消聲器及車(chē)輛的制作方法

本公開(kāi)涉及消聲器領(lǐng)域，具體地，涉及一種消聲器及具有該消聲器的車(chē)輛。

背景技術(shù)：

隨著汽車(chē)技術(shù)的發(fā)展，客戶(hù)對(duì)汽車(chē)NVH性能要求越來(lái)越高，發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)出的噪聲需要由專(zhuān)門(mén)的消聲器來(lái)消除和降低，消聲器的消聲能力直接決定性能的優(yōu)劣。一般來(lái)講，消除發(fā)動(dòng)機(jī)的低頻噪聲需要依靠共振消聲器或者擴(kuò)張消聲器，而要消除發(fā)動(dòng)機(jī)的高頻噪聲則需要通過(guò)增加吸音棉等阻性材料。傳統(tǒng)的共振消聲器只在某一固定頻段起作用，而要消除多個(gè)頻段的噪聲，則需要多個(gè)共振消聲器的組合，但是這樣一來(lái)，消聲器需要做的很大或者很多。從目前的轎車(chē)底盤(pán)空間來(lái)看，實(shí)現(xiàn)起來(lái)難度相當(dāng)大，而且成本和重量方面也會(huì)增加很多。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本公開(kāi)的目的是提供一種消聲頻率可調(diào)的消聲器。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本公開(kāi)提供一種消聲器，包括消聲器殼體，該消聲器殼體內(nèi)設(shè)置有將該消聲器殼體分為兩個(gè)腔室的隔板，該隔板上設(shè)置有多個(gè)通孔，所述消聲器還包括遮擋件，該遮擋件可相對(duì)于所述隔板移動(dòng)以遮擋不同數(shù)量的通孔。

可選地，所述消聲器還包括用于驅(qū)動(dòng)所述遮擋件移動(dòng)的擋板位置調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。

可選地，所述擋板位置調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括電機(jī)和電機(jī)控制器，所述消聲器殼體的內(nèi)部還設(shè)置有氣壓傳感器，所述電機(jī)控制器根據(jù)所述氣壓傳感器測(cè)得的壓力值控制所述電機(jī)工作。

可選地，所述擋板位置調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括電機(jī)和電機(jī)控制器，所述電機(jī)控制器根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速控制所述電機(jī)工作。

可選地，所述擋板位置調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括齒條、齒輪殼體和齒輪，所述齒條固定在所述遮擋件上，所述齒輪設(shè)置在所述齒輪殼體中，所述齒條穿過(guò)所述齒輪殼體并與所述齒輪相嚙合，所述電機(jī)控制器控制所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)所述齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而通過(guò)所述齒條帶動(dòng)所述遮擋件在所述隔板上移動(dòng)。

可選地，所述齒輪殼體、所述電機(jī)和所述電機(jī)控制器設(shè)置在所述消聲器殼體的外部，所述齒條的一端與所述遮擋件固定，另一端穿過(guò)所述消聲器殼體以與所述齒輪相嚙合。

可選地，所述多個(gè)通孔呈矩陣排列，所述擋板位置調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)所述遮擋件沿通孔矩陣的長(zhǎng)度方向或?qū)挾确较蛞苿?dòng)。

可選地，所述遮擋件呈矩形板狀，所述遮擋件的長(zhǎng)度方向與所述通孔矩陣的長(zhǎng)度方向平行，所述遮擋件的長(zhǎng)度小于所述通孔矩陣的長(zhǎng)度，所述遮擋件的寬度等于或大于所述通孔矩陣的寬度。

可選地，所述隔板大體呈矩形，所述通孔矩陣的長(zhǎng)度方向與所述隔板的長(zhǎng)度方向平行，所述通孔矩陣位于所述隔板的沿其長(zhǎng)度方向的對(duì)稱(chēng)軸的一側(cè)，所述擋板位置調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)所述遮擋件沿所述通孔矩陣的寬度方向移動(dòng)。

可選地，所述擋板位置調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)所述遮擋件做鐘擺運(yùn)動(dòng)。

可選地，所述消聲器殼體包括內(nèi)殼和外殼，所述內(nèi)殼和外殼之間填充有隔熱材料。

可選地，所述內(nèi)殼上設(shè)有吸聲小孔。

本公開(kāi)的消聲器通過(guò)調(diào)節(jié)遮擋件的位置以改變通孔的遮擋數(shù)量，從而改變通孔的總導(dǎo)通面積，實(shí)現(xiàn)了消聲器的消聲頻率可調(diào)節(jié)。

