專利名稱：寬頻帶消聲器的制作方法
技術(shù)領域：
本實用新型涉及車輛消聲器技術(shù)領域。
背景技術(shù)：
根據(jù)消聲器的消聲原理，消聲器分為無源消聲器和有源消聲器，其中無源消聲器又可以分為阻性消聲器、抗性消聲器和阻抗復合型消聲器。其中，阻性消聲器在中、高頻段消聲性能尤為顯著，但由于內(nèi)部有吸聲材料的存在，因此阻性消聲器不能應用在雜質(zhì)較多、高溫及蒸汽侵蝕的環(huán)境；抗性消聲器在中、低頻段消聲性能尤為顯著，而且高溫、潮濕等環(huán)境對抗性消聲器的影響較小，但抗性消聲器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)一般較為復雜；阻抗復合型消聲器，在低、中、高頻段具有較好的消聲效果，但由于吸聲材料的存在，阻抗復合型消聲器也不能應用在雜質(zhì)較多、高溫及蒸汽侵蝕的環(huán)境。隨著乘客對客車的舒適性要求越來越高，以及日益嚴格的汽車尾氣排放標準與車輛噪聲法規(guī)要求，設計出高消聲量、低壓力損失、轉(zhuǎn)化效率高的SCR催化轉(zhuǎn)化消聲器顯得尤為重要，而且在消聲器工作的過程中，應盡量減小雜質(zhì)、高溫及蒸汽侵蝕等環(huán)境對消聲器的影響。中國專利文獻CN201874642U公開了一種SCR催化消聲器，其包括用于對排放尾氣進行還原凈化的催化單元，在催化單元的上游端設有進氣單元，在催化單元和進氣單元之間還設有氣流分配板，在催化單元的下游端設有消聲單元，汽車尾氣經(jīng)進氣單元的進氣管和喇叭形通道以及氣流分配板進入催化單元，在催化單元的SCR催化劑作用下進行還原反應清除尾氣中的氮氧化物N0X，實現(xiàn)尾氣凈化；所述的消聲單元設置在消聲器后殼體的尾部，后殼體的后端設有后端蓋，后殼體內(nèi)靠近后端蓋的位置上設有消聲孔板，該板將后殼體內(nèi)腔分隔為上游腔和下游腔兩個腔室，兩個腔室通過消聲孔板上的穿孔連通，在下游腔內(nèi)還填設有消聲棉；排氣管的帶有穿孔的一端從所述的后端蓋插入后殼體內(nèi)、貫穿消聲孔板伸入到上游腔內(nèi)，排氣管的另一端懸伸在后端蓋之外；由催化單元排出的凈化氣流大部分直接從排氣管排出，部分氣流經(jīng)消聲孔板、消聲棉再經(jīng)排氣管上的穿孔進入排氣管后排出。本消聲器僅采用消聲單元的消聲孔板及消聲棉實現(xiàn)消聲，這種消聲結(jié)構(gòu)僅能對中、高頻段的噪聲有較為明顯的消聲效果，而對低頻段噪聲則無明顯消除效果；另外，由于消聲棉的存在，使得該消聲器不能應用在雜質(zhì)較多、高溫及蒸汽侵蝕的環(huán)境中。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種具有低、中、高頻噪聲消聲效果、同時能夠在雜質(zhì)較多、高溫及蒸汽侵蝕環(huán)境中應用的寬頻帶消聲器。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用如下技術(shù)方案:寬頻帶消聲器，包括筒體，筒體由設于筒體前端的進氣單元和設于筒體后端的后端蓋封成一個腔體結(jié)構(gòu)，其內(nèi)腔中裝設有SCR催化單元，所述內(nèi)腔由靠近進氣單元一端的上游段空腔、靠近后端蓋一端的下游段空腔和處于兩空腔之間的中游段空腔組成；所述SCR催化單元固定設置在上游段空腔內(nèi)，中游段空腔內(nèi)設有固定在筒體上的、將中游段空腔分隔成前后兩個擴張腔的穿孔隔板，穿孔隔板由泡沫鋁材料制成，穿孔隔板上分布有連通所述前、后擴張腔的穿孔；下游段空腔內(nèi)設有排氣穿孔管共振腔式消聲單元，該消聲單元的排氣穿孔管的后端部穿出并懸置在后端蓋之夕卜，排氣穿孔管的前端連通所述的后擴張腔。