专利名称：旋转气流降噪消声器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种发动机排气用的消声器。
背景技术：
为降低发动机的排气噪音，要采用消声器。
以前，按照工作原理，消声器种类包括采用扩张、收缩式排气流道的消声器，通过引起流速的变化来降低排气声波的振动；另一种主要形式是采用迷宫式流道，利用产生的反射波来抵减声波振动；还有的采用吸音材料或吸音结构来降低噪声音。上述方式均采用固定结构消音。
中国专利文献CN8920082.9公开了一种旋流式消声器，利用消声室内的一个旋转叶轮去干涉气流流速，通过产生复杂的倒相声波实现消声目的。并且这种消声器的特点是依靠气体本身具备的能量与所预先设置的形状，形成旋转气流，加长流动距离，由于旋转的惯性，可以产生在发动机排气门关闭过程中的负压，以改善排放。其存在的问题是气流产生的负压不及时，所以改善发动机背压的实际效果不是很明显。能量气流流过可旋转部件，产生转动，所以旋转部件是一个受力部件，而采用单叶轮时，叶轮轴受力不平衡会产生新的噪声。
发明内容
本发明的目的在于，针对现有的旋流式消声器的上述不足，提供一种能够改善产生负压的实际作用效果，并使旋转叶轮轴实现动平衡的旋转气流降噪消声器，加速废气排放速度，以提高其降噪效果、改善发动机工况和排放。
本发明采用如下技术方案一种旋转气流降噪消声器，包括消声器进气管和与进气管连接的消声器外壳，在消声器外壳内安装有叶轮，其特征在于所述的进气管与消声器外壳连接端的端部设置有喷气方向斜向后的弯管，消声器外壳内有隔板将消声器外壳内部空间分成前后两部分，在该隔板上有多个按气流流向布置的斜导气孔，所述的叶轮包括安装在同一个叶轮轴两端的一个压气叶轮及一个吸气叶轮，叶轮轴安装在所述隔板的轴心位置，所述的压气叶轮位于所述隔板的前方进气方向，所述的吸气叶轮位于所述隔板的后方排气方向。
在所述的进气管上还可以连接有一个喷射管，该喷射管向后延伸至吸气叶轮处，并且其出口对向吸气叶轮，其喷气方向与吸气叶轮旋转方向一致。
所述的喷射管连接在进气管的弯管处。
所述的隔板上的斜导气孔的开孔率为5％～70％，孔径为3mm～12mm。
本发明的有益效果是通过在消声器内部隔板前后分别布置压气叶轮和吸气叶轮，以及在隔板上设置导气孔，进气管上设置弯管，旋转所产生的压气与吸气功能把减压后的气流的速度加以提高，使气流流通更为畅通；并且由于旋转的惯性力，提高气流速度产生的负压在内燃机关闭排气门时会大大减少内燃机背压，有利于内燃机吸入更多的新鲜燃气进行充分燃烧，从而提高排放和改善发动机工况；同时两个叶轮的连续性的旋转，可以对气流进行连续性的振动，可以有效的改变能量气流的频率，达到更好的降噪效果。同时，由于在叶轮轴的两端分别安装有一个压气叶轮及一个吸气叶轮，保证了叶轮轴的动平衡，消除了原有单叶轮结构叶轮轴不平衡产生的噪声。这种消声器还具有装配简单，适于大规模生产的特点。
上述结构可以通过组合成若干级置于消声器壳体内，以求达到更好的排放和消声的效果。
图1为本发明的旋转气流降噪消声器结构示意图。
图2为图1中的C部放大图。
图3为图1中的D部放大图。
具体实施例方式
下面结合附图和具体实施例对本发明的旋转气流降噪消声器作进一步说明。
如图1所示，旋转气流降噪消声器，包括消声器进气管1和与进气管连接的直径更大的消声器外壳6，在消声器外壳6内通过一块隔板10将消声器外壳6内的消声腔分隔成前部的减压腔A和后部的共振腔B。进气管1尾端插入消声器外壳6内，且在进气管1尾端有喷射方向斜向后的弯管5，在该隔板10上有多个按气流流向布置的斜导气孔11。隔板10上通过耐高温自润滑轴承9安装有一个叶轮轴14，隔板10前方的减压腔A内的一个压气叶轮8安装在叶轮轴14前端，隔板10后方的共振腔B内的一个吸气叶轮13安装在叶轮轴14的后端。