本公開(kāi)還提供一種車(chē)輛，包括排氣管路，該排氣管路上串聯(lián)有消聲器，其中，該消聲器為如上所述的消聲器。

本公開(kāi)的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的具體實(shí)施方式部分予以詳細(xì)說(shuō)明。

附圖說(shuō)明

附圖是用來(lái)提供對(duì)本公開(kāi)的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說(shuō)明書(shū)的一部分，與下面的具體實(shí)施方式一起用于解釋本公開(kāi)，但并不構(gòu)成對(duì)本公開(kāi)的限制。在附圖中：

圖1是根據(jù)本公開(kāi)的一種實(shí)施方式的消聲器的透視圖，其中，遮擋件處于下極限位置；

圖2是根據(jù)本公開(kāi)的一種實(shí)施方式的消聲器的透視圖，其中，遮擋件處于上極限位置；

圖3是根據(jù)本公開(kāi)的一種實(shí)施方式的消聲器的剖視圖，其中，遮擋件處于下極限位置；

圖4是擋板位置調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的一種實(shí)施方式中部分部件的剖視圖。

附圖標(biāo)記說(shuō)明

10 消聲器殼體 11 內(nèi)殼

12 外殼 13 隔熱材料

14 吸聲小孔 20 隔板

21 通孔 30 擴(kuò)張腔

40 共振腔 50 遮擋件

61 齒條 62 齒輪殼體

63 齒輪 70 進(jìn)氣管

80 出氣管

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本公開(kāi)的具體實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的具體實(shí)施方式僅用于說(shuō)明和解釋本公開(kāi)，并不用于限制本公開(kāi)。

在本公開(kāi)中，在未作相反說(shuō)明的情況下，使用的方位詞如“上、下”通常是指相應(yīng)附圖圖面方向的上、下；“內(nèi)、外”是指各部件相對(duì)于其自身輪廓的內(nèi)、外。

如圖1至圖3所示，根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)方面，提供一種消聲器，包括消聲器殼體10、隔板20、進(jìn)氣管70和出氣管80，消聲器殼體10限定有內(nèi)部腔室，隔板20設(shè)置在該內(nèi)部腔室中并將該內(nèi)部腔室分隔成擴(kuò)張腔30和共振腔40，隔板20上設(shè)有多個(gè)通孔21，進(jìn)氣管70和出氣管80均連通擴(kuò)張腔30，再氣體經(jīng)進(jìn)氣管70流入擴(kuò)張腔30，經(jīng)出氣管80排出。

發(fā)動(dòng)機(jī)排出的高溫高壓氣體通過(guò)進(jìn)氣管70進(jìn)入消聲器內(nèi)部的擴(kuò)張腔30時(shí)，擴(kuò)張腔30利用管道聲學(xué)中管道截面積的突變?cè)斐陕晫W(xué)阻抗的變化，消除氣體的中頻噪聲；并且，氣體進(jìn)入擴(kuò)張腔30時(shí)，與共振腔40的中心共振頻率相同的排氣噪聲會(huì)被共振腔40所攔截，在共振腔40內(nèi)形成駐波而產(chǎn)生共振，從而消掉此頻率的排氣噪聲。

其中，共振腔40的中心共振頻率為：式中，C代表聲速，Sc代表通孔的總導(dǎo)通面積，V代表共振腔容積，lc代表隔板厚度。

作為本公開(kāi)的主要發(fā)明構(gòu)思，如圖1至圖3所示，本公開(kāi)的消聲器還包括遮擋件50和擋板位置調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，遮擋件50貼設(shè)在隔板20上以遮擋通孔21，擋板位置調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)用于驅(qū)動(dòng)遮擋件50在隔板20上移動(dòng)，以改變通孔21的導(dǎo)通數(shù)量。

本公開(kāi)的消聲器通過(guò)調(diào)節(jié)遮擋件50的位置以改變通孔21的導(dǎo)通數(shù)量，從而改變通孔21的總導(dǎo)通面積，實(shí)現(xiàn)了消聲器的消聲頻率可調(diào)節(jié)。這里，通孔21的總導(dǎo)通面積等于通孔21的導(dǎo)通數(shù)量乘以通孔21的孔徑。通孔21的孔徑和數(shù)量可以根據(jù)實(shí)際需要設(shè)定，例如，通孔21的孔徑可以為3～5mm。

