本實(shí)用新型屬于汽車車內(nèi)噪聲被動(dòng)控制技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種可調(diào)頻赫姆霍茲共鳴器。

背景技術(shù)：

改善汽車車內(nèi)噪聲環(huán)境是目前各大汽車廠家重點(diǎn)關(guān)注的問(wèn)題，對(duì)于傳統(tǒng)乘用車降低車內(nèi)聲腔噪聲一般是采用覆蓋聲學(xué)層的方法，如在發(fā)動(dòng)機(jī)蓋上增加玻璃纖維、在車門夾層內(nèi)增加吸音棉、在車內(nèi)底板上覆蓋阻尼板等等。然而這種噪聲被動(dòng)控制方法運(yùn)用于小型聲腔或局部體積尚可，對(duì)于如巴士這種大型聲腔該方法尚不成熟，因此可通過(guò)安裝共鳴器的方法來(lái)消除大型聲腔的共振問(wèn)題。

單一種類的降噪共鳴器裝置通常只能針對(duì)低頻(約200Hz以下)或高頻(約300Hz以上)中的一個(gè)頻段或者頻率點(diǎn)，無(wú)法調(diào)節(jié)寬頻范圍內(nèi)的降噪問(wèn)題。大型巴士車內(nèi)聲腔體積較大，噪聲頻段較寬，單一頻段的降噪裝置無(wú)法有效的降低聲腔噪聲，為了實(shí)現(xiàn)多頻段的降噪效果可在不同位置安裝不同頻率的共鳴器達(dá)到整體降噪的目的。

申請(qǐng)?zhí)枮镃N201220267602.X的中國(guó)實(shí)用新型專利公開了一種可變頻式低頻吸聲器，包括前面設(shè)有吸聲口的箱體，其特征是：在箱體前面位于吸聲口的兩側(cè)分別設(shè)有喉口板和密封板，在密封板外表面固定有薄鐵板，在吸聲口內(nèi)設(shè)有可調(diào)節(jié)其開口大小且壓在密封板外表面的滑動(dòng)擋板，在滑動(dòng)擋板與薄鐵板對(duì)應(yīng)的板面上設(shè)有多個(gè)磁條，在箱體前面位于滑動(dòng)擋板的外側(cè)固定有導(dǎo)向板，在導(dǎo)向板上設(shè)有橫向條形孔，滑動(dòng)擋板通過(guò)貫穿橫向條形孔的緊固螺栓與導(dǎo)向板連接。從上述描述以及圖3可知，該實(shí)用新型是通過(guò)調(diào)節(jié)滑動(dòng)擋板滑動(dòng)可改變吸聲口的大小，便可改變?cè)撐暺鞯奈曨l率以適應(yīng)房間的駐波頻率，效果等同于改變赫姆霍茲共鳴器的吸聲口截面積。但是僅僅通過(guò)改變吸聲口的大小，對(duì)改變赫姆霍茲共鳴器的頻率的效果不是很明顯；另外，該實(shí)用新型的吸聲口的由兩塊直板組成，表面積小，能量幾乎不損失，對(duì)吸聲的效果也不是很好。因此，亟待一種能夠更好地改變赫姆霍茲頻率，更有效的吸取外界聲波，從而有效的起到消除噪音的裝置，使得在汽車行進(jìn)過(guò)程中能夠更好地消除發(fā)動(dòng)機(jī)、輪胎等噪音，為乘車者創(chuàng)造一個(gè)良好的乘車環(huán)境。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種可調(diào)頻赫姆霍茲共鳴器，包括短管、共鳴腔、隔板、螺旋桿，所述短管呈喇叭狀，所述喇叭狀的大端與所述共鳴腔的本體的開口端一體成型，小端向所述共鳴腔內(nèi)部延伸，所述共鳴腔內(nèi)部具有能夠移動(dòng)的隔板，所述隔板中心處與所述螺旋桿螺紋連接，所述螺旋桿與所述共鳴腔底部通過(guò)固定栓連接，所述隔板通 過(guò)活塞與所述共鳴腔的壁板連接。

進(jìn)一步的，所述短管的小端具有錐形段。

進(jìn)一步的，所述共鳴腔的壁板由鋁箔材料制成。

進(jìn)一步的，所述共鳴器安裝于汽車的頂部。

本實(shí)用新型所述共鳴器的有益效果為：

1.所述共鳴器適用不同車型，所述共鳴腔內(nèi)部具有能夠移動(dòng)的隔板，可根據(jù)實(shí)際需要，調(diào)整所述共鳴腔體積的大小，適用范圍廣，可重復(fù)使用?？梢杂行Ц纳迫l段噪音，也可以消除特定頻段的異常噪音；

2.短管小端具有錐形段的結(jié)構(gòu)，聲能量隨著錐形短管結(jié)構(gòu)進(jìn)入聲腔，表面積大，能量損失大，可以有效降低噪聲能量，利于消除噪聲；

3.選擇鋁箔作為制造所述共鳴器的材料，因?yàn)槠渚哂休^好的延展性，能夠進(jìn)行拉拔成型，其次剛度高，利于能量吸收，再者重量較輕，易于安裝；同時(shí)鋁箔加工成本較低，易于獲得，適用于工業(yè)大規(guī)模生產(chǎn)。

