專利名稱：可調(diào)節(jié)排氣管截面積的內(nèi)燃機排氣消聲器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種消聲器，特別涉及一種能自動控制排氣管截面積的可調(diào)節(jié)排氣管截面積的內(nèi)燃機排氣消聲器。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)的內(nèi)燃機排氣消聲器多為單管式結(jié)構(gòu)(裝有一根排氣管)，少數(shù)為兩管式結(jié)構(gòu)(裝有二根排氣管)。無論是裝一根或是二根排氣管，它們的橫截面積都是固定不變。也就是說，現(xiàn)有技術(shù)的排氣管不能隨排氣流量的變化而改變其排氣管的流通面積。具體講，對于采用較細(xì)長的管子作為排氣管的內(nèi)燃機排氣消聲器，雖然能滿足中等負(fù)荷、中等轉(zhuǎn)速下的要求，噪聲降低，但當(dāng)內(nèi)燃機進入大負(fù)荷、高轉(zhuǎn)速運行時，由于排氣流量增大，排氣速度增加，阻力增大，氣流產(chǎn)生的再生噪聲也明顯增加，使得噪聲、功率損失隨之增大。反之，對于采用較短粗的管子作為排氣管內(nèi)燃機排氣消聲器，雖然能滿足大負(fù)荷、高轉(zhuǎn)速、噪聲低的要求，但在中等負(fù)荷、中等轉(zhuǎn)速以下運行時，其噪聲反而加大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的正是針對上述現(xiàn)有技術(shù)中所存在的不足之處而提供一種能自動控制排氣管截面積的可調(diào)節(jié)排氣管截面積的內(nèi)燃機排氣消聲器。
本發(fā)明的目的可通過下述技術(shù)措施來實現(xiàn)本發(fā)明的可調(diào)節(jié)排氣管截面積的內(nèi)燃機排氣消聲器包括由前、后端蓋和中空柱體組成的殼體，以及設(shè)置在殼體內(nèi)腔中的一根管壁上加工有多個氣孔的進氣消聲管和至少一根管壁上加工有多個氣孔的排氣消聲管，所述殼體內(nèi)腔通過由前至后依次設(shè)置三塊隔板被分隔成四個腔室，即II、I、III、IV四個腔室，且位于殼體內(nèi)腔中的前、后兩隔板上均開設(shè)有連通前后腔的氣孔；所述進氣消聲管的封閉端依次穿過前端蓋、前隔板上加工出的通孔進入腔室II和I內(nèi)，止于中間隔板，并與中間隔板相結(jié)合；所述排氣消聲管是由直徑、長度不同的兩根排氣消聲管組成，兩根排氣消聲管的封閉端分別穿過后端蓋上加工出的通孔進入腔室IV，止于后隔板，并與后隔板相結(jié)合，兩根排氣消聲管中直徑較大、長度較短的一根短粗排氣消聲管的開口端設(shè)置有排氣控制閥；在腔室II、I、III內(nèi)，以平行于進氣消聲管軸線的方式設(shè)置有至少一根管壁上加工有多個氣孔的中間消聲管，該中間消聲管的開口端位于腔室II內(nèi)，其封閉端位于腔室III內(nèi)，并與后隔板相結(jié)合。
本發(fā)明在腔室II、I、III內(nèi)以平行于進氣消聲管軸線的方式設(shè)置有兩根管壁上加工有多個氣孔的中間消聲管，兩根中間消聲管橫截面面積之和大于進氣消聲管的橫截面面積；所述氣孔均加工在位于腔室III中的管壁段上，且多個氣孔的面積之和大于中間消聲管橫截面面積。
本發(fā)明中所述排氣控制閥為單向排氣控制閥。當(dāng)然所述排氣控制閥也可采用其它任意公知技術(shù)的閥門來實現(xiàn)，諸如蝶閥等。