在本公開(kāi)中，作為一種實(shí)施方式，如圖1至圖3所示，遮擋件50可以完全位于消聲器殼體10的內(nèi)部，并且該遮擋件50的尺寸小于隔板20的尺寸。作為另一種實(shí)施方式，消聲器殼體10上可以設(shè)有槽孔，槽孔的周?chē)梢栽O(shè)有密封圈，遮擋件50可以穿過(guò)該槽孔并與該密封圈緊密貼合。

在本公開(kāi)中，遮擋件50可以在隔板20上做任意適當(dāng)形式的運(yùn)動(dòng)，例如，平移、旋轉(zhuǎn)或鐘擺運(yùn)動(dòng)。

在本公開(kāi)中，多個(gè)通孔21可以以各種適當(dāng)?shù)姆绞脚挪几舭?0上，例如排布成圓形，橢圓形、三角形等。作為一種實(shí)施方式，如圖1和圖2所示，多個(gè)通孔21呈矩陣排列，遮擋件50能夠沿通孔矩陣的長(zhǎng)度方向L或?qū)挾确较騑移動(dòng)。

遮擋件50可以具有各種適當(dāng)?shù)男螤?。作為一種實(shí)施方式，如圖1和圖2所示，遮擋件50呈矩形板狀，遮擋件50的長(zhǎng)度方向與所述通孔矩陣的長(zhǎng)度方向L平行，遮擋件50的長(zhǎng)度小于所述通孔矩陣的長(zhǎng)度，遮擋件50的寬度等于或大于所述通孔矩陣的寬度。在這種情況下，當(dāng)遮擋件50沿著所述通孔矩陣的長(zhǎng)度方向L或?qū)挾确较騑移動(dòng)時(shí)，通孔21的數(shù)量呈階梯增長(zhǎng)或下降。

為了保證遮擋件50有足夠的運(yùn)動(dòng)空間以將所有的通孔21都敞開(kāi)。作為一種實(shí)施方式，如圖1和圖2所示，消聲器殼體10大體呈長(zhǎng)方體形狀，隔板20大體呈矩形，所述通孔矩陣的長(zhǎng)度方向L與隔板20的長(zhǎng)度方向平行，所述通孔矩陣位于隔板20的沿其長(zhǎng)度方向的對(duì)稱(chēng)軸A-A的一側(cè)，所述擋板位置調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)遮擋件50沿所述通孔矩陣的寬度方向W上下移動(dòng)。

當(dāng)遮擋件50處于圖1所示的下極限位置時(shí)，被遮擋件50遮擋的通孔21的數(shù)量最多，通孔21的導(dǎo)通數(shù)量最少，通孔21的總導(dǎo)通面積最小，共振腔40的中心共振頻率最低；在遮擋件50從圖1所示的下極限位置沿所述通孔陣列的寬度方向W向上移動(dòng)的過(guò)程中，通孔21的導(dǎo)通數(shù)量逐漸增多，通孔21的總導(dǎo)通面積逐漸增大，共振腔40的中心共振頻率升高；當(dāng)遮擋件50處于圖2所示的上極限位置時(shí)，被遮擋件50遮擋的通孔21的數(shù)量為零，所有的通孔21都導(dǎo)通，通孔21的總導(dǎo)通面積最大，共振腔40的中心共振頻率最高。

在本公開(kāi)中，所述擋板位置調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)可以具有各種適當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)。作為一種實(shí)施方式，如圖1至圖4所示，所述擋板位置調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)可以包括齒條61、齒輪殼體62、齒輪63、電機(jī)和電機(jī)控制器(均未示出)，齒條61固定在遮擋件50上，齒輪63設(shè)置在齒輪殼體62中，齒條61穿過(guò)齒輪殼體62并與齒輪63相嚙合，電機(jī)控制器控制電機(jī)驅(qū)動(dòng)齒輪63轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而通過(guò)齒條61帶動(dòng)遮擋件50在隔板20上移動(dòng)。這里，齒輪殼體62能夠防止齒條61從齒輪63上脫開(kāi)，保證二者始終處于嚙合狀態(tài)。

為了避免對(duì)消聲器的性能造成影響，優(yōu)選地，如圖1至圖3所示，齒輪殼體62、電機(jī)和電機(jī)控制器均設(shè)置在消聲器殼體10的外部，齒條61的一端與遮擋件50固定，另一端穿過(guò)消聲器殼體10以與齒輪63相嚙合。