4.喇叭結(jié)構(gòu)位于共鳴腔內(nèi)部，共鳴裝置占用空間小、方便安裝運(yùn)輸。

附圖說(shuō)明

圖1為所述共鳴器結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為含所述共鳴器的旁支管道。

圖3為數(shù)值計(jì)算所述共鳴器傳遞損失曲線。

圖中：1-短管，2-共鳴腔，3-隔板，4-活塞，5-螺旋桿，6-固定栓。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式，對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說(shuō)明。

實(shí)施例一

如圖1所示，所述共鳴器包括短管1、共鳴腔2、隔板3、螺旋桿5，所述短管1呈喇叭狀，所述喇叭狀的大端與所述共鳴腔2的本體的開口端一體成型，小端向所述共鳴腔2內(nèi)部延伸，所述共鳴腔2內(nèi)部具有能夠移動(dòng)的隔板3，所述隔板3中心處與所述螺旋桿5螺紋連接，所述螺旋桿5與所述共鳴腔2底部通過(guò)固定栓6連接，所述隔板3通過(guò)活塞4與所述共鳴腔2的壁板連接。

進(jìn)一步的，所述短管1的小端具有錐形段。

進(jìn)一步的，所述共鳴腔2的壁板由鋁箔材料制成。

進(jìn)一步的，所述共鳴器安裝于汽車的頂部。

所述共鳴器的所述共鳴腔2體積的變化將導(dǎo)致共振頻率的變化，為了實(shí)現(xiàn)多個(gè)共振頻率 段可調(diào)節(jié)，將所述共鳴腔2設(shè)計(jì)為可變聲腔，如圖1所示，所述螺旋桿5與所述隔板3連接，通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)所述螺旋桿5帶動(dòng)所述隔板3上下移動(dòng)以實(shí)現(xiàn)聲腔體積的變化，為了使所述隔板3上下移動(dòng)且保證聲腔的氣密性，在所述隔板3周圍套上所述活塞4。當(dāng)所述隔板3移動(dòng)到預(yù)定位置時(shí)，通過(guò)所述固定栓6將所述螺旋桿5固定，保證在工作中所述螺旋桿5不會(huì)自由轉(zhuǎn)動(dòng)。

根據(jù)具體的工作環(huán)境和實(shí)際車內(nèi)聲腔不同的共振頻率值計(jì)算聲腔共振頻率，根據(jù)不同的頻率值設(shè)計(jì)相應(yīng)的聲腔總體積和不同共振頻率點(diǎn)的所述共鳴器。

所述共鳴器共振頻率計(jì)算式如下：

其中:

f為共振頻率

St為所述短管1小端截面積，S_t＝πD_t²/4

VH為所述共鳴腔2內(nèi)部體積，

Dt為所述短管1的小端直徑，Dm為所述短管1的大端直徑，l為所述短管的長(zhǎng)度，L為所述共鳴腔2的長(zhǎng)度。

由以上所述共鳴器的共振頻率公式可知，所述共鳴器的共振頻率與所述短管1的小端截面積、所述短管1大端截面積、所述短管1的長(zhǎng)度，所述共鳴腔2體積、所述共鳴腔2的長(zhǎng)度有關(guān)。當(dāng)所述共鳴器的所述短管1結(jié)構(gòu)一旦確定，這些變量中唯一能改變的就是所述共鳴腔2的體積，所以要使得所述共鳴器在較寬的頻段進(jìn)行共振消音，在設(shè)計(jì)時(shí)須保證聲腔體積有較大的變化值。

計(jì)算例：

所述共鳴器的幾何參數(shù)設(shè)為:

D＝0.3m，Dm＝0.25m，Dt＝0.018m，l＝0.08m，Lx＝0.4m，流體介質(zhì)為空氣密度為1.225kg/m3：流體速度340m/s。

根據(jù)以上公式可求得所述共鳴腔2體積范圍：0.003682m3-0.022629m3

共鳴器的共振頻率為：69.54Hz-185.89Hz，說(shuō)明所述共鳴器的共振頻率范圍為69.54Hz-185.89Hz。

為了驗(yàn)證所述共鳴器的共振頻率，建立如圖2所示的具有所述共鳴器的旁支矩形管道系統(tǒng)模型，根據(jù)理論公式設(shè)定所述共鳴器的共振頻率為75.5Hz。其中主管道的截面積為S，平面波在主管道從左側(cè)傳播，受所述共鳴器旁支的影響，一部分聲波被反射，一部分聲波透射繼續(xù)向前傳遞，還有一部分進(jìn)入所述共鳴器內(nèi)并反射。

定義管道面積為0.095m2，管道入口端面為速度邊界條件幅值為1m/s2，出口端面為無(wú)反射邊界條件，即其阻抗率定義為空氣特性阻抗ρc＝416.5N.s/m3，管道及所述共鳴器壁面均為剛性，分別取管道入口端面與出口端面中心點(diǎn)為參考點(diǎn)，其聲壓分別為P1和P2，則傳遞損失為：

計(jì)算頻率為55Hz～80Hz，步長(zhǎng)為0.5Hz，經(jīng)過(guò)仿真計(jì)算所得的傳遞損失曲線如圖3所示。仿真計(jì)算的傳遞損失峰值頻率為74.4Hz，而所述共鳴器的共振頻率為75.5Hz，二者相差1.4％，驗(yàn)證了所述共鳴器共振頻率理論公式。二者的差別主要由理論計(jì)算公式中忽略所述共鳴器內(nèi)部空腔的高階模態(tài)所引起的。

本實(shí)用新型并不限于上述實(shí)施方式，在不背離本實(shí)用新型實(shí)質(zhì)內(nèi)容的情況下，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以想到的任何變形、改進(jìn)、替換均落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。