專利名稱：消聲器和其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及按照獨(dú)立權(quán)利要求前序部分的一種消聲器和該消聲器的設(shè)計(jì)方法。
已經(jīng)公知的是，在機(jī)動車的排氣設(shè)備中設(shè)置消聲器。從內(nèi)燃機(jī)中排出的燃?xì)鈩t從排氣系統(tǒng)被排入到自由的大氣環(huán)境中。這個工作，除了避免由于氣體的和固體的有害物質(zhì)導(dǎo)致的污染損害外，還應(yīng)該實(shí)現(xiàn)盡可能的無噪聲。由此出于環(huán)境保護(hù)的原因越來越多地還通過立法的措施限制所允許的噪聲排放。
此外對于一個排氣設(shè)備來說另一個重要的經(jīng)濟(jì)目標(biāo)就是低廉的價格。對于組合在機(jī)動車中也很重要的小重量和緊湊的尺寸結(jié)構(gòu)贏得越來越重大的意義。按照機(jī)動車-和發(fā)動機(jī)尺寸，一個從排氣彎管至端管的完整排氣設(shè)備重量可以在20和45kg之間。所有的組件都影響排氣設(shè)備的聲學(xué)性能，當(dāng)然是以完全不同的方式。其中，不僅客觀地評價該排氣設(shè)備之排氣口和表面的噪聲反射，其眾所周知對于在加速超車時的噪聲排放是重要的-而且觀察者對于聲圖的客觀感受都扮演重要的角色。
排氣設(shè)備的聲學(xué)特性除了發(fā)動機(jī)的負(fù)載變化噪聲外還主要取決于排氣系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上的尺寸設(shè)計(jì)。在此特別是叉形管的對稱性，消聲器的數(shù)量和位置以及連接管的直徑都扮演一個重要的角色。在不良的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)情況下排氣設(shè)備可能產(chǎn)生加重的噪聲。傳動裝置越來越多的普通多閥-技術(shù)導(dǎo)致進(jìn)入該排氣設(shè)備中噪聲程度的明顯增高。但是未來對加速超車的噪聲限界值的進(jìn)一步降低則要求排氣口噪聲顯著減小?，F(xiàn)今這些要求的噪聲水平下降基本上通過消聲器的體積增大實(shí)現(xiàn)，但是這樣會很快地達(dá)到已有結(jié)構(gòu)空間的限界。因此，為了最佳地利用在底部組件中可使用的結(jié)構(gòu)空間還在中等尺寸的機(jī)動車情況下越來越多地采用了罩殼結(jié)構(gòu)方式的消聲器。這些罩殼消聲器原則上具有一個平坦的大表面，這有利于噪聲反射。這樣一種罩殼-消聲器例如已被描述在發(fā)動機(jī)技術(shù)雜志MTZ中年度出版物62，2001，第3卷，第3頁往后。
出于這些原因，排氣設(shè)備的表面作為噪聲源在近年來設(shè)計(jì)排氣設(shè)備時占有了顯著的意義。在高的比功率和不良消聲器-幾何結(jié)構(gòu)形狀的發(fā)動機(jī)情況下，表面-噪聲反射甚至可能占據(jù)主導(dǎo)地位。噪聲排放并因此該排氣設(shè)備的總布置圖就必須被評價和最優(yōu)化設(shè)置。如果這個工作沒有做，則存在大的危險是，由于消聲器容積的不良分配和消聲器的結(jié)構(gòu)配置導(dǎo)致比所需要的明顯多的容積，或者說有關(guān)機(jī)動車內(nèi)燃機(jī)的排氣反壓和由此該功率損失的容忍度就變成必要的了。
容積的增大還另外導(dǎo)致不希望的重量增加。另外，排氣設(shè)備的這種總布置圖通過容積分配和連接管的長度不僅明顯地影響該噪聲排放而且還通過與之關(guān)聯(lián)的質(zhì)量分配和總體質(zhì)量影響機(jī)械振動的自然諧振特性。這樣既影響該設(shè)備的振動疲勞強(qiáng)度又影響客艙中的噪聲強(qiáng)度。此外所述傾向則由于結(jié)構(gòu)空間限制增長早就試圖將消聲器之表面與容積的比例減小。
