專利名稱:內(nèi)燃機(jī)排氣消聲器的制作方法
本發(fā)明屬于一種內(nèi)燃機(jī)排氣系統(tǒng)消聲器，特別是供汽車、拖拉機(jī)用排氣消聲器。
當(dāng)前汽車、拖拉機(jī)所使用的排氣消聲器，絕大多數(shù)都存在排氣不通暢的問題。例如，日本專利昭52-41833和德國專利DE2839756所描述的內(nèi)燃機(jī)排氣消聲器，其結(jié)構(gòu)存在的問題是1、改變氣流截面前管直徑大，尾管直徑小，在消聲器內(nèi)腔對氣流產(chǎn)生一定程度的阻力。
2、改變氣流方向氣流在消聲器內(nèi)腔經(jīng)過多次180°回旋后再排出，不僅產(chǎn)生沖擊和震動，由于形成渦流，也產(chǎn)生不同程度的阻力。
3、改變氣流形狀廢氣進(jìn)入消聲器內(nèi)腔后，在膨脹過程中，氣流分散，充滿內(nèi)腔，改變原柱狀氣流，也必然造成一定程度的排氣阻力。
所以，現(xiàn)行消聲器雖然達(dá)到消聲作用，但因“三改變”后，排氣不通暢，造成背壓增加，在發(fā)動機(jī)最高轉(zhuǎn)速時，輸出功率的損失達(dá)5%～10%，車速愈高，排氣阻力愈大，功率損失愈多，油耗也相應(yīng)增加，不同程度地影響了車輛的動力性、經(jīng)濟(jì)性、加速性、消聲性、煙度、廢氣排放等指標(biāo)，造成發(fā)動機(jī)工作狀況的惡性循環(huán)，而低頻噪聲仍不易控制。因廢氣在內(nèi)腔多次回旋，產(chǎn)生沖擊震動，形成渦流，還會引起再生噪聲，降低消聲效果。
發(fā)明的目的是為汽車、拖拉機(jī)配備一種可消減寬頻帶噪聲，耗油少的低背壓排氣消聲器。
發(fā)明的設(shè)計思想主要是針對“三改變”所造成排氣不通暢的缺點，使內(nèi)腔具有“三不改變”結(jié)構(gòu)(不改變氣流截面積、不改變氣流方向、不改變氣流形狀)。
本發(fā)明提供的供汽車、拖拉機(jī)用排氣消聲器，前管與各分支芯管之間為一個漸放喇叭管。各分支芯管的兩端分別向喇叭管的大端和尾管呈輻射狀漸縮，其傾斜角分別為3°～5°與5°～10°。喇叭管的小端與前管連接，而其大端與各分支芯管的漸縮端(每支芯管在漸縮端均呈扇形截面組合在一起)為直插整體連接結(jié)構(gòu)。內(nèi)腔設(shè)有多塊隔板，隔板上有穿孔，穿孔數(shù)與分支管數(shù)相等。各分支芯管經(jīng)前腔隔板的相應(yīng)穿孔后，呈平行狀穿過每塊隔板的相應(yīng)穿孔，經(jīng)末腔隔板后，呈輻射狀漸縮到后端蓋尾管處(每支芯管在漸縮端均呈扇形截面組合在一起)與尾管為直插整體連接結(jié)構(gòu)。前管截面積、各分支芯管截面積和、尾管截面積均相等。各分支芯管壁上的穿孔為漸縮孔型翻邊孔，尾管出氣端為正弦波形，尾管內(nèi)設(shè)有分流板。
氣流由發(fā)動機(jī)排氣管經(jīng)前管進(jìn)入，在喇叭管的大端，以變徑分流方式使氣流從扇形孔道進(jìn)入相應(yīng)的各分支芯管。當(dāng)氣流至各芯管的翻邊孔處，根據(jù)抗性消聲原理，聲波向聲源處反射，達(dá)到消聲的作用。由于氣流變細(xì)后，大幅度地提高擴(kuò)張比，使消聲量顯著提高，廢氣在各芯管翻邊孔位置，因壓力變化，使含有粉塵的廢氣因膨脹和離心作用，沿各芯管的穿孔段向內(nèi)腔散落，使排氣煙度下降，起到機(jī)外凈化作用。為了消減中、低頻噪聲，采用不同容積的諧振腔。為了有效控制高頻噪聲成分，在末腔內(nèi)各芯管穿孔段外側(cè)，填充一定容積的吸聲材料。各芯管壁的穿孔形狀采用漸縮孔型翻邊孔，使芯管內(nèi)壁氣流阻力減小。在尾管內(nèi)設(shè)有分流板，主要防止廢氣集中時產(chǎn)生共振。尾管出氣端呈正弦波形，可使氣流均勻排出大氣。
發(fā)明的優(yōu)點1、由于前管截面積、各分支芯管截面積、尾管截面積均相等，保證廢氣等量、連續(xù)排放，減少排氣背壓損失，輸出功率損失也減少，油耗相應(yīng)降低。
2、采取變徑分流方式，芯管由單支路變?yōu)槎嘀?，有效地降低噪聲值?br>3、由于廢氣在消聲器內(nèi)腔能等量、連續(xù)排放，排氣通暢，各芯管穿孔段又能將粉塵擴(kuò)散到消聲器內(nèi)腔，起到機(jī)外凈化作用，較好地改善排氣煙度。
4、各分支芯管壁上穿孔為漸縮孔型翻邊孔，因此內(nèi)壁光滑，可減少芯管內(nèi)排氣阻力，使排氣通暢。
5、由于能使廢氣等量、連續(xù)排放，延長了消聲器使用壽命，并使發(fā)動機(jī)工況處于良性循環(huán)。