所述排氣穿孔管共振腔式消聲單元包括前后間隔設置在筒體上的兩塊支撐隔板，該兩塊支撐隔板將下游段空腔分隔成兩個共振腔，兩支撐隔板之間的空腔為第一共振腔，靠近后端蓋的支撐隔板與后端蓋之間的空腔為第二共振腔；兩塊支撐隔板之間架設有內(nèi)插穿孔管，該內(nèi)插穿孔管的前端連通所述的后擴張腔、后端連通第二共振腔，內(nèi)插穿孔管的對應第一共振腔的部分設有貫通管壁的穿孔，所述排氣穿孔管的對應第一、第二共振腔的部分均設有貫通管壁的穿孔。所述兩支撐隔板由通孔泡沫鋁材料制成。所述進氣單元由同軸連接的進氣管和錐形管組成，錐形管的小口端與進氣管尾端相接、大口端與筒體相接。所述SCR催化單元包括附著有SCR催化劑的載體，該載體通過套設在載體外周上的襯墊套裝配在筒體上，在載體前端固設有供氣體進入載體的進口隔板，在載體后端固設有供氣體排出載體進入前擴張腔的出口隔板。所述SCR催化單元的載體為蜂窩堇青石載體。本實用新型還可以采用如下技術(shù)方案:寬頻帶消聲器，包括筒體，筒體由設于筒體前端的進氣單元和設于筒體后端的后端蓋封成一個腔體結(jié)構(gòu)，其內(nèi)腔由靠近進氣單元一端的上游段空腔和靠近后端蓋一端的下游段空腔組成；上游段空腔內(nèi)設有固定在筒體上的、將上游段空腔分隔成前后兩個擴張腔的穿孔隔板，穿孔隔板由泡沫鋁材料制成，穿孔隔板上分布有連通所述前、后擴張腔的穿孔；下游段空腔內(nèi)設有排氣穿孔管共振腔式消聲單元，該消聲單元的排氣穿孔管的后端部穿出并懸置在后端蓋之外，排氣穿孔管的前端連通所述的后擴張腔，進氣單元與所述的前擴張腔連通。所述排氣穿孔管共振腔式消聲單元包括前后間隔設置在筒體上的兩塊支撐隔板，該兩塊支撐隔板將下游段空腔分隔成兩個共振腔，兩支撐隔板之間的空腔為第一共振腔，靠近后端蓋的支撐隔板與后端蓋之間的空腔為第二共振腔；兩塊支撐隔板之間架設有內(nèi)插穿孔管，該內(nèi)插穿孔管的前端連通所述的后擴張腔、后端連通第二共振腔，內(nèi)插穿孔管的對應第一共振腔的部分設有貫通管壁的穿孔，所述排氣穿孔管的對應第一、第二共振腔的部分均設有貫通管壁的穿孔。所述兩支撐隔板由通孔泡沫鋁材料制成。本實用新型利用泡沫鋁材料通過打孔形成泡沫鋁穿孔隔板，該穿孔隔板將消聲器筒體內(nèi)的一個腔體分隔成兩個擴張腔，通過與下游段空腔內(nèi)的排氣穿孔管共振腔式消聲單元的組合形成共振、擴張和干涉，使聲波在管道和共振腔內(nèi)發(fā)生反射或干涉，從而消除中、低頻率的排氣噪聲；同時，由于泡沫鋁材料具有良好的寬音頻消聲性能，尤其中、高頻段其消聲效果更為明顯，從而使消聲器達到了消除低、中、高頻率噪聲的效果，不僅提高了消聲器的消聲量，降低了壓力損失，同時，由于消聲器內(nèi)沒有采用如吸聲棉類物質(zhì)來降低中、高頻噪聲，從而使得本實用新型的消聲器能夠在雜質(zhì)較多、高溫及蒸汽侵蝕等環(huán)境中得以應用。
圖1是本實用新型實施例1的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1中穿孔隔板的左視圖；圖3是圖1中支撐隔板的左視圖；圖4是圖1中SCR載體的左視圖；圖5是本實用新型實施例2的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