不僅本體噪聲而且噪聲反射都取決于消聲器結(jié)構(gòu)元件的物理特性參數(shù)。這些參數(shù)是結(jié)構(gòu)件的彎曲剛度和單位長度質(zhì)量，它們由結(jié)構(gòu)件幾何結(jié)構(gòu)確定。同樣地，材料特性如彈簧模數(shù)和厚度-它們是通過應(yīng)用的材料預(yù)先確定因此是不可明顯改變的-也具有影響。結(jié)構(gòu)件的阻尼是一個基本的參數(shù)，但難以作定量評判。一定尺寸的變化可以引起不同的本體噪聲程度和反射程度。因此彎曲剛度的擴(kuò)大一般將導(dǎo)致本體噪聲度的減小，但是卻通常引起反射度的提高，其中該本體噪聲度大多是占據(jù)主導(dǎo)的。甚至對于簡單的幾何結(jié)構(gòu)形狀，在后的結(jié)構(gòu)件特性的模型化和預(yù)測也是困難的，因?yàn)檫@些參數(shù)相互很復(fù)雜地交變作用。
為了提高彎曲剛度已公知的是，將所謂的凹槽(Sicken)置入消聲器的表面中。凹槽具有不同的形狀也是公知的，如蚯蚓凹槽(Regenwurmsicken)或高爾夫球袋形狀。蚯蚓凹槽是長形的組織結(jié)構(gòu)，其被制成如一個蚯蚓相類似的形狀，同時高爾夫球袋(Golfballsicken)是以高爾夫球形式的突出或凹下半球形組織結(jié)構(gòu)。這種高爾夫球袋例如在汽車工業(yè)雜志中公知了。
在同類文件DE19849118A1中公開了一種廢氣消聲器，其由半罩殼制成，這些半罩殼具有一個基本平坦的底部。在上殼的底部中設(shè)置了多個向外指向的長形突出或凹槽。這些凹槽一方面加強(qiáng)了殼體的剛性并且如上述有利于減小由于振動引起的噪聲激發(fā)，另一方面凹槽在消聲器的內(nèi)腔中構(gòu)成相應(yīng)的突起結(jié)構(gòu)，它們在消聲器的內(nèi)腔中于底部平面的那側(cè)建立了附加的容積。
本發(fā)明的任務(wù)是，設(shè)置一個進(jìn)一步改進(jìn)阻尼特性的消聲器，以及一個用于其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的方法。
這一任務(wù)分別通過獨(dú)立權(quán)利要求的特征方案解決。
按照本發(fā)明設(shè)置一個最優(yōu)的帶凹槽的殼體表面，其中凹槽的構(gòu)型和/或結(jié)構(gòu)配置特征在于，適當(dāng)?shù)牟痪鶆蛐砸杂糜跍p小消聲器的噪聲反射。
作為優(yōu)選，本發(fā)明凹槽在平行于消聲器殼體表面的橫截面平面中一般不具有對稱線。另外優(yōu)選的是，單個凹槽與消聲器的總表面相比的表面份額具有很寬的分布。此外有利的是，設(shè)置一個寬的優(yōu)選連續(xù)的凹槽包絡(luò)曲線的彎曲結(jié)構(gòu)分布。
本發(fā)明另外的優(yōu)點(diǎn)和有利的結(jié)構(gòu)方案可無關(guān)地從權(quán)利要求，說明書和附圖中獲取。
本發(fā)明將借助附圖作詳細(xì)地闡述，其中該附圖表明

