本实用新型属于消声器领域，特别是一种谐振腔式消声器结构。
背景技术：
发动机进气噪声是由进气阀周期性开闭而产生的压力波动所形成。当进气阀门开启式或关闭时，会引起发动机进气管道中空气压力和速度的波动，这种波动由气门处以压缩波和稀疏波的形式沿管道方向传播，并在管道开口端和关闭的气阀之间产生多次反射，从而产生波动噪声。
在发动机进气系统中，利用一定长度和直径的进气歧管和一定容积的谐振腔可以组成谐振进气系统，当谐振腔的空腔模态和所要消除的频段噪声发生共振，从而引起谐振腔的共振，谐振腔的振动便把该频段的噪声能量消耗掉，从而达到消声的目的。谐振腔在共振频率及其附近有最大的消声量，当偏离共振频率时，消声量将迅速下降，也就是说，谐振腔只在一个狭窄的频率范围内才有较佳的消声性能。谐振腔的容积对谐振腔式消声器的谐振频率有直接影响，增大谐振腔容积，则对应的谐振频率较低，同理，减小谐振箱容积，则对应的谐振频率较高。
现有技术的谐振腔式消声器结构，谐振腔的容积不变，其对应的共振频率也不变。所以，当在谐振腔式消声器工作过程中，如果谐振腔容积固定不变，则该谐振腔式消声器只能针对对应的某一固定的共振频率的发动机进气噪声起到消声作用，消声作用的频率范围非常小。
技术实现要素：
本实用新型的目的是提供一种谐振腔式消声器结构，以解决现有技术中的技术问题，它能够实现谐振腔体积的调整，扩大消声共振频率范围。
本实用新型采用的技术方案如下：
一种谐振腔式消声器结构，所述谐振腔式消声器结构包括沿轴向依次固定连接且相互连通的主谐振腔体、连接腔体和副谐振腔体；
其中：
所述连接腔体内设有转动轴和膜片；
所述转动轴垂直所述连接腔体的轴向设置，且转动连接所述连接腔体；
所述膜片固定连接所述转动轴，且所述膜片设置在所述转动轴的一侧，并关于所述转动轴非对称分布；
当所述膜片垂直所述连接腔体的轴向时，所述膜片与所述连接腔体的内壁间隙配合；
所述转动轴的端部套设有扭力弹簧，所述扭力弹簧的一端固定连接所述连接腔体，所述扭力弹簧的另一端卡在所述膜片的表面上。
如上所述的谐振腔式消声器结构，其中，优选的是，所述转动轴的两端均套设有一所述扭力弹簧。
如上所述的谐振腔式消声器结构，其中，优选的是，两所述扭力弹簧卡在所述膜片的相同表面上，且两所述扭力弹簧的扭力方向相反。
如上所述的谐振腔式消声器结构，其中，优选的是，两所述扭力弹簧卡在所述膜片的两相对表面上，且两所述扭力弹簧的扭力方向相同。
如上所述的谐振腔式消声器结构，其中，优选的是，所述膜片的边缘对应所述转动轴的位置开设有第一凹槽；
所述扭力弹簧压设在所述第一凹槽内。
如上所述的谐振腔式消声器结构，其中，优选的是，所述转动轴的圆周面上开设有第二凹槽；
所述第二凹槽用于嵌装固定所述膜片。
如上所述的谐振腔式消声器结构，其中，优选的是，所述连接腔体的圆周面上对称设置有第一通槽；
所述第一通槽用于容置所述转动轴的端部。
如上所述的谐振腔式消声器结构，其中，优选的是，所述第一通槽附近的所述连接腔体上固定有固定板；
所述固定板转动连接所述转动轴。
如上所述的谐振腔式消声器结构，其中，优选的是，所述固定板上还设置有安装孔；
所述安装孔用于容置所述扭力弹簧的端部。
如上所述的谐振腔式消声器结构，其中，优选的是，所述扭力弹簧具有初始状态和预紧状态；
初始状态时，所述膜片与所述连接腔体的轴向呈锐夹角；
预紧状态时，所述膜片与所述连接腔体的轴向呈直角夹角。
与现有技术相比，本实用新型在主谐振腔体和副谐振腔体之间设置连接腔体作为连接通道，在连接腔体内设置可围绕转动轴旋转的膜片，将膜片设置为关于转动轴非对称分布，使得膜片的两侧在气流冲击下能够产生压力差，膜片在该压力差作用下旋转实时自动调节实现主谐振腔体和副谐振腔体之间气流通道大小，进而实现谐振腔式消声器的谐振工作腔的容积调节，扩大了消声共振频率范围。
同时，为确保膜片在该压力差作用下的旋转，在在所述转动轴的端部套设有扭力弹簧，所述扭力弹簧的一端固定连接所述连接腔体，所述扭力弹簧的另一端卡在所述膜片的表面上。通过扭力弹簧来对膜片进行限位。
附图说明
图1是本实用新型提供的谐振腔式消声器结构立体结构示意图；
图2是本实用新型提供的谐振腔式消声器结构的剖面结构示意图；
图3是固定轴、膜片和扭力弹簧在连接腔体内的安装结构示意图；
图4是图3的主视图；
图5是图3的爆炸图。
元件标号说明：