實施例1:圖1-圖4所示是本實用新型提供的寬頻帶消聲器的一種實施例，該消聲器是一種SCR催化轉(zhuǎn)化消聲器，其包括管形的筒體5，筒體的一端連接進氣單元，該端為筒體的上游端，筒體的另一端即筒體下游端設有后端蓋2封堵筒體，進氣單元和后端蓋將筒體5封成一個腔體結(jié)構(gòu)，該腔體的內(nèi)腔分為上游段空腔、中游段空腔和下游段空腔，其中，上游段空腔內(nèi)固定裝有SCR催化單元，下游段空腔內(nèi)固定裝有排氣穿孔管共振腔式消聲單元，中游段空腔內(nèi)設有固定在筒體上的穿孔隔板4，該穿孔隔板將中游段空腔分隔為前后兩個空腔，形成前后兩個擴張腔14、15，穿孔隔板可以由閉孔泡沫鋁或者通孔泡沫鋁材料制成，其上還布設有若干個連通所述前、后擴張腔的穿孔。上述進氣單元由進氣管8和錐形管7同軸連接而成，錐形管的大口端連接筒體5，小口端連接進氣管8，錐形管7的內(nèi)腔起到了擴張消聲的作用，該內(nèi)腔也是消聲器的一個擴張腔，進氣管8的前端還設有在安裝消聲器時用于連接固定的法蘭9。當然，在實施時，本實施例的進氣單元也可以采用其他現(xiàn)有已知的適合SCR催化消聲器使用的進氣結(jié)構(gòu)。上述SCR催化單元由附著有SCR催化劑的載體11、套設在該載體外周上的襯墊套6以及分設在載體11前、后端的進口隔板10和出口隔板12構(gòu)成，該催化單元通過襯墊套6裝配在所述的筒體5上，載體11采用蜂窩堇青石，催化劑采用以V2O5為主的載體型催化劑。由于蜂窩堇青石具有低膨脹系數(shù)、高機械強度、高熔點、良好的熱傳導性能和低壓力降等優(yōu)點，其對催化還原排放氣體中的氮氧化物NOx效果尤為明顯。上述排氣穿孔管共振腔式消聲單元由內(nèi)插穿孔管3、排氣穿孔管I以及用于支撐兩穿孔管的兩塊支撐隔板13組成，兩穿孔管的軸線與消聲器筒體的軸線平行，兩塊支撐隔板13以一定間距固定在筒體上，并將筒體下游段空腔分隔為兩個共振腔，其中，兩支撐隔板之間的空腔為第一共振腔，靠近后端蓋的支撐隔板與后端蓋之間的空腔為第二共振腔；所述內(nèi)插穿孔管3支撐在兩支撐隔板之間，內(nèi)插穿孔管的前端伸入到所述的后擴張腔15內(nèi)與后擴張腔連通，內(nèi)插穿孔管3的后端伸入到第二共振腔內(nèi)與該共振腔連通，并且內(nèi)插穿孔管的位于第一共振腔的部分設有貫通其管壁的穿孔；所述排氣穿孔管I從后端蓋2插入筒體內(nèi)腔，排氣穿孔管的前端伸入到所述的后擴張腔15內(nèi)與后擴張腔連通，排氣穿孔管I的后端懸伸在后端蓋2之外，排氣穿孔管的對應第一、第二共振腔的部分均設有貫穿其管壁的穿孔。本實施例的消聲器工作過程及消聲原理如下:柴油發(fā)動機排放的尾氣首先通過進氣管8進入錐形管，在流經(jīng)錐形管7的過程中，氣體順著錐形腔擴散，隨著錐形腔體的擴大，氣體速度逐漸減小，這樣既能避免速度過大對SCR載體11造成沖擊，以延長SCR載體11的使用壽命，也能使氣體在錐形腔逐漸擴散的過程中達到消聲的效果；然后，經(jīng)過錐形腔擴散的氣體由進口隔板10進入到SCR載體11中，經(jīng)過催化還原反應消除尾氣中大量的氮氧化物，后經(jīng)出口隔板12進入前擴張腔14，接著通過穿孔隔板4進入后擴張腔15，在這個過程中，利用某些頻率的聲波在聲阻抗突變的界面處發(fā)生干涉、反射現(xiàn)象，從而達到消聲的作用，而當聲音透過泡沫鋁穿孔隔板4時，由于聲波也是一種振動，其在泡沫鋁穿孔隔板內(nèi)部發(fā)生散射、干涉和漫反射，將聲音吸收在其氣孔中，使泡沫鋁內(nèi)部骨架振動，聲能部分轉(zhuǎn)化為熱能并且通過熱傳遞消耗掉，起到吸聲的作用，因此用泡沫鋁材料制成的穿孔隔板4具有良好的寬音頻消聲性能，在高頻段其消聲效果更明顯；最后，經(jīng)過穿孔隔板4消聲的氣體由內(nèi)插穿孔管3、排氣穿孔管I分別進入第一共振腔和第二共振腔，利用結(jié)構(gòu)跟抗性消聲器原理相同的特點來消除中、低頻段的噪聲。