圖1是一個在上方斜視到一個具有優(yōu)選凹槽(Sicken)的消聲器上的視圖，該凹槽通過同影線描繪；圖2是一個從下邊斜視到圖1中帶有優(yōu)選凹槽的消聲器上的視圖；圖3是一個帶功能表面的消聲器內(nèi)部的視圖，該功能表面將消聲器分為各分段；圖4是通過一個典型蚯蚓凹槽的截面圖；圖5是作為凹槽數(shù)之函數(shù)的優(yōu)選凹槽的優(yōu)選數(shù)量分配；圖6是作為該凹槽數(shù)之函數(shù)的優(yōu)選凹槽相對一消聲器總表面的優(yōu)選數(shù)量分配；圖7是優(yōu)選凹槽相對該凹槽表面份額的優(yōu)選分配；圖8是在典型凹槽(a0，b0，c0)和在本發(fā)明凹槽(a1，b1，c1)情況下噪聲度的比較；在一個消聲器殼體上已知凹槽的功能在于，首要的是提高殼體的彎曲剛度以及提高流動導(dǎo)引作用。另外，通常該消聲器殼體的表面通過功能表面被分開。該殼體表面的這些分區(qū)域一般地應(yīng)用為底部的座位。該分區(qū)域則分別作為消聲器內(nèi)部的反射腔起作用，在其中，該噪聲應(yīng)能被阻尼減弱，而且一般地在這些底部座位之間存在平行性。為了提高彎曲剛度，應(yīng)該設(shè)置一個最小數(shù)量的底部，在其中嵌置了有規(guī)律的凹槽。與之相反，本發(fā)明凹槽的構(gòu)型和/或布置可以按照一個優(yōu)選數(shù)量的最優(yōu)化方法被確定，其結(jié)果實(shí)現(xiàn)盡可能微小的消聲器的噪聲反射。
在本發(fā)明最優(yōu)化方法中，首先實(shí)施一個在消聲器中氣體脈沖的數(shù)量檢測亦即一個壓力場p(x，t，u(x))的檢測。其中x表征一個在一消聲器殼體之內(nèi)表面上的位置。因?yàn)樵撓暺鞯谋诤衽c特性尺寸如長度和寬度及高度相比較是微小的，因此作為優(yōu)選方式對于x的數(shù)值在內(nèi)-和外表面之間的差值是可以忽略的。另外t表征時間，u(x)表征一個移位向量即一個被凹槽化消聲器外表面相對一個無凹槽化消聲器外表面的移位向量。由此參量u(x)就限定了凹槽。以經(jīng)驗(yàn)方式獲知，對于壓力信號該移位向量u(x)的相關(guān)性經(jīng)常是可忽略的。基于壓力場p(x，t，u)導(dǎo)出一個在消聲器外表面上的速度場v(x，t，u(x))。這個速度場v(x，t，u(x))導(dǎo)致噪聲的排放。至此一個最佳的殼體表面之特征表現(xiàn)在，噪聲排放減小或限制在一個允許的數(shù)值上。
在圖1中描繪了一個當(dāng)從上面傾斜地俯視時的本發(fā)明消聲器具有一個公知方式的包括兩個半殼和數(shù)個凹槽的基體，同時在圖2中示出了在圖1之消聲器底側(cè)上的一個視圖。該凹槽既可以延伸到該消聲器的內(nèi)部又可以從消聲器起地延伸出去。其中這個優(yōu)選方式確定的基體兩半殼可以被設(shè)置為單壁的或雙壁的。
消聲器包括一個消聲器殼體1，帶有用于廢氣的至少一個進(jìn)氣口3和一個排氣口4，可以與它們對應(yīng)地分別配置一個或多個普通的開孔并在消聲器的內(nèi)部延伸的管件。在殼體表面2中嵌入一個或多個功能表面8以及一個或多個凹槽5，6，7。由于簡明起見，未示出所有存在的凹槽，但是它們在附圖中由于其不規(guī)則的形狀應(yīng)是容易識別的。
功能表面8將消聲器分為三個內(nèi)部分段9，其上向兩側(cè)還連接了消聲器1的端部件，它們同樣設(shè)有凹槽5，7。功能表面8為凹槽形，但是它們的任務(wù)首要是確保消聲器的一個底部座位。
在圖3中示出了一個無殼體2的消聲器1的內(nèi)部視圖，因此只有用于導(dǎo)引廢氣的內(nèi)部延伸的管件11和用于底部10的框架可以看到。底部10與功能表面8的位置相互關(guān)聯(lián)并限定了其間的分段9。在管件11中的排氣脈沖就是被反射噪聲的聲源。按照包圍著該布置的殼體情況，將發(fā)生多或少的噪聲反射。
現(xiàn)有技術(shù)中公知的典型凹槽的特征在于一個具有高對稱性輪廓的結(jié)構(gòu)配置，如梯形凹槽，它的橫截面是梯形的或例如該蚯蚓凹槽。在典型的蚯蚓凹槽情況下可以容易地發(fā)現(xiàn)一個連續(xù)的對稱線，它至凹槽邊緣的距離如此表征，即相對該對稱線上的一個點(diǎn)可以發(fā)現(xiàn)兩個相反對置的邊緣點(diǎn)，它們到在對稱線上這個點(diǎn)的標(biāo)準(zhǔn)距離是相同大的，其中各個表面被考慮為平行于殼體表面1。