所述排氣消聲管管壁上加工出的多個氣孔的面積之和大于排氣消聲管橫截面面積；兩根排氣消聲管中直徑較小、長度較長的細(xì)長排氣消聲管橫截面面積小于進氣消聲管橫截面面積；而直徑較大、長度較短的短粗排氣消聲管橫截面面積大于進氣消聲管橫截面面積。
所述進氣消聲管位于腔室I中的管壁段上的氣孔數(shù)量多于位于腔室II中管壁段上的氣孔數(shù)，且兩段管壁段上氣孔的面積之和大于進氣消聲管橫截面面積。
所述腔室I＞腔室IV＞腔室III＞腔室II；所述前隔板上氣孔的面積之和大于進氣消聲管橫截面面積，后隔板上氣孔的面積之和同樣也大于進氣消聲管橫截面面積。
本發(fā)明的工作原理及優(yōu)點如下當(dāng)內(nèi)燃機在中等負(fù)荷、中等轉(zhuǎn)速條件下工作時，從內(nèi)燃機排出的高溫、高速脈動氣流進入本發(fā)明的消聲器進氣消聲管之后，從該管上氣孔(小孔)噴出，氣體大部分被噴入腔室I中膨脹、緩沖，小部分被噴入腔室II中膨脹、緩沖，氣體流動方向改變90°，腔室I中的氣體通過前隔板上的通氣孔進入腔室II中(也可以在氣孔中插裝通氣管，使氣體經(jīng)由通氣管進入腔室II中)，并與腔室II中氣體匯集后進入中間消聲管，并從其位于腔室III管壁段上的氣孔噴出，在腔室III中膨脹、緩沖，腔室III中的氣體通過后隔板上的氣孔(也可以在氣孔中插裝通氣管，使氣體經(jīng)由通氣管進入腔室IV)進入腔室IV中膨脹、緩沖，腔室IV中的氣體通過細(xì)長排氣消聲管上的通過進入排氣消聲管，匯集后排入大氣中。
當(dāng)內(nèi)燃機的負(fù)荷增加，轉(zhuǎn)速達到某一值時，由于腔室IV中的壓力增加，壓力差克服單向排氣控制閥的彈力，將單向排氣控制閥頂開，腔室IV中氣體的大部分便會通過短粗排氣消聲管排出，小部分通過細(xì)長排氣消聲管排出，實現(xiàn)雙管同時工作，使排出氣流速度控制在最佳范圍內(nèi)，排氣噪聲最低。當(dāng)氣流速度下降到某一值時，隨著壓力的減小閥門也隨之關(guān)閉，短粗排氣消聲管停止工作。
本發(fā)明一是通過排氣控制閥的適時開啟，使排氣消聲管內(nèi)的氣流速度保持在一較佳范圍內(nèi)，達到降低排氣噪聲、減小排氣阻力、降低功率損失和油耗的目的。
二是通過各消聲管及各消聲管上小孔的“節(jié)流”作用和各腔室的儲氣儲壓作用，進入消聲器內(nèi)的高溫、高速脈動氣流被改造為溫度較低、氣流速度較低的比較穩(wěn)定氣流，從而將高速脈動的氣流產(chǎn)生的高噪聲值下降為較低的噪聲值，達到降噪目的。
再者，還因各管子都是一端開口，另一端封閉，氣流只能從管子上小孔噴出或吸入，并使各消聲管氣流方向均作改變90°，氣體從進氣消聲管到排氣消聲管的過程中，氣流和聲波流方向不斷改變，使氣流與聲波流脫離，并有部分呈相反方向180°運動，聲波的衰減系數(shù)增大，噪聲下降。同時，由于各消聲管均采用噴注或吸入結(jié)構(gòu)，將大股氣流分散成幾百股小氣流噴出，聲波傳遞過程中受到小孔壁的摩擦作用，噪聲下降；除此之外，噴、吸流結(jié)構(gòu)還有移頻作用，即能將低頻移向中、高頻，便于消聲，而將中、高頻移至人耳聽不到的超高頻，起到降低噪聲的作用。還因各消聲管上小孔噴出的氣流(聲波)有相位差，波峰與波谷可以相互抵消一部分，從而有助于降噪。同時，從腔室I出來的氣流(聲波)受到腔室II氣流的干涉作用，也有相位差，也能減少部分噪聲。
