机动车复合排气消声器的制作方法

1.本发明属于汽车排气领域，特别涉及一种排气消声器。


背景技术：

2.消声器是车辆噪声控制的重要环节，它在影响整车动力性的同时，也对车辆的乘坐舒适性造成影响。
3.现有的车辆消声器很难同时兼顾车辆动力性和乘坐舒适性。现有车辆消声器主要分为阻性消声器和抗性消声器。阻性消声器是利用吸声材料进行消声的。抗性消声器进一步分为扩张室式消声器、共振式消声器和干涉式消声器，其中干涉式消声器是借助声波干涉相互抵消的原理，达到消声的。干涉式消声器又可分为被动消声器、半主动消声器和主动消声器。发动机的尾气具有高温和宽的排气噪声带宽的特点，为了达到宽带去噪声的目的，现有的消声器多为复合消声器，涵盖了扩张室式消声、被动干涉消声和阻抗消声的工作原理，一般采用阻性材料消除中高频噪声，采用扩张腔和赫姆霍兹谐振腔消除中低频噪声，采用干涉消声消除特定频率的噪声。即便如此，现有消声器仍存在结构设计复杂的问题，并且它在消除噪声的同时，往往较大地增加了排气通道的气流阻力，由此降低了发动机的输出功率，影响了车辆动力性。
4.为了消除低频噪声，被动消声技术往往需要附加庞大的消声结构，在实际应用中占用了较大空间。主动消声器技术可以选择性地滤除特定频率的噪声，但由于尾气的高温特性，极大地影响了主动消声装置的寿命。
5.综合来说，发明一种结构简单、宽频降噪、且使用寿命长的消声器，是本领域技术人员急需解决的问题。


技术实现要素：

6.本发明目的在于克服现有技术的不足，提供结构简单，宽频降噪且使用寿命长的消声器。
7.为了实现上述目的，本复合排气消声器包括：前部筒状管体(1)，热电转换模块(2)，冷却水装置(3)，进气管(4)，第一通气管(5)，颗粒捕集器(6)，第二通气管(7)，中部筒状管体(8)，中部筒状管壳体(9)，螺旋形通道(10)，第三通气管(11)，后部筒状管体(12)，封闭管状体(13)，次声源发生器(14)，信号控制板(15)，排气管(16)。
8.前部筒状管体(1)的外周面覆盖热电转换模块(2)，热电转换模块(2)上表面是冷却水装置(3)，前部筒状管体(1)的一侧连接进气管(4)，另一侧与第一通气管(5)连接；颗粒捕集器(6)安装在第一通气管(5)和第二通气管(7)之间；第二通气管(7)插置在中部筒状管体(8)的一侧；中部筒状管体(8)加工有通孔，且其外周壁面上加工有螺旋形通道(10)，通孔与螺旋形通道(10)相连；中部筒状管体(8)的外侧为中部筒状管壳体(9)；这样，在中部筒状管体(8)和中部筒状管壳体(9)之间的螺旋形通道(10)为封闭的气体通道；中部筒状管体(8)的另一侧与第三通气管(11)连接；第三通气管(11)的另一侧与后部筒状管体(12)连接；
后部筒状管体(12)的壁面一侧有开口，开口与一封闭管状体(13)相连，封闭管状体(13)的中轴线与气流排放方向呈钝角；封闭管状体(13)内部安装有次声源发生器(14)，次声源发生器(14)与封闭管状体(13)外面的信号控制板(15)相连；信号控制板(15)被固定在车辆底盘上，由热电转换模块(2)为其提供电能；后部筒状管体(12)的外侧与排气管(16)相连。
9.汽车尾气首先从进气管进入前部筒状管体(1)中，此时尾气温度很高，使得前部筒状管体(1)的外壁温度变高形成热端；该热端结合热电转换模块(2)和冷却水装置(3)可以为信号控制板(14)供电；气流经过前部筒状管体(1)和第一通气管(5)后，其温度有所降低。当气流经过颗粒捕集器(6)后，尾气中的颗粒物含量极大降低。当气流经过中部筒状管体(8)时，中部筒状管体(8)上的通孔和螺旋形通道(10)会产生赫姆霍兹谐振。通过合理地设计螺旋形通道(10)的数量和长度，赫姆霍兹谐振将消弱尾气中的中高频噪声。当气流通过第三通气管(11)到达得到后部筒状管体(12)时，气流温度已经得到大幅降低。此时位于封闭管状体(13)内的次声源发生器(14)在信号控制板(15)的控制下，发出特定频率的声音，与气流中的低频噪声干涉相消。
10.本发明的特点是设计了三段可分离加工的筒状管体。前部筒状管体用于发电，并给尾气降温；中部筒状管体的外表面加工出螺旋形通道，实现共振降噪的功能；后部筒状管体带有次声源发生器，能够利用前部筒状管体所发的电能实现干涉消声，实现自供电的主动消声。该结构加工简单，综合了主动降噪、被动降噪和自供电技术，可以抑制高频噪声，且可以有效降低中低频噪声。
11.下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
12.图1是本发明的纵向断面示意图。
13.图中1.前部筒状管体，2.热电转换模块，3.冷却水装置，4.进气管，5.第一通气管，6.颗粒捕集器，7.第二通气管，8.中部筒状管体，9.中部筒状管壳体，10.螺旋形通道，11.第三通气管，12.后部筒状管体，13.封闭管状体，14.次声源发生器，15.信号控制板，16.排气管。
14.具体实施例1：尾气通过进气管(4)进入前部筒状管体(1)，前部筒状管体(1)可以由导热性能良好的铝合金材料制成；前部筒状管体(1)的外周面覆盖热电转换模块(2)，其中热电转换模块(2)可由碲化铅材料制成；热电转换模块(2)的上表面是冷却水装置(3)，冷却水装置(3)是铜质的细水管，并以“u”字形横向反复地排列在热电转换模块(2)表面，以增大两者间的接触面积；热电转换模块(2)产生的电能通过导线与信号控制板(14)的电源端连接。
15.尾气通过前部筒状管体(1)的另一侧进入第一通气管连接(5)，随后进入颗粒捕集器(6)，这将会使尾气中的颗粒物含量极大降低，并降低尾气的温度。
16.尾气通过第二通气管(7)到达中部筒状管体(8)；中部筒状管体(8)的内壁厚度为1mm~2mm，内壁加工有10~20个通孔，通孔直径3mm~8mm；中部筒状管体(8)的外周壁面上加工出2~5种长度的螺旋形通道(10)，通孔与螺旋形通道(10)相连；螺旋形通道(10)的宽度为10mm~15mm，深度为3mm~5mm，长度为200mm~400mm；中部筒状管体(8)的外侧为中部筒状管壳体(9)，两者通过铆钉连接；中部筒状管体(8)的另一侧与第三通气管(11)连接；第三通气管(11)的另一侧与后部筒状管体(12)连接；后部筒状管体(12)的壁面一侧有开口，开口直径为60mm；开口与一封闭管状体(13)相连，封闭管状体(13)的中轴线与气流排
放方向呈钝角；封闭管状体(13)内部安装有次声源发生器(14)，次声源发生器(14)为一个压电扬声器；通过导线，次声源发生器(14)与封闭管状体(13)外面的信号控制板(15)相连；信号控制板(15)被固定在车辆底盘上，由热电转换模块(2)为其提供电能；最后，尾气从排气管(16)排出。


