消聲元件的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種消聲元件，包括具有進氣管和出氣管的擴張腔，其特征是所述擴張腔呈圓柱狀，擴張腔的兩端分別設有將其端部封閉的上端蓋和下端蓋，所述上端蓋上設有進氣管，所述下端蓋上設有出氣管；所述擴張腔上設有與其連通的四分之一波長管。擴張腔與四分之一波長管共同作用，穩(wěn)定空壓機進氣脈動，有效減弱空壓機進氣脈動對整車進氣系統(tǒng)激勵，有效發(fā)揮擴張腔寬頻消聲、穩(wěn)壓能力，抑制系統(tǒng)空腔的耦合共振。同時規(guī)避擴張腔頻率選擇能力差、高的消聲幅值需要大的容積來實現(xiàn)等缺點。
【專利說明】消聲元件
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種消聲元件，特別是涉及一種空壓機用進氣消聲元件。
【背景技術】
[0002]目前客車及卡車通常采用空壓機作為整車氣壓制動氣源，考慮到空壓機的可靠性及布置的方便，通常將空壓機進氣系統(tǒng)與柴油機共用一套進氣系統(tǒng)，雖節(jié)省了空間但也埋下了產(chǎn)生再生噪聲的隱患。空壓機作為整車氣壓制動主要氣源，是整車重要部件之一，空壓機運行時進排氣閥片的拍擊、齒輪嚙合均會產(chǎn)生噪聲，尤以進氣脈沖噪聲為重，特別是空壓機進氣脈沖與柴油機進氣系統(tǒng)產(chǎn)生耦合時更為嚴重。該噪聲既存在窄頻噪聲，也有寬頻噪聲成分，特別是在怠速時尤為嚴重，會使整車進氣系統(tǒng)產(chǎn)生嚴重“嘟嘟”異響。重新匹配整車進氣系統(tǒng)周期較長，往往會因為多種原因無法實施，而在空壓機進口加裝諧振穩(wěn)壓消聲元件簡單可行，為多數(shù)廠家所采用，如奔馳、MAN、斯堪尼亞等。
[0003]由于空壓機工作特性和整車匹配空間限制，要求空壓機進氣諧振元件結構緊湊且易安裝、聲學性能高、有頻帶選擇性、背壓損失小且有穩(wěn)壓功能等，如擴張腔(即具有一定容積的諧振腔)、四分之一波長管(即長度為消聲頻率對應波長長度的四分之一、末端封閉的剛性管道)、亥姆赫茲共振腔等諧振元件最為常用。
[0004]擴張腔主要由進出管和中間膨脹腔組成，聲波由進口進入膨脹腔，截面積的不同引起聲阻抗變化，一部分入射波就會被反射回原來聲源，抑制聲波的向外傳播，而起到消聲作用；同時大的容積降低氣流流速，減弱氣流脈動，從而起到穩(wěn)壓作用。擴張腔的容積直接影響其穩(wěn)壓性能、消聲性能、消聲頻率等。擴張腔設計簡單、消聲頻帶寬、穩(wěn)壓功能強，但頻帶選擇性差、容積大、背壓損失高。
[0005]四分之一波長管為一端開口另一端封閉的剛性管道，聲波從管道入口端發(fā)射出來，傳播到尾端，由于末端封閉使得其聲阻抗趨于無窮，聲波被全部反彈回來，再向入口端傳播，某些頻段聲波在入口端形成駐波節(jié)點使入口位置聲壓為0，以此達到該頻段的消聲功能。四分之一波長管具有設計簡單、容積小、易布置、背壓損失小、頻帶選擇能力強等特點，但也存在穩(wěn)壓功能弱、頻帶消聲能力差等缺點。
[0006]亥姆赫茲共振腔與四分之一波長管相當更類似于動力減振器。由具有一定容積的空腔和聲波導管組成，聲波導管中空氣類似于活塞，具有一定聲質量；密閉空腔類似于空氣彈簧，具有一定聲順，二者組成一共振系統(tǒng)，當聲波頻率與該系統(tǒng)固有頻率一致時，在聲波的作用下聲波導管中空氣產(chǎn)生振動，摩擦阻尼使得一部分聲能轉換為熱能耗散。其消聲頻率、消聲幅值等與亥姆赫茲共振腔容積、聲波導管截面積、聲波導管長度直接相關，雖具有設計簡單、背壓損失小、頻帶選擇性強，但也存在容積較大、穩(wěn)壓功能弱、頻帶消聲能力差等缺點。
