[发明专利]一种自动调节腔体的磁流变排气消音器

说明书

本发明涉及排气消音设备领域，具体涉及一种自动调节腔体的磁流变排气消音器。包括中空的圆柱形筒体，沿筒体轴线两端分别设有进气管和出气管；筒体内由左隔板和右隔板沿垂直筒体轴线方向将筒体分隔为第一腔体、第二腔体和第三腔体，进气管与第一腔体相通，出气管与第三腔体相通；左活塞和右隔板上均布地开有左流通孔和右流通孔；左活塞上固设有与筒体同轴的活塞杆，伸入到第一腔体的活塞杆的细轴上套设有压电振子，压电振子均由圆环形的压电陶瓷和金属基板粘接而成；第二腔体内设有与筒体同轴的的带有圆柱形内腔的缸体，缸体内腔中充满磁流变液。优势与特色：1)利用压电振子将声能转变成机械能，吸声能力强，可靠性高；2)根据发动机转速变化进行自动调节腔室体积和右活塞阻尼力大小从而实现动态主动吸声，结构简单；3)通过压电陶瓷吸收低频声波，利用穿孔板与玻璃棉共同作用吸收中高频声波，吸收频带宽。

技术领域

本发明涉及排气消音设备领域，具体涉及一种自动调节腔体的磁流变排气消音器。

背景技术

随着工业化程度的提高，噪声危害程度日益扩大，交通噪声成为当前城市环境噪声中最主要的噪声源，而排气噪声是汽车发动机的主要噪声源，排气消声器是阻止声音传播而允许气流通过的一种器件，是消除空气动力性噪声的重要措施。排气消声器的种类很多，大多数排气消声器的消声性能依赖于固定的结构参数。现有技术中，排气消声器的排气消音效果不够理想，原因在于：发动机排气噪声随转速变化而变化，排气消声器消音频率不能随发动机转速的变化进行自动调节，故吸声系数低，吸收频带窄，且不易控制。

发明内容

针对现有排气消音器消音方面所存在的问题，本发明提出一种自动调节腔体的磁流变排气消音器，本发明采用的实施方案是：一种自动调节腔体的磁流变排气消音器，包括中空的圆柱形筒体，沿筒体轴线两端分别设有进气管和出气管；筒体包括壳体、玻璃棉和穿孔板，穿孔板上开有若干气孔；筒体内由左活塞和右隔板沿垂直筒体轴线方向将筒体分隔为第一腔体、第二腔体和第三腔体，进气管与第一腔体相通，出气管与第三腔体相通；左活塞和右隔板上均布地开有左流通孔和右流通孔；左活塞上固设有与筒体同轴的活塞杆，伸入到第一腔体的活塞杆的细轴上套设有压电振子，压电振子均由圆环形的压电陶瓷和金属基板粘接而成；第二腔体内设有与筒体同轴的的带有圆柱形内腔的缸体，缸体内腔中充满磁流变液，活塞杆的粗轴伸入到缸体的内腔中，活塞杆的粗轴上设有右活塞，右活塞上开有便于磁流变液流动的阻尼孔，右活塞上设有使磁流变液状态改变的线圈，活塞杆的粗轴右端与缸体底部设有弹簧；活塞杆与端盖间设有密封与导向件；端盖通过螺钉安装在缸体左端部，缸体通过螺钉固定在右隔板上。

本发明中，为提高压电振子的吸音降噪能力和可靠性，压电振子为弯曲的彩虹型结构，压电陶瓷的曲率半径小于金属基板的曲率半径，压电陶瓷厚度为0.17～0.3mm的PZT4，金属基板为铍青铜，金属基板与压电晶片的厚度之比为1～2.6，此时压电振子的吸音降噪能力较强。

当线圈中没有电流时，磁流变液为Newton流体，右活塞可以自由在缸体内滑动，磁流变液可以自由通过阻尼孔，同时弹簧起到复位的作用；当线圈中有电流即有磁场时，磁流变液则呈现出高粘度、低流动性的Bingham体特性，将阻尼孔阻塞，使右活塞两侧的磁流变液运动受阻。

通过进气管进入第一腔体后，气流吹到压电振子时产生气体动压力首先使压电振子中的彩虹型弯曲的压电陶瓷受压应力趋于拉直，压电振子中压电陶瓷所受应力小于其许用应力，气流中声波的振动使压电陶瓷所受的应力交替增加和减小的过程中即将声能转换成电能，所生成电能经导线传输到能量转换与存储电路后为线圈供电；由压电陶瓷的正压电效应可知，压电陶瓷在压力作用下产生的电荷量与压力大小成正比，因此，施加到线圈上的电流大小受压电陶瓷产生的电荷值控制，线圈中电流的改变可引起磁场大小的改变，磁场的改变使得磁流变液的力学性能发生改变，从而使得右活塞两侧的磁流变液运动阻尼力大小受控。