在圖4a描繪的蚯蚓凹槽情況下，在兩個邊緣點(diǎn)R1和R2與在對稱線SP上的點(diǎn)P之間的連接線與該凹槽邊緣曲線在這兩個邊緣點(diǎn)上的切線T1，T2分別地產(chǎn)生了兩個夾角α1和β1以及α2和β2。這些夾角α，β一般的特性是，α≤90°(±0,5°)和β≥90°(±0,5°)，以及α+β＝180°(±1°)。此外這種公知的凹槽大多具有的持性是，α1＝α2(±0,5°)，同時這個在按照本發(fā)明的最優(yōu)化凹槽5，6，7情況下一般不是這種情況。反而是在本發(fā)明蚯蚓凹槽情況下該角度α，β會波動，因此α1，α2是以至少±1°，優(yōu)選±10°的偏移而不相同的。作為選擇或附加，角度α1，和α2可以不同并具有±5°優(yōu)選±10°的偏移。
在圖4b中表明了一個沿著該蚯蚓凹槽4a的截面A-A’的截面圖。其中該蚯蚓凹槽的內(nèi)輪廓IK具有一個近似圓形的形狀。但是在現(xiàn)有技術(shù)中還有構(gòu)造成三角形或類似的。按照本發(fā)明一個凹槽的內(nèi)輪廓是波動的。例如可以設(shè)置一個變化的彎曲半徑。特別地橫截面沿著一條縱線L的內(nèi)輪廓可以波動的，其中該縱線L是一個沿著該凹槽的縱向延長延伸的、一般相對該凹槽的邊緣曲線非對稱安置的、表征該凹槽長度特征的參數(shù)曲線。經(jīng)驗(yàn)表明，一般地這種使不均勻性軟化(aufweichend)的凹槽占凹槽總數(shù)的一個最小的份額則是必要的，以便實(shí)現(xiàn)有效地減小噪聲反射，以致于例如在一個端部區(qū)域中例如在圖4a該端部區(qū)域E中具有一不均勻性的凹槽就不能實(shí)現(xiàn)所希望的阻尼作用。
除了具有縱向?qū)ΨQ的凹槽外，在現(xiàn)有技術(shù)中還存在具有旋轉(zhuǎn)對稱的凹槽，如已提及的高爾夫球凹槽。其中對稱元件通過圍繞一個對稱軸轉(zhuǎn)動而取得一致。按照本發(fā)明，當(dāng)這種凹槽通過對稱角的波動而按目標(biāo)要求承受提高的不均勻性時就實(shí)現(xiàn)噪聲阻尼作用的提高。公知凹槽的對稱線，按照凹槽類型，例如在高爾夫球凹槽時，也可以衰變到一個對稱點(diǎn)，因?yàn)橐粋€高爾夫球凹槽可能具有任意多的對稱表面。
另外雙邊對稱的凹槽是公知的，它們可以通過一個平面被分開為兩個鏡像對稱的半邊。相應(yīng)地本發(fā)明凹槽之特征至少在于這種典型凹槽的對稱元件的波動性。
此外在公知的凹槽中，在兩個邊緣點(diǎn)之間的、將對稱線上的點(diǎn)計(jì)算在內(nèi)的正交距離偏差量最高為該特征性的凹槽寬度的±10％，優(yōu)選為±5％，特別優(yōu)選為±1％。這些偏移可能例如由于制造容差而產(chǎn)生從而按本發(fā)明是不適當(dāng)?shù)摹?br> 這種公知的凹槽另外的特征在于，其輪廓線通過直的分段和基本均勻彎曲的區(qū)域所構(gòu)成，同時在這種特征情況下，基體的彎曲部分沒有被考慮。該周圍邊緣的半徑由此被如此設(shè)置，它們實(shí)際上只設(shè)定幾個斷續(xù)的數(shù)值。
與之不同，本發(fā)明凹槽5，6，7之構(gòu)型和/或布置具有按照目的要求的不均勻性。該凹槽5，6，7的按照目的要求的不均勻性，按照本發(fā)明可以具有下面特性組的一個或多個-凹槽5，6，7的構(gòu)型對稱性被減小。特別地該凹槽5，6，7在平行于該殼體表面2的截平面中相對于它們在該截平面中的包絡(luò)曲線來說是基本無對稱線的。作為優(yōu)選，在該凹槽5，6，7的10％和90％之間不具有對稱軸線或?qū)ΨQ線。其中按照目的要求應(yīng)該以平面度進(jìn)行標(biāo)定，因?yàn)樵摪疾凼强臻g構(gòu)造并且凹槽的對稱線按照現(xiàn)有技術(shù)是由局部對稱的一些點(diǎn)構(gòu)成的。