本發(fā)明的一個實施例將結(jié)合下列附圖詳細(xì)說明。
圖1、表示四腔八芯管阻抗復(fù)合式消聲器縱向剖面圖;
圖2、表示前管和喇叭管處各分支芯管的扇形截面組合圖;
圖3、表示多芯管在隔板上布置圖;
圖4、表示芯管壁上漸縮孔型翻邊孔橫向剖面圖;
圖5、表示尾管內(nèi)分流板布置圖及尾管出氣端正弦波形展開圖;
圖6、表示分支芯管扇形截面透視圖。
參照圖1所示的四腔八芯管阻抗復(fù)合式消聲器，實施情況如下φ60的前管(1)與喇叭管(3)的小端組焊在一起，喇叭管(3)的大端與內(nèi)徑為φ22的八分支芯管(5)采用直插整體組焊而成。組焊處，喇叭管(3)用筋板分隔成的八條扇形孔道，與八分支芯管(5)的扇形端一一對應(yīng)。每支芯管從組焊處均以3°～5°傾斜角向前隔板(4)呈輻射狀延伸，并在前隔板(4)、中隔板(6)、后隔板(8)相對應(yīng)的孔中穿過，在前隔板(4)與后隔板(8)之間八分支芯管(5)與筒體軸線平行配裝。從后隔板(8)到尾管(11)，八分支芯管(5)均以5°～10°的傾斜角呈輻射狀漸縮，并組合成扇形筋板，與尾管(11)內(nèi)分流板(12)一端相對應(yīng)組焊在一起。分流板(12)由八塊板組成，按預(yù)先規(guī)定的比例尺寸產(chǎn)生螺旋梯度，分流板(12)與尾管(11)內(nèi)壁之間有一間隙。尾管(11)出氣端呈正弦波形，芯管壁上穿孔為漸縮孔型翻邊孔，各腔室內(nèi)的同軸心等徑距圓周均布的相鄰芯管壁上的翻邊孔組在軸向彼此錯開布置，穿孔率為30%～50%。前管(1)截面積、分支芯管(5)截面積之和、以及尾管截面積的關(guān)系為28.3(φ60)＝3.54(φ22)×8＝28.3(φ60)……(單位平方厘米)最后，將整個組裝部件，從筒體(7)一端裝入，并焊好前蓋(8)，在第四腔室內(nèi)填入玻璃棉(9)吸聲材料，然后焊好后蓋(10)。
使用這種八芯管阻抗復(fù)合式消聲器，使整車噪聲值可降到80～83分貝(A)(4～5噸級載重貨車，代表車型為解放CA-10B型，東風(fēng)EQ-140型)。不僅低于國家規(guī)定機(jī)動車輛允許噪聲標(biāo)準(zhǔn)86分貝(A)(GB1495-79)，而且低于美、日、西德允許噪聲標(biāo)準(zhǔn)83～84分貝(A)(引自“汽車技術(shù)”84年第7期東風(fēng)EQ-140載重貨車噪聲分析一文)。由于減少了排氣背壓，使輸出功率損失減少，油耗相應(yīng)降低，比使用原消聲器可節(jié)油6%～8.8%(在車速50公里/時情況下，單車、滿載工況的等速油耗對比)，煙度和廢氣排放指標(biāo)也相應(yīng)有所改善。
本發(fā)明的消聲器其性能指標(biāo)列于表一。
表一、為解放CA-10B型4噸載重貨車在使用本發(fā)明的消聲器與原消聲器進(jìn)行試驗時，其噪聲、油耗的對比表
權(quán)利要求
1.現(xiàn)行汽車、拖拉機(jī)使用的多腔阻抗復(fù)合式消聲器，一般由前管、單芯管與多芯管、隔板、前后蓋、筒體、尾管組成，本發(fā)明的特征是前管與各分支芯管之間為一個漸放喇叭管，前管截面積、各分支芯管截面積之和、尾管截面積均等，各分支芯管的兩端分別向喇叭管的大端和尾管呈輻射狀漸縮，其傾斜角分別為3°～5°與5°～10°，各分支芯管壁上穿孔為翻邊孔，尾管出氣端為正弦波形，尾管中設(shè)有分流板。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的消聲器，其特征是喇叭管與各分支芯管采用直插整體連接結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1或2所述的消聲器，其特征是各分支芯管壁上的翻邊孔為漸縮孔型。
專利摘要
本發(fā)明屬于一種內(nèi)燃機(jī)排氣系統(tǒng)消聲器。前管截面積、各分支芯管截面積之和、尾管截面積均相等，喇叭管大端與各分支芯管為整體連接結(jié)構(gòu)，各分支芯管上穿孔采用漸縮孔型翻邊孔，尾管內(nèi)設(shè)有分流板。排氣流進(jìn)入前管后變徑分流，可提高擴(kuò)張比，使噪聲值明顯下降，背壓降低，輸出功率損失減少，整車噪聲降到80～83分貝(A)，油耗相應(yīng)降低6％-8.8％。
文檔編號F01N1/02GK85102410SQ85102410
公開日1985年9月10日 申請日期1985年4月1日
發(fā)明者孫義昌 申請人:孫義昌導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan