[发明专利]声波谐振器

说明书

一种谐振器(10)，配置为减弱管道(100)中的噪声，该管道界定用于流体根据参考轴线(X)流动的内部通道(110)，该类型的谐振器包括构造为围绕通道(110)延伸的环形隔室(12)，并且设置有至少一个形成用于与流动通道(110)连通以形成谐振腔(16)的颈部的孔口(14)。根据本发明，隔室(12)具有内部结构(18)，该内部结构具有成形为产生环形隔室(16)围绕参考轴线(X)的旋转环形不对称的几何形状，适于产生在谐振腔(16)内反射的声压波相对于从主流入射的声压波的相移。

技术领域

本发明涉及一种声波谐振器(acoustic resonator)，其适于安装在用于流体流动的管道中，更特别地安装在气态流体的管道中，并且更特别地安装在内燃机车辆中的进气和/或排气流动管道中。本发明还涉及一种包括这种声波谐振器的管道。

本发明更特别地但不排他地应用于配备有用于压缩进气的涡轮增压器的热机的技术领域。

背景技术

以本身已知的方式，许多汽油发动机或柴油发动机机动车辆配备有涡轮增压器，该涡轮增压器由第一涡轮机构成，该第一涡轮机由发动机的排气驱动，第一涡轮机使安装在相同轴上的第二涡轮机旋转，并且在空气或空气/汽油混合物进入发动机之前压缩该空气或空气/汽油混合物。

这种组件的优点是，允许显著增加发动机的功率，但是涡轮增压器的涡轮机的转速在可能有害的声音频率的更宽范围内产生噪声。

已知的是，由于通常在进气管道中定位在涡轮增压器与内燃机之间的适当的声波谐振器或阻尼器，使声音频率在较宽的频谱上衰减。

声波谐振器可根据不同的衰减原理来操作：通过干涉、通过亥姆霍兹原理等衰减压力波。

特别地，第一种原理是亥姆霍兹谐振器的原理。这种谐振器通常由与外部介质(本文是进气管道)连通的空腔构成，通常由通常称为颈部的窄孔口构成。谐振腔内的气体体积的弹性与包含在颈部中的气体的惯性质量相结合复制了具有特定谐振频率(称为固有频率)的质量弹簧机械系统。当声压作用于颈部时，此声压趋向于使包含在谐振腔中的空气质量以一定频率振动，该频率取决于其体积、高度和颈部的截面。由于此固有谐振，可有效地降低噪声，特别是通过使谐振器的固有频率适应已知噪声源的频率。

此外，第二种已知原理是干涉谐振器的原理。这种谐振器配置为在诸如连接到外部介质的管的细长体积中产生驻波，该外部介质在本文中是进气管道。根据此原理，当声波从导管进入管时，压力波在此管内并沿着此管传播，然后以相移返回到进气管道。波在管内行进的路径将产生离开该管的压力波相对于进入该管的压力波的相移，这将产生入射压力波的反射。驻波是两个相反传播方向的行波的叠加：这些叠加的行波的谐振频率对应于衰减最多的频率。

可能期望将这两种具有相对接近的谐振频率的“干涉型”和“亥姆霍兹型”声波衰减原理结合，以优化声音频率的衰减范围的宽度。困难在于，为了最佳地操作，这两个原理需要不同的且不用必须彼此兼容的形状。

因此，为了优化亥姆霍兹型谐振器，期望提供在颈部附近延伸的略微细长的受限体积以限制相移。相反，优选的是为干涉型谐振器提供细长的体积，使得压力波可以显著的相移传播。

然而，这两个对立的要求难以在同一谐振器中实现。

现有技术

从现有技术，特别是从文献FR2489881中已知一种用于内燃机的排气消音器。为了结合几个声波衰减原理：反射、干涉、吸收，并因此根据不同部件的相对大小最佳地覆盖频谱的频率范围，在此文献中描述的消音器包括若干衰减级。这种设备被证明是特别笨重的。

需要提供一种声波衰减装置，其允许以最小的体积减小源于涡轮增压器的操作的噪声，同时增加阻尼范围。

发明内容