-單個的凹槽5，6，7相對于殼體表面2的表面的表面份額具有一個非線性包絡(luò)線的分布，如一個高斯分布或一個泊松分布等。
-該凹槽5，6，7的周邊曲線具有基本連續(xù)分布的彎曲結(jié)構(gòu)。其中該凹槽5，6，7周圍邊緣的被彎曲的曲線份額相對單個凹槽最好至少為30％。該周邊曲線的直線份額最好是最小10％，其中關(guān)于“直線”優(yōu)選被理解為至少1cm長度并且同時在1cm上最高1mm的偏差量應(yīng)被察覺。由此，消聲器1的基體的拱頂有利地被去除。
-該凹槽5，6，7的相對殼體表面的壓入深度是波動的，特別地在凹槽底部上的表面之80％具有一個為最深壓入深度的30％，40％，50％或60％的高度變化。該凹槽5，6，7不是直線的條形凹槽，特別地它們不具有對稱線。
作為優(yōu)選，該凹槽為了減小噪聲反射，以一個按照目的要求的不均勻性被安置在殼體表面中。同時這個配置可以沿著消聲器殼體(1)的一縱向或橫向?qū)崿F(xiàn)。根據(jù)該凹槽在殼體表面上的位置，特別地即便在其他結(jié)構(gòu)件幾何輪廓未改變的情況下彎曲剛度也發(fā)生改變。
除了在一個平行于殼體表面的截面中具有一個與無規(guī)律輪廓簡單關(guān)聯(lián)的表面的這些凹槽外，其他本發(fā)明凹槽則具有一個具有較高關(guān)聯(lián)的拓?fù)鋱D(Topologie)。在圖1中用Sk表征一個帶有飛地(Enklave)的凹槽，其中在一個凹槽的內(nèi)部安置一個未被壓槽的小島。此處這些表面區(qū)域被表征為未被壓槽的，它們屬于消聲器1的原始的表面。在最簡單的情況中因此可產(chǎn)生圓形的結(jié)構(gòu)，但同時不均勻性通過凹槽的外輪廓或其內(nèi)輪廓以及該飛地或小島的輪廓或者通過兩者來實(shí)現(xiàn)。另外還可以設(shè)置具有多于一個未被壓槽之飛地的復(fù)雜化形狀。
在本發(fā)明一個優(yōu)選結(jié)構(gòu)方案中，單個的凹槽5，6，7在與所有凹槽5，6，7全部表面的比例中的表面份額是波動的，特別是存在這樣的單個凹槽5，6，7，其就其表面來說相對其他凹槽5，6，7的表面明顯上升了。這個描繪在圖5中。因此該凹槽5，6，7的大多數(shù)具有一個相對較小的表面。在這個實(shí)施例中28個凹槽中的25個具有一個低于100cm2的表面，而少數(shù)幾個單獨(dú)凹槽具有明顯較大的高達(dá)250cm2的表面。
凹槽5，6，7的包絡(luò)曲線的彎曲結(jié)構(gòu)低于具有較寬分布的另一實(shí)施結(jié)構(gòu)方案，并且不是通過少數(shù)幾個離散數(shù)值加以表征。例如至少設(shè)置了2，3或4不同數(shù)值的彎曲半徑。其中彎曲半徑當(dāng)它們處于預(yù)定的容差帶之外時則具有不同的數(shù)值。例如偏移值是0,5mm，1mm，2mm，3mm或5mm，特別是對于具有一個表面＞1cm2的凹槽。另外作為優(yōu)選，大約30％的帶有一個表面＞1,5cm2的凹槽5，6，7具有比例＞1,5的彎曲半徑。
與消聲器1之整個表面比較，所有凹槽5，6，7的表面份額優(yōu)選最多為50％，特別優(yōu)選為最高30％。其中在這些單個的、通過功能表面8限定的底部9上的凹槽表面份額可以為殼體1相應(yīng)外表面的約3％和約70％之間，優(yōu)選在5％和約60％之間。
相對于消聲器的整個表面，單個凹槽5，6，7的表面位于整個表面的0,05％和10％之間，優(yōu)選在0,1％和5％之間。這個描繪在圖4中。凹槽的大多數(shù)，在本例中28個凹槽的約25個具有一個為整個表面最高2％的表面份額，而幾個較少的凹槽占有明顯較大的直至5％的表面份額。該凹槽的絕對數(shù)目當(dāng)然可以在不同的消聲器時是不同的并且單獨(dú)地被確定。