[0007]目前多采用單一諧振結構，往往顧此失彼，無法在很好的顧及安裝空間情況下保證好的聲學性能、穩(wěn)壓功能及低的背壓損失。
【發(fā)明內容】

[0008]本實用新型要解決的技術問題是提供一種能有效發(fā)揮擴張腔寬頻消聲、穩(wěn)壓能力的優(yōu)點，同時規(guī)避擴張腔頻率選擇能力差、高的消聲幅值需要大的容積來實現(xiàn)等缺點的消聲元件。
[0009]為解決上述技術問題，本實用新型包括具有進氣管和出氣管的擴張腔，其特征是所述擴張腔呈圓柱狀，擴張腔的兩端分別設有將其端部封閉的上端蓋和下端蓋，所述上端蓋上設有進氣管，所述下端蓋上設有出氣管；所述擴張腔上設有與其連通的四分之一波長管。
[0010]所述四分之一波長管呈螺旋狀繞裝在擴張腔的外表面。
[0011]所述四分之一波長管的開口端連接在進氣管上。
[0012]所述進氣管上連通有第一四分之一波長管，出氣管上連通有第二四分之一波長管，兩四分之一波長管的封閉端連接將兩四分之一波長管連為一體，所述第一四分之一波長管和第二四分之一波長管的長度與波長長度相適應。
[0013]所述擴張腔的側部設有開孔，開孔上連接有三通接頭，三通接頭另外兩接頭分別連接有第一四分之一波長管和第二四分之一波長管，所述第一四分之一波長管和第二四分之一波長管的長度與波長長度相適應。
[0014]所述上端蓋或/和下端蓋上設有用于固定四分之一波長管的夾子。
[0015]采用上述結構后，以擴張腔上設有三通接頭的結構為例進行說明，空壓機開始運行時，氣體及聲波同時進入擴張腔，并經(jīng)三通接頭進入第一四分之一波長管和第二四分之一波長管；聲波被第一四分之一波長管、第二四分之一波長管封閉端反射回到擴張腔開孔處，由于相位相反與擴張腔中同樣頻率的聲波相互抵消，消除對應的窄頻噪聲，擴張腔消除其余頻段噪聲。擴張腔與第一四分之一波長管、第二四分之一波長管共同作用，穩(wěn)定空壓機進氣脈動，有效減弱空壓機進氣脈動對整車進氣系統(tǒng)激勵，有效發(fā)揮擴張腔寬頻消聲、穩(wěn)壓能力，抑制系統(tǒng)空腔的耦合共振。同時規(guī)避擴張腔頻率選擇能力差、高的消聲幅值需要大的容積來實現(xiàn)等缺點。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]下面結合附圖及【具體實施方式】對本實用新型作進一步詳細說明:
[0017]圖1為本實用新型的結構示意圖；
[0018]圖2為本實用新型的剖視示意圖；
[0019]圖3為本實用新型的組裝示意圖；
[0020]圖4為本實用新型的組裝示意圖的立體圖；
[0021]圖5為擴張腔的結構示意圖；
[0022]圖6為四分之一波長管與端蓋連接的示意圖。
【具體實施方式】
[0023]如圖1至圖6所示，本實用新型以擴張腔上設有三通接頭的實施例進行說明，消聲元件包括具有進氣管I和出氣管5的擴張腔4，使用時進氣管I與空氣濾清器連接，出氣管5與空壓機進氣口連接，擴張腔4呈圓柱狀，擴張腔4的兩端分別設有將其端部封閉的上端蓋6和下端蓋7，上端蓋6上設有與擴張腔4連通的進氣管1，下端蓋7上設有與擴張腔4連通的出氣管5。擴張腔4的側部設有開孔9，開孔9上連接有三通接頭8，三通接頭8另外兩接頭分別連接有第一四分之一波長管2和第二四分之一波長管3，采用三通接頭8將擴張腔4和波四分之一長管連接，便于四分之一波長管的更換。第一四分之一波長管2和第二四分之一波長管3的長度與波長長度相適應，第一四分之一波長管2和第二四分之一波長管3的長度分別根據(jù)擴張腔4內聲波的頻帶進行選擇，擴張腔4上開孔9的位置根據(jù)兩四分之一波長管的長度來調整設置。第一四分之一波長管2和第二四分之一波長管3均呈螺旋狀繞裝在擴張腔4的外表面，四分之一波長管的螺旋內徑與擴張腔4的外徑相適應，使波長管可以很好的套裝在擴張腔4的外表面，且此種結構安裝方便、結構緊湊、節(jié)省空間。上端蓋6對應第一四分之一波長管2設有夾子11，下端蓋7對應第二四分之一波長管3也設有夾子11，本實施例中的夾子11為剛性的扁平帶，扁平帶裹住四分之一波長管的末端，然后將扁平帶的兩自由端通過螺栓10分別固定在上、下端蓋(6，7)上。夾子11也可使用與四分之一波長管外徑相適應的卡箍等其他管件固定裝置。