1-主谐振腔体；
2-连接腔体；
21-转动轴，22-膜片，23-扭力弹簧，24-第一凹槽，25-第一通槽，26-安装孔，27-第二凹槽，28-固定板；
221-第一膜片，222-第二膜片；
3-副谐振腔体。
具体实施方式
下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能解释为对本实用新型的限制。
本实用新型的实施例提供了一种谐振腔式消声器结构，请参考图1所示，谐振腔式消声器结构包括沿轴向依次固定连接且相互连通的主谐振腔体1、连接腔体2和副谐振腔体3。该谐振腔式消声器用于发动机的进气谐振消声，主谐振腔体1远离连接腔体2的一端连接发动机的进气歧管。主谐振腔体1的容积按照目标高频共振频率进行设计，副谐振腔体3和主谐振腔体1两者的容积之和按照目标低频共振频率设计。
连接腔体2连接在主谐振腔体1和副谐振腔体3之间，在连接腔体2内设置调节组件来控制主谐振腔体1和副谐振腔体3连通或者断开连通。当主谐振腔体1和副谐振腔体3连通时，主谐振腔体1和副谐振腔体3组成的工作谐振腔具有最大工作容积，工作谐振腔具有目标低频的共振频率。当主谐振腔体1和副谐振腔体3断开连通时，只有主谐振腔体1充当工作谐振腔，此时，工作谐振腔具有最小工作容积，工作谐振腔具有目标高频的共振频率。
作为本实施例的核心改进之处，请参阅图2、图3、图4和图5所示，连接腔体2内设有调节组件，调节组件包括转动轴21和膜片22；转动轴21垂直连接腔体2的轴向设置，且转动连接连接腔体2；膜片22固定连接转动轴21，且膜片22设置在转动轴21的一侧，并关于转动轴21非对称分布；膜片22可围绕转动轴21旋转，当膜片22旋转至垂直连接腔体2的轴向时，膜片22与连接腔体2的内壁间隙配合；转动轴21的端部套设有扭力弹簧23，扭力弹簧23的一端固定连接连接腔体2，扭力弹簧23的另一端卡在膜片22的表面上。
在连接腔体2内设置膜片22，膜片22围绕转动轴21旋转，当膜片22垂直连接腔体2的轴向时，膜片22与连接腔体2的内壁间隙配合，此时，主谐振腔体1和副谐振腔体3彼此隔离，只有主谐振腔体1充当工作谐振腔，此时，工作谐振腔具有最小工作容积，工作谐振腔具有目标高频的共振频率。
在具体设置时，连接腔体2的形状可以为方型或者圆柱型的，只需要一方面与主谐振腔体1和副谐振腔体3能够密封连通，另一方面能够与膜片22间隙配合。示例性的，如图3所示，本实施例采用圆柱形。
为了借助发动机的进气压力驱动膜片22的旋转，本市实施例主要做了两点改进：
1膜片22关于转动轴21非对称设置，当发动机运行时，发动机进气系统中的空气流动形成气流，该气流作用在膜片22上，膜片22上各处的压强相同，但是，由于膜片22关于转动轴21非对称设置，如图4和图5所示，膜片22关于转动轴21左右非对称设置，如图4所示，膜片22为非规则圆，同时，对应的，连接腔体2横截面也为非规则圆；此时，虽然膜片22的左右两侧压强相同，但是面积不同，导致膜片22的左右两侧受到的压力不同，左右两侧的压力差促使膜片22围绕转动轴21自动转动。
2在转动轴21的端部套设有扭力弹簧23，扭力弹簧23的一端固定连接连接腔体2，扭力弹簧23的另一端卡在膜片22的表面上。通过扭力弹簧23来对膜片22进行初始限位和预紧限位。
通过扭力弹簧23的初始限位以及扭力弹簧23能够提供的预紧力对膜片22进行限位，以适用于目标频率。具体的，膜片22的初始限位的具体位置可以根据目标低频共振频率和目标高频共振频率设置，表现为膜片22与连接腔体2的轴向呈锐夹角，在本实施例中，优选该锐夹角的范围为45°到90°，不包括端点值。膜片22的初始限位对应扭力弹簧23的初始状态，此时，扭力弹簧23具有初始回正力。
膜片22的预紧限位的具体位置根据目标高频共振频率设置，表现为膜片22与连接腔体2的轴向呈直角夹角。膜片22的预紧限位对由扭力弹簧23能够提供的预紧力决定，预紧力的大小又由扭力弹簧23的弹性系数决定。所以，扭力弹簧23的弹性系数按照目标高频共振频率和目标低频共振频率时主谐振腔1和副谐振腔3之间压力差进行设计。
在具体设置的时候，可以只设置一个扭力弹簧23，也可以转动轴21的两端均套设有一扭力弹簧23。本实施例优选后者，以确保膜片22转动的稳定性。
