快速变更降噪频率的谐振腔装置及测试方法与流程

1.本发明涉及车辆进气、排气系统降噪技术领域，具体地指一种快速变更降噪频率的谐振腔装置及测试方法。


背景技术：

2.谐振腔(又称赫尔姆兹消音器)是一种广泛应用在车辆上，用于消除车辆进气、排气噪音的扩张消音设备，它是由腔体及连接管两部分组成，通过变更连接管内径、长度及腔体容积可以变更谐振腔的降噪频率。
3.在扩张消音器的开发阶段，如何快速准确的确定扩张消音器的降噪频率是摆在开发人员面前的难题。在目前的开发过程中，开发人员多采用3d打印的方式制作谐振腔样件用于测试。然而该种测试样件存在一定的弊端：一种测试样件仅对应一个降噪频率，短时间内无法快速变更连接管内径、长度或腔体容积，若在测试样件制作前未准确确定噪音频率，会导致在车辆进气或排气系统安装谐振腔测试样件后无法起到降噪效果，造成费用及时间的浪费。


技术实现要素：

4.本发明的目的就是要提供一种快速变更降噪频率的谐振腔装置及测试方法，实现短时间内快速变更连接管长度，测定噪音频率。
5.为实现上述目的，本发明所设计的快速变更降噪频率的谐振腔装置，包括腔体和下端与腔体上端连通的第一连接管，其特别之处在于：还包括第二连接管和可沿轴向伸缩变形的空腔伸缩节，所述第一连接管上端空腔内壁和第二连接管下端空腔内壁分别设有第一容纳腔和第二容纳腔，所述空腔伸缩节的两端分别与第一容纳腔和第二容纳腔连接。
6.进一步地，所述第一容纳腔包括呈平行间隔布置的第一环形内隔板和第一环形外隔板，所述第一环形内隔板和第一环形外隔板均固定在第一连接管的上端空腔内壁上，所述第一环形外隔板内径大于第一环形内隔板内径，所述空腔伸缩节一端设置在第一环形内隔板与第一环形外隔板之间，且与第一环形外隔板卡接；所述第二容纳腔包括呈平行间隔布置的第二环形内隔板和第二环形外隔板，所述第二环形内隔板和第二环形外隔板均固定在第二连接管的下端空腔内壁上，所述第二环形外隔板内径大于第二环形内隔板内径，所述空腔伸缩节另一端设置在第二环形内隔板与第二环形外隔板之间，且与第二环形外隔板卡接。
7.进一步地，所述空腔伸缩节采用聚氨酯伸缩管，所述聚氨酯伸缩管的内径处和外径处均设有环形钢丝。
8.更进一步地，所述空腔伸缩节外径尺寸与第一连接管或第二连接管内径尺寸相同，所述空腔伸缩节波深系数k维持在1.1～1.4之间。
9.更进一步地，所述空腔伸缩节壁厚为1.0～2.0mm。
10.进一步地，所述腔体与所述第一连接管一体注塑成型。
11.更进一步地，所述腔体包括两个呈对称设置的右侧腔体和左侧腔体，所述第一连接管和第二连接管分别包括两个呈对称设置的右侧第一连接管和左侧第一连接管及两个呈对称设置的右侧第二连接管和左侧第二连接管。
12.一种根据上述的快速变更降噪频率的谐振腔装置的测试方法，其特征在于，包括如下步骤：
13.步骤1)，将空压机取气胶管与打气泵连接，确认噪音发生部位在空压机取气胶管中，在空压机取气胶管中测量并确认打气泵噪音峰值频率；
14.步骤2)，在空压机取气胶管的管路上安装三通管，将所述快速变更降噪频率的谐振腔装置与三通管通过喉箍连接；
15.步骤3)，通过上述测得的打气泵噪音峰值频率，根据连接管总长度对应的降噪频率曲线来确定所述快速变更降噪频率的谐振腔装置中连接管的总长度，拉伸空腔伸缩节，调整所述快速变更降噪频率的谐振腔装置的连接管总长度，并安装在三通管上；
16.步骤4)安装完成后，重新进行打气泵噪音的测量；若测量结果显示打气泵噪音得到明显改善，则按照当前连接管总长度确定所述快速变更降噪频率的谐振腔装置的结构尺寸；若测量结果显示打气泵噪音未得到明显改善，则手动调节所述快速变更降噪频率的谐振腔装置的空腔伸缩节的长度，直至打气泵噪音得到明显改善，并记录此时连接管、空腔伸缩节与连接管构成的连接管总长度；通过连接管总长度对应的降噪频率曲线，查找此时连接管总长度对应的降噪频率，并以此作为确认该谐振腔装置结构尺寸的依据。
17.本发明的优点在于：
18.1.将连接管设计为两段分离的个体，并在两段分离的个体之间套设能够沿轴向伸缩变形的、且变形后形状固定的空腔伸缩节，通过轴向拉动空腔伸缩节，从而实现连接管总长度的快速变更，极大地减少了制作不同连接管长度的谐振腔样件的时间。
