阻燃耐腐蝕復(fù)合材料汽車消音器及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明是一種阻燃耐腐蝕復(fù)合材料汽車消音器及其制備方法。該消音器主要由三棱柱形金屬骨架、蒙皮(9)組成，其中：蒙皮(9)是雙層輕質(zhì)耐腐復(fù)合材料蒙皮，其包裹三棱柱形金屬骨架的三個側(cè)面與端蓋(7)形成封閉的腔體(1)；金屬進氣管(3)、金屬排氣管(4)分別與焊接在腔體(1)里的多孔管(2)連接在一起，它們從端蓋的孔插入到隔板(8)的對應(yīng)孔中，并與該對應(yīng)孔焊接固定；端蓋的三個角上均焊接有金屬掛鉤(5)。該消音器包括三棱柱金屬骨架的制備、用蒙皮(9)包裹三棱柱形金屬骨架和金屬掛鉤(5)的焊接步驟。本發(fā)明可以提高消音器的消音效果及耐高溫尾氣腐蝕能力，同時有效提高消音器使用壽命，減輕消音器重量，減少能耗。
【專利說明】阻燃耐腐蝕復(fù)合材料汽車消音器及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種消音器，特別是一種阻燃耐腐蝕復(fù)合材料汽車消音器。

【背景技術(shù)】
[0002]汽車的噪聲主要來自于發(fā)動機的排氣噪音，若不加消音器汽車的噪聲可以高達90-100分貝，使用了消音器能降低20-40分貝的噪音。汽車消音器對于降低汽車噪音，有效排除高溫尾氣有重要的作用。然而由于汽車尾氣的溫度高達120攝氏度，冷凝后的水和尾氣對消音器腔體有強烈的腐蝕性。目前為提高耐腐蝕性，一般使用成本較高且耐腐蝕性一般的鍍鋅鋼作蒙皮，而且其與端蓋的連接需要復(fù)雜的焊接，從而影響腔體的氣密性，降低了消音器的降噪功能。
[0003]復(fù)合材料擁有良好的耐腐蝕性能，如環(huán)氧玻璃鋼能耐50%濃硫酸的長期浸泡，浸泡I年后結(jié)構(gòu)強度保持率在90%以上?，F(xiàn)在大部分的火力發(fā)電場將原來的鐵制煙囪換為更加耐高溫腐蝕性煙氣的玻璃鋼煙囪，玻璃鋼煙囪進氣段可長期在120-200°C的溫度下工作，使用壽命長達25-35年。玻璃鋼由樹脂和纖維復(fù)合在一起，使其擁有優(yōu)良的減震性能，能有效的降震減噪。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所解決的技術(shù)問題是:提供一種阻燃耐腐蝕復(fù)合材料汽車消音器及其制備方法，以克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷。
[0005]本發(fā)明解決其技術(shù)問題采用以下的技術(shù)方案:
[0006]本發(fā)明提供的阻燃耐腐蝕復(fù)合材料汽車消音器，其主要由三棱柱形金屬骨架、蒙皮組成，其中:蒙皮是雙層輕質(zhì)耐腐復(fù)合材料蒙皮，其包裹三棱柱形金屬骨架的三個側(cè)面與端蓋形成封閉的腔體；金屬進氣管、金屬排氣管分別與焊接在腔體里的多孔管連接在一起，它們從端蓋的孔插入到隔板的對應(yīng)孔中，并與該對應(yīng)孔焊接固定；端蓋的三個角上均焊接有金屬掛鉤。
[0007]所述三棱柱形金屬骨架由端蓋、兩個帶孔的支撐板和三根長條扁鋼條焊接而成。
[0008]所述的蒙皮由0.2-0.5mm厚阻燃耐腐蝕內(nèi)層復(fù)合材料和l_5mm厚的結(jié)增強構(gòu)外層復(fù)合材料組成雙層復(fù)合材料蒙皮。
[0009]本發(fā)明提供的阻燃耐腐蝕復(fù)合材料汽車消音器的制備方法，其步驟是:
[0010]I)將三根扁鋼條焊接在端蓋和兩個帶孔的支撐隔板的三個角上，形成三棱柱金屬骨架；
[0011]2)將兩個多孔管分別和進氣管、排氣管焊接在一起，然后將其分別從端蓋孔插入起支撐作用的隔板的對應(yīng)孔中并焊接固定，
[0012]3)用蒙皮包裹三棱柱形金屬骨架的三個側(cè)面與端蓋形成封閉的腔體，蒙皮是用雙層輕質(zhì)耐腐復(fù)合材料制成；
[0013]4)用3-5層纖維布增強樹脂纏繞在蒙皮和端蓋的連接處；
[0014]5)在端蓋的三個角上均焊接有金屬掛鉤。
[0015]上述方法中，可以將三根扁鋼條和端蓋與蒙皮的連接處作表面噴砂前處理。
[0016]上述方法中，可以將三棱柱形金屬骨架的內(nèi)表面涂附一層防腐耐500°C高溫的樹脂。
[0017]上述方法中，所述樹脂可以由酚醛樹脂、呋喃樹脂、酚醛環(huán)氧樹脂、環(huán)氧樹脂中的一種或幾種，并添加樹脂質(zhì)量分數(shù)0-20%的阻燃填料組合而成。
[0018]上述方法中，所述的纖維可以包括玻璃纖維、碳纖維、玄武巖纖維、石英纖維中的一種，或幾種纖維制品。