当高能废气由内燃机内排出通过消声器进气管1，由弯管5导向产生旋向流动，进入消声器外壳6内时，旋向流动的气流驱动压气叶轮8进行旋转，同时也带动吸气叶轮13旋转，产生吸力。在压气叶轮8的旋转作用下，将产生一定的压力推动气流快速流过隔板10上的按气流旋向的斜导气孔11，气流的流速与体积在导气孔11中发生变化，在气流从隔板上的斜导气孔11中排出按导气孔11的旋向喷射到共振腔B，所喷射流动的轨迹与吸气叶轮13的旋转相一致，会进一步推动吸气叶轮13的旋转，使整个被动叶轮系旋转速度加快，从而产生更强烈的压气力与吸气力，这样就更有利于能量气流通过隔板上的斜导气孔11。在气流通过隔板上的斜导气孔11时，能量流所携带的声能，特别是高频率的声能将会在小导气孔的作下被转化为相对低频，有利于消声器内后续次级消声(如共振腔B)，其流通的速度将变得更快。旋转所产生的压气与吸气功能把减压后的气流的速度加以提高，使气流流通更为畅通，并且由于旋转的惯性力，提高气流速度产生的负压在内燃机关闭排气门时会大大减少内燃机背压，有利于内燃机吸入更多的新鲜燃气进行充分燃烧，从而提高排放效果及改善发动机工况。同时叶轮的连续性的旋转，可以对气流进行连续性的振动，可以有效的改变能量气流的频率。达到更好的综合降噪效果。
作为本发明的一个优选的实施例，如图1和图3所示，从进气管1的弯管5处有一喷射管7，喷射管7与进气管1的结合部3，喷射管7向后延伸至吸气叶轮13处，并且其出口对向吸气叶轮13，其喷气方向与吸气叶轮13旋转方向一致。通过喷射管7引出的高压喷射气流通过喷射管未端12，按吸气叶轮13的旋转方向进行喷射，由于压力差，喷射气流会先于减压腔A的气流作用于吸气叶轮13上，其喷射力将推动吸气叶轮13旋转，从而带动压气叶轮8同时进行，有利于排气初始时的动能转化，有利于提高叶轮对能量气流的动作反应。同时，由于喷射口喷出的能量气流其所携带的能量大于通过隔板上的斜导气孔11流出的气流，方向与吸气叶轮13的旋转方向相切，故会对通过隔板上的斜导气孔11流出的气流起到干涉作用，两股能量不对称，大小不一致的气流在吸气叶轮13的用下进行调和，其相互间的能量将进行干涉共振，可以进一步达到削减声波的作用。
为获得较好的效果，隔板10上的斜导气孔11的开孔率为5％～70％，孔径为3mm～12mm。喷射管7的喷射端部收缩变小形成喷嘴，以便能量气流流过时形成高速喷射气流来作用于吸气叶轮13。
权利要求
1.一种旋转气流降噪消声器，包括消声器进气管和与进气管连接的消声器外壳，在消声器外壳内安装有叶轮，其特征在于所述的进气管与消声器外壳连接端的端部设置有喷气方向斜向后的弯管，消声器外壳内有隔板将消声器外壳内部空间分成前后两部分，在该隔板上有多个按气流流向布置的斜导气孔，所述的叶轮包括安装在同一个叶轮轴两端的一个压气叶轮及一个吸气叶轮，叶轮轴安装在所述隔板的轴心位置，所述的压气叶轮位于所述隔板的前方的进气方向，所述的吸气叶轮位于所述隔板的后方的排气方向。
2.如权利要求1所述的旋转气流降噪消声器，其特征在于在所述的进气管上还连接有一个喷射管，该喷射管向后延伸至吸气叶轮处，并且其出口对向吸气叶轮，其喷气方向与吸气叶轮旋转方向一致。
3.如权利要求2所述的旋转气流降噪消声器，其特征在于所述的喷射管连接在进气管的弯管处。
4.如权利要求2所述的旋转气流降噪消声器，其特征在于所述的喷射管的喷射口的喷气方向与吸气叶轮的旋转方向相切。
5.如权利要求1至4中之一所述的旋转气流降噪消声器，其特征在于所述的隔板上的斜导气孔的开孔率为5％～70％，孔径为5mm～12mm。
全文摘要
本发明公开了一种旋转气流降噪消声器，包括消声器进气管和与进气管连接的消声器外壳，在消声器外壳内安装有叶轮，其特征在于所述的进气管与消声器外壳连接端的端部设置有喷气方向斜向后的弯管，消声器外壳内有隔板将消声器外壳内部空间分成前后两部分，在该隔板上有多个按气流流向布置的斜向导气孔，所述的叶轮包括安装在同一个叶轮轴两端的一个压气叶轮及一个吸气叶轮，叶轮轴安装在所述隔板的轴心位置，所述的压气叶轮位于所述隔板的前方的进气方向，所述的吸气叶轮位于所述隔板的后方的排气方向。这种消声器降噪效果好，且结构简单、能够改善发动机排放。
文档编号F01N1/00GK1851245SQ20061008700
公开日2006年10月25日 申请日期2006年6月8日 优先权日2006年6月8日
发明者庹建品, 何浪, 刘成果, 张优红, 牛树松 申请人:重庆隆鑫工业(集团)有限公司