實施例2:圖5是本實用新型提供的寬頻帶消聲器的另一種實施例，其包括筒體21，筒體由設于筒體前端的進氣單元和設于筒體后端的后端蓋25封成一個腔體結(jié)構(gòu)，其內(nèi)腔由靠近進氣單元一端的上游段空腔和靠近后端蓋一端的下游段空腔組成；上游段空腔內(nèi)設有固定在筒體上的、將上游段空腔分隔成前后兩個擴張腔23、24的穿孔隔板22，穿孔隔板可以由閉孔泡沫鋁或者通孔泡沫鋁材料制成，穿孔隔板22上分布有連通所述前、后擴張腔的穿孔；下游段空腔內(nèi)設有排氣穿孔管共振腔式消聲單元，該消聲單元的排氣穿孔管27的后端部穿出并懸置在后端蓋25之外，排氣穿孔管27的前端連通所述的后擴張腔，該消聲單元的結(jié)構(gòu)與上述實施例1中的排氣穿孔管共振腔式消聲單元的結(jié)構(gòu)相同，此處不再詳述。圖5中，28是內(nèi)插穿孔管，26是支撐隔板。本實施例的進氣單元包括進氣管20，進氣管穿設在固設于筒體前端的前端蓋上，進氣管20的后端伸入所述的前擴張腔23并與前擴張腔連通，進氣管20的前端懸置的前端蓋之外。當然，在具體實施時，本實施例的進氣單元也可以采用如上述實施例1中的結(jié)構(gòu)形式或者其他現(xiàn)有已知的進氣結(jié)構(gòu)形式。本實用新型中，為了進一步消除高頻段噪聲，將排氣穿孔管共振腔式消聲單元中支撐內(nèi)插穿孔管和排氣穿孔管的兩支撐隔板均采用通孔泡沫鋁材料制成。上述各實施例中，位于筒體下游段空腔內(nèi)的排氣穿孔管共振腔式消聲單元還可以采用現(xiàn)有已知的利用穿孔管和共振腔構(gòu)成的其他結(jié)構(gòu)形式消聲單元結(jié)構(gòu)。
權(quán)利要求1.寬頻帶消聲器，包括筒體，筒體由設于筒體前端的進氣單元和設于筒體后端的后端蓋封成一個腔體結(jié)構(gòu)，其內(nèi)腔中裝設有SCR催化單元，其特征在于:所述內(nèi)腔由靠近進氣單元一端的上游段空腔、靠近后端蓋一端的下游段空腔和處于兩空腔之間的中游段空腔組成；所述SCR催化單元固定設置在上游段空腔內(nèi)，中游段空腔內(nèi)設有固定在筒體上的、將中游段空腔分隔成前后兩個擴張腔的穿孔隔板，穿孔隔板由泡沫鋁材料制成，穿孔隔板上分布有連通所述前、后擴張腔的穿孔；下游段空腔內(nèi)設有排氣穿孔管共振腔式消聲單元，該消聲單元的排氣穿孔管的后端部穿出并懸置在后端蓋之外，排氣穿孔管的前端連通所述的后擴張腔。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的寬頻帶消聲器，其特征在于:所述排氣穿孔管共振腔式消聲單元包括前后間隔設置在筒體上的兩塊支撐隔板，該兩塊支撐隔板將下游段空腔分隔成兩個共振腔，兩支撐隔板之間的空腔為第一共振腔，靠近后端蓋的支撐隔板與后端蓋之間的空腔為第二共振腔；兩塊支撐隔板之間架設有內(nèi)插穿孔管，該內(nèi)插穿孔管的前端連通所述的后擴張腔、后端連通第二共振腔，內(nèi)插穿孔管的對應第一共振腔的部分設有貫通管壁的穿孔，所述排氣穿孔管的對應第一、第二共振腔的部分均設有貫通管壁的穿孔。