在圖5中，示出了本發(fā)明的凹槽相對于凹槽表面份額的優(yōu)選分布。其中橫座標(biāo)表示了相對的凹槽數(shù)S，縱座標(biāo)表示所屬的相對表面份額。所有凹槽的整體通過點(diǎn)S/F＝1表征為一個表面份額1。在相同大小的凹槽情況下產(chǎn)生一條直線分布。但優(yōu)選地是表面相對凹槽數(shù)為一種次線性分布，如在該直線下方的曲線上可看出。在一個比例為0,4情況下產(chǎn)生一個表面份額為0,1。這意味著，本發(fā)明凹槽的25％占有一個比本發(fā)明凹槽之整個凹槽表面的0,1稍少的表面份額。在一個數(shù)值為F/S＝0,85時獲得一個表面份額為0,6。這意味著，接近75％的凹槽占有一個0,6的表面份額。
有利的是，單個凹槽5，6，7的表面相對所有凹槽5，6，7的整個表面具有比一個多于平均值之50％的偏差量。
另外有利的是，相對于殼體表面2整個表面來說單個凹槽5，6，7表面的按百分比的分布是非直線的。
在凹槽5，6，7的一個按照目的要求的布置中，在殼體表面2的兩個相反對置的上、下殼體上這些凹槽是相互非對稱的，如從圖1和2的視圖對比中可明顯看出。
在凹槽和殼體表面(2)之間的過渡區(qū)域中，于本發(fā)明的凹槽情況下設(shè)置了可以具有為了減小噪聲反射之不均勻性的階梯。當(dāng)凹槽達(dá)到或超過一定的預(yù)先給定的深度時，具有一個與殼體表面(2)基本平行的底部是優(yōu)選的。但是也設(shè)置具有一種傾斜底部的凹槽，特別地對于較少深度的凹槽。
圖8示例性地示出了一個本發(fā)明消聲器作為一發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速函數(shù)的噪聲反射。功能表面8將消聲器殼體1分開為三個區(qū)域。它們分別具有凹槽。其中曲線a0，a1表達(dá)了消聲器殼體1左邊區(qū)域的噪聲反射，b0，b1表達(dá)了右邊區(qū)域的噪聲反射，c0，c1表達(dá)了中間區(qū)域的噪聲反射。噪聲反射在到消聲器殼體1的一定距離上確定，該距離要足以按聲學(xué)原理將消聲器的不同區(qū)域區(qū)別開，其中一個噪聲反射以一個在250Hz左右的混合頻率產(chǎn)生。該曲線簇a0，b0，c0由一個設(shè)有一般常用凹槽的消聲器獲得。所有三個曲線隨著平均發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)增長而單調(diào)地爬升，例如a0，b0在這個例子中于1000和5000l/min之間時從約70爬升至最大100dB，其中中間的區(qū)域產(chǎn)生一個比那兩個其噪聲反射大致相同大的端部區(qū)域小約5dB的噪聲反射。
如果一個相同形式的消聲器殼體結(jié)構(gòu)被設(shè)有本發(fā)明的凹槽5，6，7，則顯示噪聲反射明顯減小。噪聲反射按照曲線簇a1，b1，c1比具有公知凹槽的曲線簇a0，b0，c0的平均值要小約10dB。為了產(chǎn)生一個可比的噪聲反射水平的阻尼作用，本發(fā)明的一消聲器具有一個相比典型實(shí)施方案的消聲器較少數(shù)目的底部結(jié)構(gòu)就能滿足了。這樣就能簡化生產(chǎn)制造，同時相應(yīng)地具有在制造成本、加工時間和工具方面的節(jié)約潛能。作為優(yōu)選，底部9的數(shù)目與一個具有規(guī)律性凹槽的布置相比較可以減少至少一個底部9。另一方面在相同數(shù)目的底部情況下，借助本發(fā)明凹槽5，6，7可以明顯減小噪聲反射。
權(quán)利要求
