一种发动机排气噪声能量俘获装置及发动机的制作方法

1.本实用新型涉及发动机噪声消除技术领域，尤其涉及一种发动机排气噪声能量俘获装置及发动机。


背景技术：

2.本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。
3.发动机的排气噪声在发动机噪声贡献中占有非常重要的一部分，其噪声大小和品质直接影响整车的噪声品质，当前主要通过加装消声器的方法来降低发动机的排气噪声，加装的消声器为阻式消声器或抗式消声器；抗式消声器为利用截面突变造成声传播通道的阻抗失配，产生声能的反射，从而达到消声的目的；阻式消声器为将吸声材料安装在气流通道内，利用摩擦和粘滞作用将部分声能转变为热能耗散掉，达到消声目的。但两种降低排气噪声的方案均未对噪声能量进行再利用。


技术实现要素：

4.本公开为了解决上述问题，提出了一种发动机排气噪声能量俘获装置及发动机，实现了对发动机噪声能量的存储利用。
5.为实现上述目的，本公开采用如下技术方案：
6.第一方面，提出了一种发动机排气噪声能量俘获装置，包括赫姆霍兹共鸣器、由压电材料制成的共振膜片、整流滤波电路和储能装置；
7.共振膜片设置在赫姆霍兹共鸣器内，通过整流滤波电路与储能装置连接。
8.进一步的，共振膜片设置在赫姆霍兹共鸣器的内腔侧壁上。
9.进一步的，储能装置为电池。
10.进一步的，赫姆霍兹共鸣器用于与发动机的排气管路或消声器管路连通。
11.进一步的，赫姆霍兹共鸣器的进气口与进气管的第一端连通，进气管的第二端用于与发动机的排气管路或消声器管路连通。
12.进一步的，将赫姆霍兹共鸣器的进气口设置在发动机的排气管路或消声器管路上。
13.进一步的，赫姆霍兹共鸣器为球形或矩形。
14.进一步的，当所述的赫姆霍兹共鸣器为矩形时，在所述的赫姆霍兹共鸣器的三个侧壁上均设置共振膜片，或在所述的赫姆霍兹共鸣器的其中两个侧壁上设置共振膜片，或在所述的赫姆霍兹共鸣器的其中一个侧壁上设置共振膜片。
15.进一步的，整流滤波电路的输入端与共振膜片连接，输出端与储能装置连接。
16.第二方面，提出了一种发动机，包括第一方面提出的一种发动机排气噪声能量俘获装置。
17.与现有技术相比，本公开的有益效果为：
18.1、本实用新型通过在发动机的排气管路或消声器管路上设置赫姆霍兹共鸣器，并在赫姆霍兹共鸣器内设置压电材料制成的共振膜片，当赫姆霍兹共鸣器内的空气在噪声激励下共振时，由压电材料制成的共振膜片发生振动，从而将噪声能量源源不断地转化为电能，有效降低发动机的排气噪声，将共振膜片通过整流滤波电路与储能装置连接，通过储能装置对共振膜片产生的电能进行存储，实现了对噪声能量的存储再利用。
19.本公开附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
20.构成本技术的一部分的说明书附图用来提供对本技术的进一步理解，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。
21.图1为实施例1公开装置的结构简图；
22.图2为实施例1公开装置的工作原理图。
23.其中：1、排气管路或消声器管路，2、赫姆霍兹共鸣器，3、共振膜片。
具体实施方式：
24.下面结合附图与实施例对本公开作进一步说明。
25.应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本技术提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本技术所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
26.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
27.在本公开中，术语如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“侧”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，只是为了便于叙述本公开各部件或元件结构关系而确定的关系词，并非特指本公开中任一部件或元件，不能理解为对本公开的限制。