[0019]上述方法中，所述的樹脂可以包括酚醛樹脂、不飽和聚酯樹脂、環(huán)氧樹脂、乙烯基酯樹脂、呋喃樹脂、聚氨酯樹脂。
[0020]上述方法中，所述的蒙皮可以使用手糊工藝或纏繞工藝制作。
[0021]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下的優(yōu)點:
[0022]1.由于采用了耐腐蝕腔體和輕質(zhì)高強的復(fù)合材料蒙皮，故可以能提高消音器的消音效果以及耐高溫尾氣腐蝕能力，經(jīng)測試復(fù)合材料蒙皮，氧指數(shù)高達38，拉伸強度300Mpa，經(jīng)過急冷急熱10度到200度10個周期，不發(fā)生分層現(xiàn)象。
[0023]2.由于采用了耐腐蝕腔體和輕質(zhì)高強的復(fù)合材料蒙皮，故可以有效提高消音器使用壽命，使用壽命延長了 2-3倍，使用壽命為8-10年。
[0024]3.由于采用了耐腐蝕腔體和輕質(zhì)高強的復(fù)合材料蒙皮，故可以減輕消音器重量，重量減輕了 20% _30%，使能耗減少。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]圖1是本發(fā)明耐腐蝕復(fù)合材料汽車消音器的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]圖2是圖1中金屬骨架的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027]圖3是進出氣管和多孔管連接與金屬骨架連接示意圖。
[0028]圖4是雙層復(fù)合材料蒙皮示意圖。
[0029]圖中:1.腔體；2.多孔管；3.金屬進氣管；4.金屬排氣管；5.金屬掛鉤；6.扁鋼條；7.消音器腔端蓋；8.隔板；9.雙層輕質(zhì)耐腐復(fù)合材料蒙皮；10.防腐阻燃功能內(nèi)層；11.結(jié)構(gòu)復(fù)合材料層。

【具體實施方式】
[0030]下面結(jié)合實施例和附圖對本發(fā)明作進一步說明。
[0031]本發(fā)明提供的阻燃耐腐蝕復(fù)合材料汽車消音器，其結(jié)構(gòu)如圖1和圖3所示，主要由三棱柱形金屬骨架、雙層輕質(zhì)耐腐復(fù)合材料蒙皮9組成，其中:復(fù)合材料蒙皮包裹三棱柱形金屬骨架的三個側(cè)面與消音器腔端蓋7 (簡稱端蓋)形成封閉腔體I。金屬進氣管3、金屬排氣管4分別與多孔管2連接在一起從端蓋7的孔插入到起支撐作用的隔板8的對應(yīng)孔中，并與其焊接固定。端蓋7的三個角上均焊接有金屬掛鉤5。
[0032]所述三棱柱形金屬骨架，其結(jié)構(gòu)如圖2所示，由兩個標準帶孔的金屬材質(zhì)的消音器腔端蓋7、兩個標準金屬三孔隔板8 (簡稱隔板)和三根扁鋼條6組成，其中:兩個端蓋7分布在三根扁鋼條6的兩端，兩個隔板8在兩個端蓋7之間，將三棱柱分為三個部分，每根扁鋼條6焊接在端蓋7和支撐板的三個角上。
[0033]所述三棱柱形金屬骨架，三根扁鋼條6和端蓋7與復(fù)合材料連接處作表面噴砂前處理。
[0034]所述三棱柱形金屬骨架內(nèi)表面涂覆一層阻燃耐腐蝕樹脂層，樹脂涂層耐500°C高溫。
[0035]所述雙層輕質(zhì)耐腐復(fù)合材料蒙皮9，其結(jié)構(gòu)如圖4所示，由阻燃耐腐蝕樹脂浸潰的玻璃纖維方格布繞金屬三棱柱的三根扁鋼條6的外部形成防腐阻燃功能內(nèi)層10，由阻燃耐腐蝕樹脂浸潰的玻璃纖維方格布繞在防腐阻燃功能內(nèi)層外形成結(jié)構(gòu)復(fù)合材料層11，經(jīng)加熱固化后形成雙層輕質(zhì)耐腐復(fù)合材料蒙皮9。
[0036]所述雙層輕質(zhì)耐腐復(fù)合材料蒙皮9和端蓋7，其連接處用3-5層經(jīng)樹脂浸潰后的玻璃纖維布纏繞，以增強連接處的牢固作用。
[0037]上述阻燃耐腐蝕復(fù)合材料汽車消音器，其制備過程是:將扁鋼條截成寬1mm厚2mm長500mm的定長鋼條；然后用300目的碳化娃砂對扁鋼條和金屬端蓋與復(fù)合材料連接處作表面噴砂處理；接著將三根處理后的扁鋼條焊接在兩個帶孔三角端蓋和兩個支撐板的三個角上，兩個端蓋分布在鋼條兩端，兩個支撐隔板在兩端蓋之間與鄰近端蓋距離為100mm。;焊接后將扁鋼條表面和焊接處涂覆一層耐500°C高溫的阻燃耐腐蝕酚醛樹脂層；將進氣管排氣管分別與多孔管連接在一起從相應(yīng)端蓋孔插入支撐隔板對應(yīng)孔中并與其焊接固定如圖；在三棱柱形金屬骨架側(cè)面繞金屬三棱柱的三根鋼條鋪附0.6mm厚的阻燃耐腐酚醛樹脂浸潰的玻璃纖維方格布形成防腐阻燃功能內(nèi)層，繞內(nèi)層鋪附2mm厚的環(huán)氧樹脂浸潰玻璃纖維方格布形成結(jié)構(gòu)層，加熱固化形成復(fù)合材料蒙皮。緊接著在內(nèi)層蒙皮上手糊2mm厚的纖維增強樹脂復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)層形成蒙皮外層；最后將金屬掛鉤6焊接在腔體端蓋相應(yīng)位置。