本發(fā)明的的有益效果是可內(nèi)燃機排氣消聲器的排氣管內(nèi)的氣流速度始終保持在某一最佳值內(nèi)，使消聲器的插入損失(消聲量)始終保持在最大值，功率損失比始終保持在最小值。實驗證明當(dāng)小負(fù)荷、低轉(zhuǎn)速時，單根細(xì)長管排氣比雙根管子同時排氣降低噪聲5～8dB(A)；高轉(zhuǎn)速、大負(fù)荷時，雙根管子同時排氣又比單根細(xì)長管排氣降低噪聲5～10dB(A)。


圖1是傳統(tǒng)的內(nèi)燃機排氣消聲器的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖1中1′是進氣消聲管，2′是前端蓋，3′是殼體，4′是隔板，5′是隔板，6′是隔板，7′是排氣消聲管，8′是后端蓋。
圖2是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)圖。
圖3是圖2的A-A剖視圖。
圖4是圖2的B-B剖視圖。
圖5是本發(fā)明中排氣控制閥的第一種實施例(單向閥)的結(jié)構(gòu)圖，圖示為閉合狀態(tài)。
圖6是圖5的開啟狀態(tài)圖。
圖7是本發(fā)明中排氣控制閥的第二種實施例(手動蝶閥)的結(jié)構(gòu)圖，圖示為開啟狀態(tài)。
圖中1是前端蓋，2是殼體，3是隔板，4是進氣消聲管，5是中間消聲管，6是隔板，7是隔板，8是后端蓋，9是短粗排氣消聲管，10是排氣控制閥，11是排氣消聲管，12是氣孔，13是中間消聲管，14是氣孔，15是閥座，16是閥板，17是彈簧，18是固定座板，19是排氣孔，20是閥軸，21是閥板，22是旋轉(zhuǎn)柄桿。
具體實施例方式
本發(fā)明下面將結(jié)合實施例(附圖)作進一步描述，但并不限制本發(fā)明。
如圖2、3、4所示，本發(fā)明的可調(diào)節(jié)排氣管截面積的內(nèi)燃機排氣消聲器包括由前、后端蓋和中空柱體組成的殼體2，以及設(shè)置在殼體2內(nèi)腔中的一根管壁上加工有多個氣孔的進氣消聲管4和兩根管壁上加工有多個氣孔的排氣消聲管9和11，所述殼體內(nèi)腔通過由前至后依次設(shè)置隔板3、6、7被分隔成四個腔室II、I、III、IV，所述隔板3、7上均開設(shè)有連通前后腔的氣孔12和14，所述進氣消聲管4的封閉端依次穿過前端蓋1、隔板3上加工出的通孔進入腔室II、I，止于隔板6，并與隔板6相固接；所述排氣消聲管是由直徑、長度不同的兩根排氣消聲管9和11組成，兩根排氣消聲管的封閉端分別穿過后端蓋8上加工出的通孔進入腔室IV，止于隔板7，并與隔板7相固接，兩根排氣消聲管中直徑較大、長度較短的一根短粗排氣消聲管9的開口端設(shè)置有單向排氣控制閥10；該單向排氣控制閥10包括位于排氣消聲管9管腔內(nèi)的閥座15，與閥座15相配合的由閥板16、固定座板18、設(shè)置在閥板與固定座板之間的彈簧17構(gòu)成的閥芯，在固定座板18上開設(shè)有與大氣相連通的排氣孔19(如圖5、6所示)；在腔室II、I、III內(nèi)，以平行于進氣消聲管4軸線的方式設(shè)置有兩根管壁上加工有多個氣孔的中間消聲管5和13，該中間消聲管的開口端位于腔室II內(nèi)，其封閉端位于腔室III內(nèi)，并與隔板7相固接；兩根中間消聲管橫截面面積之和大于進氣消聲管橫截面的面積；所述氣孔均加工在位于腔室III中的管壁段上，且多個氣孔的面積之和大于中間消聲管橫截面面積。