技术特征：
1.一种机动车复合排气消声器，其特征在于三段可分离加工的筒状管体；前部筒状管体(1)用于发电，并给尾气降温；中部筒状管体(8)的外表面加工出螺旋形通道，实现共振降噪的功能；后部筒状管体(12)带有次声源发生器，能够利用前部筒状管体所发的电能实现干涉消声，实现自供电的主动消声。2.根据权利要求1所述的机动车复合排气消声器，其特征在于所述的中部筒状管体(8)加工有通孔，且其外周壁面上加工有螺旋形通道(10)，通孔与螺旋形通道(10)相连；中部筒状管体(8)的外侧为中部筒状管壳体(9)；这样，在中部筒状管体(8)和中部筒状管壳体(9)之间的螺旋形通道(10)为封闭的气体通道。3.根据权利要求1所述的机动车复合排气消声器，其特征在于所述的后部筒状管体(12)的壁面一侧有开口，开口与一封闭管状体(13)相连，封闭管状体(13)的中轴线与气流排放方向呈钝角；封闭管状体(13)内部安装有次声源发生器(14)，次声源发生器(14)与封闭管状体(13)外面的信号控制板(15)相连；信号控制板(15)被固定在车辆底盘上，由热电转换模块(2)为其提供电能。

技术总结
本发明公开了一种机动车复合排气消声器，包括三段可分离加工的筒状管体，前部筒状管体的外周面覆盖热电转换模块，热点转换模块上表面是冷却水装置，前部筒状管体的一侧连接进气管，另一侧与第一通气管连接；通气管经由颗粒捕集器与中部筒状管体连接；中部筒状管体加工有通孔，且其外周壁面上加工有螺旋形通道，通孔与螺旋形通道相连形成气体通道，中部筒状管体的另一侧与第二通气管连接；第二通气管的另一侧与后部筒状管体连接；后部筒状管体的壁面一侧有开口，开口与一封闭管状体相连，封闭管状体内部安装有次声源发生器，后部筒状管体的外侧与排气管相连。较之现有技术，上述结构加工简单，综合了主动降噪、被动降噪和自供电技术，可以抑制高频噪声，且可以有效降低中低频噪声。噪声。


技术研发人员：龚晓春 王一玮
受保护的技术使用者：哈尔滨工业大学（威海）
技术研发日：2020.11.18
技术公布日：2021/9/16