[0038]在上述附圖及實施例中已經(jīng)描述了本發(fā)明的一些示例性實施方案，但是這些實施方案只是對廣義發(fā)明進行舉例說明，本發(fā)明并不限于所述的具體實例，凡是不違背本發(fā)明所述實質(zhì)的各種變型，均應(yīng)為該發(fā)明請求保護的范疇。
【權(quán)利要求】
1.一種阻燃耐腐蝕復(fù)合材料汽車消音器，其特征在于主要由三棱柱形金屬骨架、蒙皮(9)組成，其中:蒙皮(9)是雙層輕質(zhì)耐腐復(fù)合材料蒙皮，其包裹三棱柱形金屬骨架的三個側(cè)面與端蓋(7)形成封閉的腔體(I);金屬進氣管(3)、金屬排氣管(4)分別與焊接在腔體(I)里的多孔管(2)連接在一起，它們從端蓋(7)的孔插入到隔板(8)的對應(yīng)孔中，并與該對應(yīng)孔焊接固定；端蓋(7)的三個角上均焊接有金屬掛鉤(5)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的阻燃耐腐蝕復(fù)合材料汽車消音器，其特征在于:所述三棱柱形金屬骨架由端蓋(7)、兩個帶孔的支撐板和三根長條扁鋼條焊接而成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的阻燃耐腐蝕復(fù)合材料汽車消音器，其特征在于:蒙皮(9)由0.2-0.5mm厚阻燃耐腐蝕內(nèi)層復(fù)合材料和l_5mm厚的結(jié)增強構(gòu)外層復(fù)合材料組成雙層復(fù)合材料蒙皮。
4.一種阻燃耐腐蝕復(fù)合材料汽車消音器的制備方法，其特征在于: 1)三棱柱金屬骨架的制備:將三根扁鋼條焊接在端蓋(7)和兩個帶孔的支撐隔板的三個角上，形成三棱柱金屬骨架； 2)將兩個多孔管(2)分別和進氣管(3)、排氣管(4)焊接在一起，然后將其分別從端蓋(7)孔插入起支撐作用的隔板(8)的對應(yīng)孔中并焊接固定， 3)用蒙皮(9)包裹三棱柱形金屬骨架的三個側(cè)面與端蓋(7)形成封閉的腔體(1)，蒙皮(9)是用雙層輕質(zhì)耐腐復(fù)合材料制成； 4)用3-5層纖維布增強樹脂纏繞在蒙皮(9)和端蓋(7)的連接處； 5)在端蓋(7)的三個角上均焊接有金屬掛鉤(5)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于:三根扁鋼條和端蓋(7)與蒙皮(9的連接處作表面噴砂前處理。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于:三棱柱形金屬骨架的內(nèi)表面涂附有一層防腐耐500°C高溫的樹脂。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于:所述樹脂由酚醛樹脂、呋喃樹脂、酚醛環(huán)氧樹脂、環(huán)氧樹脂中的一種或幾種，并添加樹脂質(zhì)量分數(shù)0-20%的阻燃填料組合而成。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于:所述的纖維包括玻璃纖維、碳纖維、玄武巖纖維、石英纖維中的一種，或幾種纖維制品。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于:所述的樹脂包括酚醛樹脂、不飽和聚酯樹脂、環(huán)氧樹脂、乙烯基酯樹脂、呋喃樹脂、聚氨酯樹脂。
10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于:所述的蒙皮(9)使用手糊工藝或纏繞工藝制作。
【文檔編號】F01N13/00GK104265434SQ201410378778
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年8月1日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月1日
【發(fā)明者】楊小利, 王鈞, 段華軍, 蔡浩鵬, 王翔, 徐任信, 劉圖遠, 王俊鵬, 陳威, 胡濤 申請人:武漢理工大學(xué)