19.2.空腔伸缩节与两端的连接管均通过设置在连接管内腔壁上的容纳腔进行卡接，空腔伸缩节轴向收缩或拉伸时，保证空腔伸缩节不会从两端的连接管内腔脱落出来。
20.3.在进行空腔伸缩节安装时，将整个谐振腔沿轴向剖开为左右两侧，再将空腔伸缩节分步骤前后卡入左右两侧的谐振腔结构，最后将左右两侧的谐振腔结构进行粘接。
21.本发明的快速变更降噪频率的谐振腔装置安装在汽车进气或排气系统上，一方面作为测试样件使用，通过变更连接管总长度，可以更加准确地测定噪音处的降噪频率；另一方面测试完成后，该谐振腔装置还可以作为降噪装置使用。该测试方法简单易行，极大地节省了汽车进气或排气系统的开发时间及成本。
附图说明
22.图1为本发明中快速变更降噪频率的谐振腔装置沿轴向剖视结构示意图。
23.图2为图1中的放大结构示意图。
24.图3为本发明中快速变更降噪频率的谐振腔装置的空腔伸缩节完全拉伸状态的主视结构示意图。
25.图4为图1的爆炸结构示意图。
26.图5为本发明中快速变更降噪频率的谐振腔装置的空腔伸缩节完全压缩状态的主视结构示意图。
27.图6为本发明中快速变更降噪频率的谐振腔装置的具体应用场景示意图。
28.图7为不同的连接管总长度对应的降噪频率曲线。
29.图中各部件标号如下：腔体1、右侧腔体11、左侧腔体12、第一连接管2、右侧第一连接管21、左侧第一连接管22、第一容纳腔23、第一环形内隔板231、第一环形外隔板232、第二连接管3、右侧第二连接管31、左侧第二连接管32、第二容纳腔33、第二环形内隔板331、第二环形外隔板332、空腔伸缩节4、进气引入管5、空气过滤器6、进气胶管7、空压机取气胶管8、三通管9、快速变更降噪频率的谐振腔装置10，腔体外表面长度a、腔体外表面宽度b、腔体外表面高度c、第一连接管壁厚h、第二连接管壁厚h、空腔伸缩节完全拉伸时连接管总长度h、空腔伸缩节完收缩时连接管总长度h1。
具体实施方式
30.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
31.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对发明的限制。
32.如图1～6所示，本实施例描述的快速变更降噪频率的谐振腔装置10，包括腔体1和下端与腔体1上端连通的第一连接管2，还包括第二连接管3和可沿轴向伸缩变形的空腔伸缩节4，所述第一连接管2上端空腔内壁和第二连接管3下端空腔内壁分别设有第一容纳腔23和第二容纳腔33，所述空腔伸缩节4的两端分别与第一容纳腔23和第二容纳腔33连接。所述空腔伸缩节4沿轴向伸缩变形，变更连接管总长度，从而变更谐振腔装置的降噪频率。
33.该快速变更降噪频率的谐振腔装置10具体尺寸如下：所述腔体1外表面长度a为150mm，宽度b为100mm，高度c为100mm；空腔伸缩节4完全拉伸时，第一连接管2、空腔伸缩节4及第二连接管3的总长度h为550mm；空腔伸缩节4完全收缩时，第一连接管2及第二连接管3的总长度h1为161mm；第一连接管2以及第二连接管3内径d均为76mm；所述腔体1、第一连接管2以及第二连接管3壁厚h均为2mm。
34.所述第一容纳腔23包括呈平行间隔布置的第一环形内隔板231和第一环形外隔板232，所述第一环形内隔板231和第一环形外隔板232均固定在第一连接管2的上端空腔内壁上，所述第一环形外隔板232内径大于第一环形内隔板231内径，所述空腔伸缩节4一端设置在第一环形内隔板231与第一环形外隔板232之间，且与第一环形外隔板232卡接；所述第二容纳腔33包括呈平行间隔布置的第二环形内隔板331和第二环形外隔板332，所述第二环形内隔板331和第二环形外隔板332均固定在第二连接管3的下端空腔内壁上，所述第二环形外隔板332内径大于第二环形内隔板331内径，所述空腔伸缩节4另一端设置在第二环形内隔板331与第二环形外隔板332之间，且与第二环形外隔板332卡接。
35.如图5所示，此时空腔伸缩节4被完全压缩，隐藏在第一连接管2和第二连接管3内。所述空腔伸缩节4采用聚氨酯伸缩管，为了提高聚氨酯伸缩管的强度，固定聚氨酯伸缩管变
