[发明专利]一种用于内燃机的排气消声器

说明书

一种用于内燃机的排气消声器涉及机械工程技术领域。本发明波纹穿孔管固接于扩张腔内部两端面处，扩张腔与波纹穿孔管轴线重合；波纹内衬固接于扩张腔内部两端面处，扩张腔与波纹内衬轴线重合；吸声材料填充在在波纹内衬与扩张腔之间空隙处；内燃机消声器自适应有源控制系统S与扩张腔1固接。扩张腔，波纹穿孔管，穿孔组成亥姆赫兹谐振器来提高传递损失，同时，由于本波纹穿孔管横截面积的变化，达到阻抗失配的效果；这些因素均起到了提升了消声器的降噪性能的效果。本发明通过对内燃机排气消声器内部结构进行设计来降低内燃机排气消声器的出口噪声以及壳体辐射噪声。内燃机消声器自适应有源控制系统S可以很好的弥补噪声被动控制技术的不足，更好的降低低频噪声。

技术领域

本发明涉及机械工程技术领域，具体涉及一种用于内燃机的排气消声器。

背景技术

随着我国工业化水平的提高，人们对操作环境的要求有所提升。内燃机的排气噪声问题一直是NVH(噪声、振动、舒适性)工程师们关注的问题，亟待解决。传统的内燃机消声器由于管道壁面较薄，体积较大，消声器内部声波会导致消声器壳体发生振动，并向外辐射出一部分声能量。而且，传统的内燃机排气消声器散热性能不好，因此流经内燃机排气消声器内部的气流温度较高，高温气流也会导致消声器的降噪性能大大降低，同时也加快了消声器的老化速度。为了能更加有效的提高消声器的降噪性能，对内燃机的排气消声器进行了改进设计。本发明为内燃机排气消声器设计提供了新的解决方法。

发明内容

本发明的目的在于设计一种用于内燃机的排气消声器，来提高内燃机消声器的降噪性能，为内燃机消声器的设计提供新的解决方法。

本发明由扩张腔1、波纹穿孔管2、波纹内衬3、吸声材料4和消声器自适应有源控制系统S组成，其中波纹穿孔管2在扩张腔1内部，固接于扩张腔1两端面处，扩张腔1与波纹穿孔管2中轴线重合；波纹内衬3与扩张腔1内壁接触，固接在扩张腔1两端面处；吸声材料4填充在波纹内衬3与扩张腔1之间的空隙处；内燃机消声器自适应有源控制系统S与扩张腔1固接。

所述波纹内衬3由曲线方程控制，在笛卡尔坐标系其表达式为：

其中b为曲线方程的幅值；T为曲线方程的周期；b₁表示该曲线方程的中心线与坐标轴y轴之间的距离；将曲线沿着X轴偏移b₀，b₀为曲线偏移的宽度，经过封闭处理形成闭合曲面；再将闭合曲面沿着Y轴旋转，形成波纹内衬(3)实体；在本发明中设置的b为5mm，T为10，b₁为50mm，为0，b₀设置为0.5mm。排气消声器其他具体尺寸参数跟据消声器的工作环境来设定。

所述波纹穿孔管2由波峰高度M、相邻波峰之间的距离N、波峰宽度P、穿孔直径Q四个参数组成；波纹穿孔管可以增大消声器内气流速度幅值，减小孔口有效流动面积，增大穿孔的声阻，使内燃机的排气消声器降噪性能提高；波纹穿孔管消声器的内部整体速度梯度提高，随着速度梯度的增大，声阻增大，声能量耗散效果相应增强，传递损失增大；波纹穿孔管消声器的扩张腔1、波纹穿孔管2与穿孔形成了亥姆赫兹谐振器，同时，由于波纹截面的变化而形成的声阻抗失配，使得声波在与声阻抗突变的界面处产生反射和干扰效应，达到提高传递损失的目的。在设计消声器时，根据应用具体场合进行相应尺寸的调整。

所述吸声材料4填充在波纹内衬3与扩张腔1之间空隙处，用于吸收从扩张腔1壳体辐射出的声能量，降低辐射噪声；吸声材料4主要由密度，流阻率，孔隙率，曲折因子，粘性特征长度，热效特征长度六个参数决定。

所述内燃机消声器自适应有源控制系统S与扩张腔1固接。内燃机消声器自适应有源控制系统S由参考传感器5、次级声源6，误差传感器7和控制器8组成；参考传感器5固接在消声器入口处，次级声源6固接在扩张腔1右端面内壁处；误差传感器7，控制器8固接在扩张腔1外壁面处；内燃机排气噪声主动控制技术可以很好的弥补噪声被动控制技术的不足，在降低低频噪声时，主要由内燃机消声器自适应有源控制系统S进行降噪。