穿孔同组内的孔径相同。

所述消声器由对苯二甲酰己二胺（PA6T/66）制成。

所述消声器通过调整共振腔的宽度、直径和数目以及穿孔的孔径和数目可实现消除宽频带和窄频带噪声。

运用基于平面波理论和传递矩阵法的改进算法，计算共振腔的传递损失，并结合非线性最小二乘法寻找共振腔宽度、直径、数目以及穿孔的孔径和数目的较优组合。

所述共振腔的宽度从环形气管一端到另一端由大到小或者由小到大顺序布置。

穿孔深度由所述环形气管的壁厚决定，因此可通过调整壁厚来改变穿孔深度。

优选，所述消声器的气流主管直径41.6mm，气流主管壁厚2.8mm，共振腔为五个，共振腔宽度分别为：10.4mm、13.8mm、18.6mm、15.2mm、15.2mm，共振腔直径分别为：69mm、69mm、69mm、75mm、75mm，五个共振腔对应五组周向布置的孔径、孔数相同的穿孔，每个共振腔对应的穿孔孔数分别为：28个、28个、28个、20个、20个，孔径分别为：3mm、3mm、3mm、2.5mm、2.5mm。

优选，所述消声器的气流主管直径41.6mm，气流主管壁厚2.8mm，共振腔为五个，共振腔宽度分别为：10.5mm、13.9mm、17.2mm、9.6mm、9.6mm，共振腔直径分别为：69mm、69mm、69mm、75mm、75mm，五个共振腔对应五组周向布置的孔径、孔数相同的穿孔，每个共振腔对应的穿孔孔数分别为：28个、28个、28个、20个、20个，孔径分别为：3mm、3mm、2.9mm、2mm、2mm。

优选，所述消声器的气流主管直径41.6mm，气流主管壁厚2.8mm，共振腔为五个，共振腔宽度分别为：11.6mm、13.6mm、17.1mm、9.6mm、9.6mm，共振腔直径分别为：69mm、69mm、69mm、75mm、75mm，五个共振腔对应五组周向布置的孔径、孔数相同的穿孔，每个共振腔对应的穿孔孔数分别为：30个、28个、36个、20个、20个，孔径分别为：3mm、2.6mm、2.8mm、2mm、2mm。

本发明所述可同时消除宽频带和窄频带噪声的消声器，其有益效果是：