本發(fā)明中所述進氣消聲管4位于腔室I中的管壁段上的氣孔數(shù)量多于位于腔室II中管壁段上的氣孔數(shù)，且兩段管壁段上氣孔的面積之和大于進氣消聲管橫截面的面積；所述排氣消聲管管壁上加工出的多個氣孔的總面積大于排氣消聲管橫截面的面積；所述腔室I＞腔室IV＞腔室III＞腔室II；所述隔板3上所設(shè)置氣孔14的面積之和大于進氣消聲管4橫截面的面積，隔板7上所設(shè)置氣孔12的面積之和大于進氣消聲管4橫截面面積。
本發(fā)明中所述兩根排氣消聲管中直徑較小、長度較長的細(xì)長排氣消聲管11的橫截面的截面積小于進氣消聲管4橫截面面積；而直徑較大、長度較短的短粗排氣消聲管9橫截面面積大于進氣消聲管4橫截面面積。
本發(fā)明中所述排氣控制閥也可采用如圖7所示的手動蝶閥；該手動蝶閥包括通過閥軸20安裝在排氣消聲管9管腔內(nèi)的閥板21，和與閥軸20外伸端相結(jié)合的旋轉(zhuǎn)柄桿22，該旋轉(zhuǎn)柄桿22通過牽引鋼繩與設(shè)置在駕駛室內(nèi)的鋼絲拉鈕相連接。其工作原理如下當(dāng)發(fā)動機處于大負(fù)荷、高轉(zhuǎn)速運行時，駕駛員通過鋼絲拉鈕打開短粗排氣消聲管9上的手動蝶閥，腔室IV中氣體的大部分便會通過短粗排氣消聲管排出，小部分通過細(xì)長排氣消聲管排出，實現(xiàn)雙管同時工作，使排出氣流速度控制在最佳范圍內(nèi)，排氣噪聲最低。當(dāng)氣流速度下降導(dǎo)某一值時，駕駛員通過鋼絲拉鈕關(guān)閉手動蝶閥，短粗排氣消聲管停止工作。這樣，它就滿足了低負(fù)荷、低轉(zhuǎn)速時使用細(xì)長排氣消聲管，噪聲降低的要求。也滿足高轉(zhuǎn)速、大負(fù)荷使用二根管子同時排氣，降低噪聲，減少阻力的要求。
權(quán)利要求
1.一種可調(diào)節(jié)排氣管截面積的內(nèi)燃機排氣消聲器，它包括由前、后端蓋和中空柱體組成的殼體(2)，以及設(shè)置在殼體(2)內(nèi)腔中的一根管壁上加工有多個氣孔的進氣消聲管(4)和至少一根管壁上加工有多個氣孔的排氣消聲管，所述殼體內(nèi)腔通過由前至后依次設(shè)置隔板(3)、(6)、(7)被分隔成四個腔室(II)、(I)、(III)、(IV)，所述隔板(3)、(7)上均開設(shè)有連通前后腔的氣孔，其特征在于所述進氣消聲管(4)的封閉端依次穿過前端蓋(1)、隔板(3)上加工出的通孔進入腔室(II)、(I)，止于隔板(6)，并與隔板(6)相結(jié)合；所述排氣消聲管是由直徑、長度不同的兩根排氣消聲管(9)和(11)組成，兩根排氣消聲管的封閉端分別穿過后端蓋(8)上加工出的通孔進入腔室(IV)，止于隔板(7)，并與隔板(7)相結(jié)合，兩根排氣消聲管中直徑較大、長度較短的一根短粗排氣消聲管(9)的開口端設(shè)置有排氣控制閥(10)；在腔室(II)、(I)、(III)內(nèi)，以平行于進氣消聲管(4)軸線的方式設(shè)置有至少一根管壁上加工有多個氣孔的中間消聲管，該中間消聲管的開口端位于腔室(II)內(nèi)，其封閉端位于腔室(III)內(nèi)，并與隔板(7)相結(jié)合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可調(diào)節(jié)排氣管截面積的內(nèi)燃機排氣消聲器，其特征在于在腔室(II)、(I)、(III)內(nèi)以平行于進氣消聲管(4)軸線的方式設(shè)置有兩根管壁上加工有多個氣孔的中間消聲管(5)和(13)，兩根中間消聲管橫截面的面積之和大于進氣消聲管的橫截面的面積；所述氣孔均加工在位于腔室III中的管壁段上，且多個氣孔的面積之和大于中間消聲管橫截面的面積。