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的寬頻帶消聲器，其特征在于:所述兩支撐隔板由通孔泡沫鋁材料制成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的寬頻帶消聲器，其特征在于:所述進氣單元由同軸連接的進氣管和錐形管組成，錐形管的小口端與進氣管尾端相接、大口端與筒體相接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的寬頻帶消聲器，其特征在于:所述SCR催化單元包括附著有SCR催化劑的載體，該載體通過套設在載體外周上的襯墊套裝配在筒體上，在載體前端固設有供氣體進入載體的進口隔板，在載體后端固設有供氣體排出載體進入前擴張腔的出口隔板。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的寬頻帶消聲器，其特征在于:所述SCR催化單元的載體為蜂窩堇青石載體。
7.寬頻帶消聲器，其特征在于:包括筒體，筒體由設于筒體前端的進氣單元和設于筒體后端的后端蓋封成一個腔體結(jié)構(gòu)，其內(nèi)腔由靠近進氣單元一端的上游段空腔和靠近后端蓋一端的下游段空腔組成；上游段空腔內(nèi)設有固定在筒體上的、將上游段空腔分隔成前后兩個擴張腔的穿孔隔板，穿孔隔板由泡沫鋁材料制成，穿孔隔板上分布有連通所述前、后擴張腔的穿孔；下游段空腔內(nèi)設有排氣穿孔管共振腔式消聲單元，該消聲單元的排氣穿孔管的后端部穿出并懸置在后端蓋之外，排氣穿孔管的前端連通所述的后擴張腔，進氣單元與所述的前擴張腔連通。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的寬頻帶消聲器，其特征在于:所述排氣穿孔管共振腔式消聲單元包括前后間隔設置在筒體上的兩塊支撐隔板，該兩塊支撐隔板將下游段空腔分隔成兩個共振腔，兩支撐隔板之間的空腔為第一共振腔，靠近后端蓋的支撐隔板與后端蓋之間的空腔為第二共振腔；兩塊支撐隔板之間架設有內(nèi)插穿孔管，該內(nèi)插穿孔管的前端連通所述的后擴張腔、后端連通第二共振腔，內(nèi)插穿孔管的對應第一共振腔的部分設有貫通管壁的穿孔，所述排氣穿孔管的對應第一、第二共振腔的部分均設有貫通管壁的穿孔。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的寬頻帶消聲器，其特征在于:所述兩支撐隔板由通孔泡沫鋁材料制成。
專利摘要本實用新型涉及一種寬頻帶消聲器，包括筒體，筒體由設于筒體前端的進氣單元和設于筒體后端的后端蓋封成一個腔體結(jié)構(gòu)，其內(nèi)腔由靠近進氣單元一端的上游段空腔、靠近后端蓋一端的下游段空腔和處于兩空腔之間的中游段空腔組成；上游段空腔內(nèi)固設有SCR催化單元，中游段空腔內(nèi)設有固定在筒體上的、將中游段空腔分隔成前后兩個擴張腔的穿孔隔板，穿孔隔板由泡沫鋁材料制成，穿孔隔板上分布有連通前、后擴張腔的穿孔；下游段空腔內(nèi)設有排氣穿孔管共振腔式消聲單元，該消聲單元的排氣穿孔管的后端部穿出并懸置在后端蓋之外，排氣穿孔管的前端連通后擴張腔。本消聲器具有低、中、高頻噪聲消聲效果、同時能夠在雜質(zhì)較多、高溫及蒸汽侵蝕環(huán)境中應用。
文檔編號F01N1/08GK203161318SQ20132004811
公開日2013年8月28日 申請日期2013年1月29日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月29日
發(fā)明者李文法, 張博強, 謝富科 申請人:鄭州宇通客車股份有限公司