形后的形状，空腔伸缩节4内径处和外径处均设有环形钢丝。所述空腔伸缩节4外径尺寸与第一连接管2内径尺寸相同，均为76mm。所述空腔伸缩节4的波深系数k(聚氨酯伸缩管外径与内径之比)为1.3。所述空腔伸缩节4壁厚决定了伸缩节的环应力，其壁厚取值1.5mm。
36.所述腔体1与所述第一连接管2一体注塑成型。
37.为了便于所述空腔伸缩节4的安装，所述腔体1包括两个呈对称设置的右侧腔体11和左侧腔体12，所述第一连接管2和第二连接管3分别包括两个呈对称设置的右侧第一连接管21和左侧第一连接管22及两个呈对称设置的右侧第二连接管31和左侧第二连接管32。
38.上述快速变更降噪频率的谐振腔装置10的安装方法，包括如下步骤：
39.步骤1)，将空腔伸缩节4一端卡入上述的快速变更降噪频率的谐振腔装置的右侧第一容纳腔23中，空腔伸缩节4端头粘接在右侧第一容纳腔23的右侧第一环形内隔板231上，右侧第一环形外隔板232将空腔伸缩节4的一节卡住，通过上述两个措施即完成空腔伸缩节4与右侧第一连接管21的固定；
40.步骤2)，将空腔伸缩节4一端卡入上述的快速变更降噪频率的谐振腔装置的左侧第一容纳腔23中，空腔伸缩节4端头粘接在左侧第一容纳腔23的左侧第一环形内隔板231上，左侧第一环形外隔板232将空腔伸缩节4的一节卡住，通过上述两个措施即完成空腔伸缩节4与左侧第一连接管22的固定；
41.步骤3)，将空腔伸缩节4另一端卡入上述的快速变更降噪频率的谐振腔装置的右侧第二容纳腔33中，空腔伸缩节4另一端头粘接在右侧第二容纳腔33的右侧第二环形内隔板331上，右侧第二环形外隔板332将空腔伸缩节4的一节卡住，通过上述两个措施即完成空腔伸缩节4与右侧第二连接管31的固定；
42.步骤4)，将空腔伸缩节4另一端卡入上述的快速变更降噪频率的谐振腔装置的左侧第二容纳腔33中，空腔伸缩节4另一端头粘接在左侧第二容纳腔33的左侧第二环形内隔板331上，左侧第二环形外隔板332将空腔伸缩节4的一节卡住，通过上述两个措施即完成空腔伸缩节4与左侧第二连接管32的固定；
43.步骤5)，将右侧腔体11与左侧腔体12之间、右侧第一连接管21与左侧第一连接管22之间、右侧第二连接管31与左侧第二连接管32之间采用粘接剂粘接。
44.将上述快速变更降噪频率的谐振腔装置10应用到商用车气制动车辆中，如图6所示，气体通过进气引入管5，经过空气过滤器6过滤后，再经过进气胶管7输送至发电机，同时空压机取气胶管8取出部分空气输送至打气泵。所述快速变更降噪频率的谐振腔装置10的测试方法，步骤如下：
45.步骤1)，将空压机取气胶管8与打气泵连接，确认噪音发生部位在空压机取气胶管8中，在空压机取气胶管8中测量并确认打气泵噪音峰值频率(测试方法为一般的进气噪音测试方法，不在本专利的范围之内)；
46.步骤2)，在空压机取气胶管8的管路上安装三通管9(该三通管9不属于本发明范围)，将所述快速变更降噪频率的谐振腔装置10与三通管9通过喉箍连接；
47.步骤3)，通过上述测得的打气泵噪音峰值频率，根据图7所示不同的连接管长度对应的降噪频率曲线来确定所述快速变更降噪频率的谐振腔装置10中连接管的总长度，拉伸空腔伸缩节4，调整所述快速变更降噪频率的谐振腔装置10的连接管总长度，并将其安装在三通管9上；
48.步骤4)，安装完成后，重新进行打气泵噪音的测量；若测量结果显示打气泵噪音得到明显改善，则按照当前连接管总长度确定所述快速变更降噪频率的谐振腔装置10的结构尺寸；若测量结果显示打气泵噪音未得到明显改善，则手动调节所述快速变更降噪频率的谐振腔装置10的空腔伸缩节4的长度，直至打气泵噪音得到明显改善，并记录此时连接管2、空腔伸缩节4与连接管3构成的连接管总长度。通过图7所示不同的连接管总长度对应的降噪频率曲线，查找此时连接管总长度对应的降噪频率，并以此作为确认该谐振腔装置结构尺寸的依据。从图7中可查出，当连接管总长度之和为248mm时，对应的谐振腔装置降噪频率为120hz。
49.测试完成后，该谐振腔装置不需要拆卸掉，作为空压机取气胶管8处的降噪装置使用。
50.以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等等，均应包含在本发明的保护范围之内。