28.本公开中，术语如“固接”、“相连”、“连接”等应做广义理解，表示可以是固定连接，也可以是一体地连接或可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的相关科研或技术人员，可以根据具体情况确定上述术语在本公开中的具体含义，不能理解为对本公开的限制。
29.实施例1
30.为了实现对发动机排气噪声的去除，及对排气噪声能量进行回收利用，在该实施例中公开了一种发动机排气噪声能量俘获装置，如图1所示，包括赫姆霍兹共鸣器2、共振膜片3、整流滤波电路和储能装置。
31.共振膜片3由压电材料制成，设置在赫姆霍兹共鸣器2的内部，共振膜片3通过整流滤波电路和储能装置连接。
32.将赫姆霍兹共鸣器2用于与发动机的排气管路或消声器管路1连通，具体为：
33.将赫姆霍兹共鸣器2的进气口设置在排气管路或消声器管路1上，排气管路或消声器管路1内的气体直接通过赫姆霍兹共鸣器2的进气口进入赫姆霍兹共鸣器2的共鸣腔内。
34.或，将赫姆霍兹共鸣器2的进气口与进气管的第一端连通，进气管的第二端用于与发动机的排气管路或消声器管路1连通，排气管路或消声器管路1内的气体通过进气管进入赫姆霍兹共鸣器2的共鸣腔内，通过设置连通赫姆霍兹共鸣器2与排气管路或消声器管路1的进气管，使得赫姆霍兹共鸣器2的安装位置不受限，安装更方便。
35.赫姆霍兹共鸣器2可以为球形或矩形。
36.当赫姆霍兹共鸣器2为球形时，将共振膜片设置在赫姆霍兹共鸣器2的球形内壁上。
37.当赫姆霍兹共鸣器2为矩形时，在赫姆霍兹共鸣器2的三个侧壁上均设置共振膜片3，将三个共振膜片3均通过整流滤波电路与储能装置连接。
38.或，在赫姆霍兹共鸣器2的其中两个侧壁上设置共振膜片3，将两个共振膜片3均通过整流滤波电路与储能装置连接。
39.或，在赫姆霍兹共鸣器2的其中一个侧壁上设置共振膜片3，将共振膜片3通过整流滤波电路与储能装置连接。
40.赫姆霍兹共鸣器2的共振频率受具体结构及大小的影响，且共振频率比较单一，因此在实际使用时可根据排气噪声的主要频率成分布置不同结构及大小的赫姆霍兹共鸣器，从最大程度上达到降低噪声及俘获能量再利用的目的。
41.整流滤波电路，用于将共振膜片3产生的交流电进行整流滤波，形成稳定的直流电，并将直流电由储能装置进行存储。
42.整流滤波电路为现有电路，将整流滤波电路的输入端与共振膜片连接，输出端与储能装置连接。
43.储能装置为电池等，用于对整流滤波电路形成的直流电进行存储。实现了对发动机排气噪声能量的存储再利用。
44.本实施例公开的一种发动机排气噪声能量俘获装置的工作原理，如图2所示，通过在发动机的排气管路或消声器管路上设置赫姆霍兹共鸣器，并在赫姆霍兹共鸣器内设置压电材料制成的共振膜片，当赫姆霍兹共鸣器内的空气在噪声激励下共振时，由压电材料制成的共振膜片发生振动，从而将噪声能量俘获，并源源不断地转化为电能，有效降低发动机的排气噪声，将共振膜片通过整流滤波电路与储能装置连接，共振膜片产生的电能通过整流滤波电路进入储能装置中存储，在对发动机排气噪声进行消除的基础上，实现了对噪声能量的存储再利用。
45.本实施例通过将压电材料与赫姆霍兹共鸣器结构相结合，利用排气噪声能量激励共鸣器内空气共振带动压电材料作用将声能转换为电能，达到降低噪声和能量俘获再利用的目的。
46.实施例2
47.在该实施例中，公开了一种发动机，包括实施例1公开的一种发动机排气噪声能量俘获装置，其中，一种发动机排气噪声能量俘获装置的赫姆霍兹共鸣器与发动机的排气管路或消声器管路连通。
48.以上仅为本技术的优选实施例而已，并不用于限制本技术，对于本领域的技术人
员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。
49.上述虽然结合附图对本公开的具体实施方式进行了描述，但并非对本公开保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本公开的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本公开的保护范围以内。