1.消聲器，具有一個消聲器殼體(1)和用于廢氣的至少一個進(jìn)氣口(3)和至少一個排氣口(4)，其中該殼體表面(2)具有一個或多個凹槽(5，6，7)，其特征在于該凹槽(5，6，7)的構(gòu)型和/或布置具有適當(dāng)?shù)牟痪鶆蛐砸杂糜跍p小該噪聲反射。
2.按權(quán)利要求1的消聲器，其特征在于所述適當(dāng)?shù)牟痪鶆蛐陨婕鞍疾巯铝刑匦灾械囊粋€或多個-凹槽(5，6，7)的構(gòu)型或?qū)ΨQ性，-單個凹槽(5，6，7)的表面相對于該殼體表面(2)的尺寸分布，-凹槽(5，6，7)外圍曲線的彎曲分布，-凹槽(5，6，7)在殼體表面(2)上的分布。
3.按權(quán)利要求1或2的消聲器，其特征在于5％和100％之間的凹槽(5，6，7)在平行于殼體表面(2)的截平面中相對于它們在該截平面中的包絡(luò)曲線是基本上無對稱線的或無對稱點(diǎn)的。
4.按權(quán)利要求1至3至少之一的消聲器，其特征在于該凹槽(5，6，7)數(shù)量的5％和100％具有一種有至少2，3，或4不同彎曲半徑的或有一個基本連續(xù)分布的包絡(luò)曲線的彎曲結(jié)構(gòu)。
5.按前述權(quán)利要求至少一個的消聲器，其特征在于該凹槽(5，6，7)的布置在上邊和下邊的殼體表面(2)上是不同的。
6.按前述權(quán)利要求至少一個的消聲器，其特征在于單個凹槽(5，6，7)的表面相對于所有凹槽(5，6，7)的總表面具有多于平均值的50％的偏差量。
7.按前述權(quán)利要求至少一個的消聲器，其特征在于單個凹槽(5，6，7)的表面相對于殼體表面(2)總表面的百分比分布是非線性的。
8.按前述權(quán)利要求至少一個的消聲器，其特征在于該凹槽(5，6，7)的總表面占據(jù)殼體表面(2)的一個份額最大為30％，40％或50％。
9.按前述權(quán)利要求至少一個的消聲器，其特征在于在殼體表面(2)中設(shè)置限定底部(10)的功能表面(8)。
10.按權(quán)利要求9的消聲器，其特征在于在功能表面(8)所處的殼體表面(2)的分段(9)之間，該凹槽表面的份額為相應(yīng)表面的5％和60％之間。
11.按權(quán)利要求10的消聲器，其特征在于設(shè)置兩個或多個分段(9)。
12.按前述權(quán)利要求至少一個的消聲器，其特征在于單個凹槽(5，6，7)的表面為殼體表面(2)的0,05％和10％之間。
13.按權(quán)利要求12的消聲器，其特征在于單個凹槽(5，6，7)的表面為殼體表面(2)的0,1％和5％之間。
14.按前述權(quán)利要求至少一個的消聲器，其特征在于該底部(10)的數(shù)目與一個相應(yīng)的具有規(guī)則凹槽的消聲器(1)相比被減小至少一個底部(10)。
15.用于設(shè)計(jì)一個按照前面權(quán)利要求1-14之一消聲器的方法，其特征在于該凹槽(5，6，7)的構(gòu)型和/或結(jié)構(gòu)配置適當(dāng)不均勻性，根據(jù)該消聲器的噪聲反射，通過一個最優(yōu)化方法來確定。
全文摘要
本發(fā)明涉及一個消聲器，具有一個消聲器殼體(1)和用于廢氣的至少一個進(jìn)氣口(3)和一個排氣口(4)，其中在該殼體表面(2)中嵌置一個或多個功能表面(8)以及一個或多個凹槽(5，6，7)，該凹槽(5，6，7)在其構(gòu)型上和/或結(jié)構(gòu)配置上具有一個或多個按照目的要求的不均勻性以減小噪聲反射。同時描述了一種用于設(shè)計(jì)一消聲器的方法。
文檔編號F01N1/00GK1682015SQ03822070
公開日2005年10月12日 申請日期2003年9月17日 優(yōu)先權(quán)日2002年9月17日
發(fā)明者G·呂爾斯 申請人:大眾汽車有限公司