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可調(diào)節(jié)排氣管截面積的內(nèi)燃機排氣消聲器，其特征在于所述排氣控制閥(10)為單向排氣控制閥。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可調(diào)節(jié)排氣管截面積的內(nèi)燃機排氣消聲器，其特征在于所述進氣消聲管(4)位于腔室(I)中的管壁段上的氣孔數(shù)量多于位于腔室(II)中管壁段上的氣孔數(shù)，且兩段管壁段上氣孔的面積之和大于進氣消聲管(4)橫截面面積。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可調(diào)節(jié)排氣管截面積的內(nèi)燃機排氣消聲器，其特征在于所述排氣消聲管管壁上加工出的多個氣孔的面積之和大于排氣消聲管橫截面面積。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或所述的可調(diào)節(jié)排氣管截面積的內(nèi)燃機排氣消聲器，其特征在于所述腔室(I)＞腔室(IV)＞腔室(III)＞腔室(II)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或所述的可調(diào)節(jié)排氣管截面積的內(nèi)燃機排氣消聲器，其特征在于所述隔板(3)上所設(shè)置氣孔(14)的面積之和、隔板(7)上所設(shè)置氣孔(12)的面積之和均大于進氣消聲管(4)橫截面面積。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或所述的可調(diào)節(jié)排氣管截面積的內(nèi)燃機排氣消聲器，其特征在于兩根排氣消聲管中直徑較小、長度較長的細(xì)長排氣消聲管(11)橫截面面積小于進氣消聲管(4)橫截面面積；而直徑較大、長度較短的短粗排氣消聲管(9)橫截面面積大于進氣消聲管(4)的橫截面面積。
全文摘要
一種可調(diào)節(jié)排氣管截面積的內(nèi)燃機排氣消聲器，它包括設(shè)置在殼體(2)內(nèi)腔中的的進氣消聲管(4)和排氣消聲管，殼體內(nèi)腔通過由前至后依次設(shè)置隔板被分隔成四個腔室，所述隔板(3)、(7)上均開設(shè)有連通前后腔的氣孔，進氣消聲管的封閉端依次穿過前端蓋(1)、隔板(3)進入腔室(II)、(I)并與隔板(6)相結(jié)合；所述排氣消聲管是由直徑、長度不同的兩根排氣消聲管組成，兩根排氣消聲管的封閉端分別穿過后端蓋(8)進入腔室(IV)并與隔板(7)相結(jié)合，兩根排氣消聲管中直徑較大、長度較短的一根短粗排氣消聲管(9)的開口端設(shè)置有排氣控制閥(10)；在腔室(II)、(I)、(III)內(nèi)，以平行于進氣消聲管軸線的方式設(shè)置有中間消聲管，該中間消聲管的開口端位于腔室(II)內(nèi)，其封閉端位于腔室(III)內(nèi)。
文檔編號F01N1/08GK1858413SQ20061001788
公開日2006年11月8日 申請日期2006年6月2日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月2日
發(fā)明者林輝江 申請人:河南天瑞環(huán)保新材料有限公司