[0024]此種結構的消聲元件具有以下優(yōu)點:四分之一波長管可用于消除指定頻率噪聲，彌補擴張腔4頻率選擇性；窄頻消聲元件四分之一波長管與寬頻消聲元件擴張腔4有效結合，保證聲學性能；四分之一波長管與擴張腔4結合，保證聲學性能同時大大減小了擴張腔4容積；螺旋狀設置的四分之一波長管與圓柱狀的擴張腔4結合結構緊湊；兩支四分之一波長管提高了諧振元件頻率選擇性能；四分之一波長管與擴張腔4結合保證進氣元件穩(wěn)壓所需容積，并大大提高等容下的聲學性能。
[0025]本實用新型還可以僅設置一支四分之一波長管呈螺旋狀繞裝在擴張腔4的外表面，四分之一波長管的開口端連接在進氣管I上，四分之一波長管的長度也根據(jù)聲波的波長來設置。在上端蓋6上設置用于固定四分之一波長管的夾子，防止四分之一波長管振動影響其端部密封性和消聲性能。
[0026]本實用新型的結構還可為:進氣管I上連通有第一四分之一波長管，出氣管5上連通有第二四分之一波長管，兩波長管的封閉端連接將兩波長管連為一體，此種結構的兩四分之一波長管可通過在一整的波長管中部設置封堵板將其分為兩部分制得，第一四分之一波長管和第二四分之一波長管的長度與波長長度相適應。兩四分之一波長管呈螺旋狀繞裝在擴張腔4的外表面，上端蓋6和下端蓋7上分別設有用于固定四分之一波長管的夾子。
[0027]以上所述僅為本實用新型的優(yōu)選實施例，并不用于限制本實用新型。前述實施例對本實用新型進行了詳細的說明，對于本領域的技術人員來說，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。但凡在本實用新型的發(fā)明構思范圍之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均包含在本實用新型的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種消聲元件，包括具有進氣管(I)和出氣管(5)的擴張腔(4)，所述擴張腔(4)上設有與其連通的四分之一波長管，其特征是所述擴張腔(4)呈圓柱狀，擴張腔(4)的兩端分別設有將其端部封閉的上端蓋(6)和下端蓋(7)，所述上端蓋(6)上設有進氣管(1)，所述下端蓋(7)上設有出氣管(5)，所述四分之一波長管呈螺旋狀繞裝在擴張腔(4)的外表面；當所述四分之一波長管為一根時，所述四分之一波長管的開口端連接在進氣管上；當所述四分之一波長管為二根時，第一四分之一波長管和第二四分之一波長管的長度與波長長度相適應，第一四分之一波長管與進氣管連通，第二四分之一波長管與出氣管連通，兩四分之一波長管的封閉端連接將兩四分之一波長管連為一體；或所述四分之一波長管為二根時，第一四分之一波長管和第二四分之一波長管的長度與波長長度相適應，在擴張腔的側部設有開孔，所述開孔上連接有三通接頭，三通接頭另外兩接頭分別與第一四分之一波長管和第二四分之一波長管連接。
2.根據(jù)權利要求1所述的消聲元件，其特征是所述上端蓋(6)或/和下端蓋(7)上設有用于固定四分之一波長管的夾子(11)。
【文檔編號】F04B39/00GK203717275SQ201320732552
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2013年11月20日 優(yōu)先權日:2013年11月20日
【發(fā)明者】桂建華, 冷振波, 田曉光 申請人:濰柴動力股份有限公司