当在转动轴21的两端均套设有一扭力弹簧23时，两扭力弹簧23卡在膜片22的相同表面上，且两扭力弹簧23的扭力方向相反。或者两扭力弹簧23卡在膜片22的两相对表面上，且两扭力弹簧23的扭力方向相同。本领域技术人员可以根据安装条件以及所选择的扭力弹簧23进行选择设置。
为了实现扭力弹簧23对膜片22的初始限位和预紧限位，膜片22的边缘对应转动轴21的位置开设有第一凹槽24；扭力弹簧23压设在第一凹槽24内。具体的，扭力弹簧23放置在第一凹槽24内，并被压缩，第一凹槽24的深度要小于扭力弹簧23的自然长度。该设置，能够实现扭力弹簧23的安装以及对膜片22限位。
为了方便实现膜片22与转动轴21的固定连接，作为本实施例的优选技术方案，转动轴21的圆周面上开设有第二凹槽27；第二凹槽27用于嵌装固定膜片22。
在具体设置的时候，请参阅图5所示，将膜片22设置为第一膜片221和第二膜片222两个单独的元件；第一膜片221为半圆膜片，第二膜片222为采用与第一膜片221相同的半圆膜片边缘切除一块之后得到的模块。此时，第一凹槽24对称设置在第一膜片221和第二膜片222的直径边缘上，在本实施例中，在第一膜片221的直径边缘的两端均设置有部分第一凹槽24，在第二膜片222的直径边缘的两端也均设置有部分第一凹槽24，使得第一膜片221和第二膜片222两者的直径边缘上均形成有凸起，该凸起可以同时嵌装固定到第二凹槽27内，且第一膜片221和第二膜片222位于同一平面内，相当于一个整体的膜片22。以上设置，方便膜片22安装。
另外，为了实现转动轴21在连接腔体2上的设置，请继续参阅图5所示，连接腔体2的圆周面上对称设置有第一通槽25；第一通槽25用于容置转动轴21的端部。第一通槽25附近的连接腔体2上固定有固定板28，此处的固定优选但不限制于螺栓连接，以方便装配；固定板28转动连接转动轴21。
同时，为实现扭力弹簧23的固定，请继续参阅图5所示，固定板28上还设置有安装孔26，安装孔26用于容置扭力弹簧23的端部。该设置方便扭力弹簧23与固定板28的固定连接。
作为本实施例的优选技术方案，扭力弹簧23具有初始状态和预紧状态；初始状态时，膜片22与连接腔体2的轴向呈锐夹角；预紧状态时，膜片22与连接腔体2的轴向呈直角夹角。
本实用新型在工作时：
初始时，膜片22与连接腔体2的轴向呈锐夹角，此时，主谐振腔体1和副谐振腔体3连通，两者形成的工作谐振腔容积最大。当发动机运行时，发送机进气系统中的空气流动形成气流，发动机运转速度不断提升，进气歧管中的气流速度也不断加快，进气歧管和主谐振腔体1之间形成空气压力差，继而主谐振腔体1和副谐振腔体3之间形成空气压力差；该空气压力差作用在膜片22上欲驱动膜片22旋转，但是，此时，扭力弹簧23具有一定的初始回正力，在扭力弹簧23的初始回正力作用下，当发动机运转到目标低频共振频率时，膜片22还能保持初始位置，此时，谐振腔式消声器与发动机进气目标低频噪声发生共振，消耗进气噪声能量，起到消声作用。
当发动机的运转速度在目标低频共振频率上继续上升时，主谐振腔体1和副谐振腔体3之间形成空气压力差进一步加大，当该空气压力差超过扭力弹簧23的初始回正力后，该空气压力差将驱动膜片22旋转，使得主谐振腔体1和副谐振腔体3之间的连接通道变小。
当发动机的运转速度继续上升时，达到目标高频共振频率时，主谐振腔体1和副谐振腔体3之间形成空气压力差进一步加大，继续驱动膜片22旋转，直至主谐振腔体1和副谐振腔体3之间形成空气压力差等于扭力弹簧23的预紧力时，膜片22旋转至垂直连接腔体2的轴向，主谐振腔体1和副谐振腔体3彼此隔离，只有主谐振腔体1充当工作谐振腔，此时，工作谐振腔具有最小工作容积，谐振频率最大，谐振腔式消声器与发动机进气目标高频噪声发生共振，消耗进气噪声能量，起到消声作用。
所以，在发动机运行过程中，本发明发动机谐振腔式消声器能够在目标低频共振频率于目标高频共振频率之间，均能够实现共振，加大了共振频率的范围反馈，从而扩大了对发动机进气噪声起消声作用的频率范围。
以上依据图式所示的实施例详细说明了本实用新型的构造、特征及作用效果，以上仅为本实用新型的较佳实施例，但本实用新型不以图面所示限定实施范围，凡是依照本实用新型的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时，均应在本实用新型的保护范围内。