大功率柴油機單節突變截面管式消聲器的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種大功率柴油機單節突變截面管式消聲器，屬于柴油機制造技術 領域。
【背景技術】
[0002] 目前大功率柴油機普遍采用單節突變截面管式消聲器，由進氣通道、擴張室和排 氣通道構成，通過擴張室結構來降低聲波聲壓，并使聲波產生反射和透射，以達到降低噪聲 的目的，見附圖1。對于這種結構的消聲器，擴張室的長度及各通道與擴張室截面積比值對 于消聲器的消聲效果至關重要，簡單地加大擴張室的長度和擴張室的截面積并不一定能帶 來好的消聲效果。尤其是當擴張室長度為噪聲二分之一波長的整數倍時，消聲器的消聲量 反而還會為零；而截面積過大的擴張室則會產生高頻失效現象，同樣也會使消聲量顯著降 低（見《噪聲控制工程的設計與計算》92頁，智乃剛、許亞芬編著，水利電力出版社，1994年 12月第一版）。因此如何選取擴張室的長度及各截面積比的最佳數值一直是困擾本技術領 域的難題。
【發明內容】
[0003] 本發明的目的就是克服上述現有技術之不足，提供一種大功率柴油機單節突變截 面管式消聲器，可達最佳消聲效果。
[0004] 本發明的目的是這樣實現的：一種大功率柴油機單節突變截面管式消聲器，由進 氣通道、擴張室和排氣通道構成，其特征在于其進氣通道橫斷截面積S 1、擴張室橫斷截面積 S2、排氣通道橫斷截面積S3及擴張室長度1須同時滿足：
[0009] 式中：C-排氣聲速m/s，f-排氣頻率中對噪聲影響較大的頻率，η-排氣通道個數， m-奇數，W-零或正整數。
[0010] 本發明的技術方案，用四個數學表達式準確決定突變截面管式消聲器各結構尺寸 因素，可實現最大消聲量，達到最佳消聲效果，避免了消聲器設計過程的盲目性，省去了大 量復雜繁瑣的試算工作量。
【附圖說明】
[0011] 圖1為大功率突變截面管式消聲器結構原理示意圖。
[0012] 圖中標記為：1_進氣通道；2-擴張室；3-排氣通道組。
【具體實施方式】
[0013] 為使本發明實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本發明實施例 中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是 本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員 在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。
[0014] 實施例一
[0015] 柴油機的給定排氣條件是：排氣口截面積為0. 28平方米，排氣頻率中對噪聲影響 較大的頻率f = 800Hz，排氣聲速c = 528米/秒，排氣氣流速度為10米/秒，排氣流量為 13880立方米/小時。根據給定條件確定消聲器的進氣通道橫斷截面積S 1、擴張室橫斷截 面積S2、排氣通道橫斷截面積S3及擴張室長度1。
[0016] 第一步：確定消聲器的進氣通道橫斷截面積S1。取柴油機排氣口截面積為消聲器 的進氣通道橫斷截面積，即
[0017] S1= 0. 28m2
[0018] 第二步：確定消聲器的擴張室橫斷截面積S2。將相關數值代入公式（1)
[0019]
[0020] 第三步：確定排氣通道橫斷截面積S3。考慮到柴油機排氣氣流速度為10米/秒， 排氣流量為13880立方米/小時，選取通道個數為4,將相關數值代入公式（2)
[0021]
[0022] 第四步：確定擴張室長度1。將相關數值代入公式（3)，取m = 1 :
[0023]
[0024] 將相關數值代入公式（4)，取w為0時，不等式右側數值為最小
[0025]
[0026] 此時不等式仍成立。
[0027] 最后，確定此消聲器的進氣通道橫斷截面積S1= 0. 28m2、擴張室橫斷截面積取兩 位小數S2= 0. 51m 2、排氣通道橫斷截面積S3= 0. 1278m 2、擴張室長度I = 165mm。經試驗 得出實際最大消聲量為6. 5dB。
[0028] 實施例二
[0029] 柴油機的給定排氣條件是：排氣口截面積為0. 05平方米，排氣頻率對噪聲影響較 大的頻率f = 800Hz，排氣聲速c = 229米/秒，排氣氣流速度為10米/秒，排氣流量為 7770立方米/小時。根據給定條件確定消聲器的進氣通道橫斷截面積S 1、擴張室橫斷截面 積S2、排氣通道橫斷截面積S3及擴張室長度1。
[0030] 第一步：確定消聲器的進氣通道橫斷截面積S1。取柴油機排氣口截面積為消聲器 的進氣通道橫斷截面積，即
[0031] S1= 0. 05m2
[0032] 第二步：確定消聲器的擴張室橫斷截面積S2。將相關數值代入公式（1)
[0033]
[0034] 第三步：確定排氣通道橫斷截面積S3。考慮到柴油機排氣氣流速度為10米/秒， 排氣流量為7770立方米/小時，選取通道個數為3,將相關數值代入公式（2)
[0035]
[0036] 第四步：確定擴張室長度1。將相關數據代入公式（3)，取m = 1
[0037]
[0038] 將相關數值代入公式（4)，取w為0時，不等式右側數值為最小
[0039]
[0040] 此時不等式仍成立。
[0041] 最后，確定此消聲器的進氣通道橫斷截面積S1= 0. 05m2、擴張室橫斷截面積S2 = 0. 096m2、排氣通道橫斷截面積S3= 0. 032m2、擴張室長度1 = 71. 56mm。經試驗得出實際最 大消聲量為4.4dB。
[0042] 最后應說明的是：以上實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對其限制；盡 管參照前述實施例對本發明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然 可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替 換；而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本發明各實施例技術方案的精 神和范圍。
【主權項】
1. 一種大功率柴油機單節突變截面管式消聲器，由進氣通道、擴張室和排氣通道構成， 其特征在于其進氣通道橫斷截面積Si、擴張室橫斷截面積s2、排氣通道橫斷截面積s3及擴 張室長度1須同時滿足：式中：C-排氣聲速m/s，f-排氣頻率中對噪聲影響較大的頻率，n-排氣通道個數，m-奇 數，w-零或正整數。
【專利摘要】本發明的大功率柴油機單節突變截面管式消聲器，由進氣通道、擴張室和排氣通道構成，其進氣通道橫斷截面積S1、擴張室橫斷截面積S2、排氣通道橫斷截面積S3及擴張室長度l同時滿足：<maths num="0001"></maths>式中：c-排氣聲速m/s，f-排氣頻率中對噪聲影響較大的頻率，n-排氣通道個數，m-奇數，w-零或正整數。可實現最大消聲量，達到最佳消聲效果，避免了消聲器設計過程的盲目性，省去了大量復雜繁瑣的試算工作量。
【IPC分類】F01N1/02, F02M35/12
【公開號】CN105019983
【申請號】CN201510363571
【發明人】姜旭龍, 張勵, 邢淑梅, 姜世峰, 蘇健
【申請人】中國北車集團大連機車車輛有限公司
【公開日】2015年11月4日
【申請日】2015年6月26日