對(duì)于圖1至圖3示出實(shí)施方式，首先可以計(jì)算得到不同擋板高度時(shí)消聲器的中心共振頻率，再擬合出該頻率隨擋板高度變化的公式，確定頻率與擋板高度兩者之間的關(guān)系，并根據(jù)此關(guān)系設(shè)定電機(jī)控制器。實(shí)際應(yīng)用中，根據(jù)需要發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速以及轉(zhuǎn)速與噪聲頻率之間的倍頻關(guān)系，電機(jī)控制器根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的當(dāng)前轉(zhuǎn)速控制電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，電機(jī)驅(qū)動(dòng)齒輪63，齒輪63帶動(dòng)齒條61及遮擋件50上下移動(dòng)，從而改變通孔21的總導(dǎo)通面積，使得消聲器的共振腔40的中心共振頻率正好位于目標(biāo)噪聲頻率處，這樣既可獲得在目標(biāo)噪聲頻率處最好的消聲效果。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速變化時(shí)，消聲器隨之調(diào)節(jié)遮擋件50的高度，即可使得該消聲器一直保持在良好的消聲效果狀態(tài)。發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速信息可以來(lái)自車(chē)輛ECU。

作為另一種實(shí)施方式，可以在消聲器殼體10內(nèi)部設(shè)置氣壓傳感器，電機(jī)控制器根據(jù)該氣壓傳感器測(cè)得的壓力值控制電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，電機(jī)驅(qū)動(dòng)齒輪63，齒輪63帶動(dòng)齒條61及遮擋件50上下移動(dòng)，從而改變通孔21的總導(dǎo)通面積，使得消聲器的共振腔40的中心共振頻率正好位于目標(biāo)噪聲頻率處。

此外，針對(duì)上述各實(shí)施方式，可以進(jìn)一步優(yōu)化。具體地，消聲器殼體10可以包括內(nèi)殼11和外殼12，并在內(nèi)殼11和外殼12之間填充隔熱材料13，如圖3所示，擴(kuò)張腔30和共振腔40均位于內(nèi)殼11的內(nèi)部。如此設(shè)計(jì)的消聲器形成雙層結(jié)構(gòu)，可以降低消聲器外表面振動(dòng)而產(chǎn)生的二次輻射噪聲。此外，高溫氣體通過(guò)消聲器時(shí)，消聲器內(nèi)部溫度會(huì)升高，并將熱量傳遞至殼體的外壁。顯然，將消聲器殼體10設(shè)計(jì)為雙層絕熱結(jié)構(gòu)后，可以降低殼體外壁的溫度，避免人體燙傷，提高安全系數(shù)。內(nèi)殼11和外殼12之間填充的隔熱材料可以是隔熱石棉，也可以是隔熱泡沫，或者其他具有隔熱功能的材料。

另外，如圖3所述，內(nèi)殼11上可以設(shè)置吸聲小孔14，吸聲小孔14的孔壁可以采用阻尼吸聲材料制成。這樣，當(dāng)氣體進(jìn)入內(nèi)殼11后，吸聲小孔14也可以在一定程度上降低氣體噪聲。

除了上述消聲器，本公開(kāi)還提供一種車(chē)輛，包括排氣管路，該排氣管路上串聯(lián)有根據(jù)上述任一實(shí)施方式所述的消聲器。

以上結(jié)合附圖詳細(xì)描述了本公開(kāi)的優(yōu)選實(shí)施方式，但是，本公開(kāi)并不限于上述實(shí)施方式中的具體細(xì)節(jié)，在本公開(kāi)的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)，可以對(duì)本公開(kāi)的技術(shù)方案進(jìn)行多種簡(jiǎn)單變型，這些簡(jiǎn)單變型均屬于本公開(kāi)的保護(hù)范圍。

另外需要說(shuō)明的是，在上述具體實(shí)施方式中所描述的各個(gè)具體技術(shù)特征，在不矛盾的情況下，可以通過(guò)任何合適的方式進(jìn)行組合。為了避免不必要的重復(fù)，本公開(kāi)對(duì)各種可能的組合方式不再另行說(shuō)明。

此外，本公開(kāi)的各種不同的實(shí)施方式之間也可以進(jìn)行任意組合，只要其不違背本公開(kāi)的思想，其同樣應(yīng)當(dāng)視為本公開(kāi)所公開(kāi)的內(nèi)容。