消音器和增程式电混车辆的制作方法

本公开涉及车辆排气技术领域，尤其涉及一种消音器和增程式电混车辆。

背景技术：

车辆发动机在不同的工况下，排气量也会有较大差异，消音器是安装在发动机排气管上的部件，现有消声器仅能在特定排气量的下，对特定频率的噪音进行很好的消音，在面临不同工况时，排气量发生改变后，消音能力大大降低。

而且现在的汽车安装空间有限，若增加消音器的体积，则必然占用汽车上其他部件的空间，不利于装配。

因此，如何提高消音器在不同工况下的消音性能，以满足汽车在不同工况条件下行驶的消声需求，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。

技术实现要素：

本公开的目的是提供一种消音器和增程式电混车辆，以解决现有技术中消音器的噪音消声频率范围较小的问题。

为了实现上述目的，本公开首先提供了一种消音器，包括：壳体、调频套管组件、阀片以及插入所述壳体的进气管和出气管；

所述调频套管组件设置于所述壳体内的气体流动路径上，包括外管和至少部分位于所述外管内的内管，所述外管和所述内管的管壁上均开设有通气孔；

所述阀片设置于所述进气管内，且对所述进气管的进气通道形成至少部分阻挡，所述阀片与所述外管或所述内管连接。

可选地，所述阀片与所述外管或所述内管连接包括：所述阀片与所述外管或所述内管通过齿轮组件传动连接；

和/或，

所述阀片上连接有复位部件，所述复位部件与所述进气管连接。

可选地，所述齿轮组件包括互相啮合的第一齿轮和第二齿轮，所述第一齿轮通过转轴与所述阀片连接，所述第二齿轮与所述内管连接。

可选地，所述复位部件为扭簧，所述扭簧套在所述转轴上，所述扭簧的一端固定在所述转轴或所述第一齿轮上，另一端固定在所述进气管上。

可选地，所述外管和所述内管之间设置有回转部件。

可选地，所述壳体内通过第一隔板和第二隔板依次分割成第一腔室、第二腔室以及第三腔室；所述进气管的出口端位于所述第三腔室内，所述调频套管组件的两端穿过所述第一隔板和所述第二隔板，所述外管和所述内管的管壁上的通气孔均位于所述第二腔室内。

可选地，所述出气管经过所述第一腔室、第二腔室以及第三腔室，且所述出气管的入口端位于所述第二腔室内。

可选地，所述出气管在所述第三腔室内的形状为u形。

可选地，所述第一隔板和所述第二隔板上均开设有通气孔，且所述第一隔板上通气孔的数量小于所述第二隔板上通气孔的数量。

可选地，所述外管上的通气孔大小相同，所述内管上的通气孔的大小由所述内管的进气口的一端至所述内管的另一端逐渐减小。

本公开另一方面提供一种增程式电混车辆，包括本公开提供的消音器。

本公开提供的技术方案与现有技术相比具有如下优点：调频套管组件设置在消音器的壳体内，不用增加消音器的容积，能够在较小的消声容积情况下增加消音性能；而且能够针对增程式车辆的特点提升怠速及其他转速工况的消声能力。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。

为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本公开实施方式中消音器的结构原理示意图；

图2为本公开实施方式中外管41和内管42的展开图；

图3-图5是本公开实施方式中外管41相对内管42在不同转动位置时通气孔的重叠状况的展开图。

图中，

10-壳体；11-第一隔板；12-第二隔板；13-第一腔室；14-第二腔室；15-第三腔室；

20-进气管；

30-出气管；

40-调频套管组件；41-外管；42-内管；43-回转部件；

50-阀片；51-齿轮组件；511-第一齿轮；512-第二齿轮；52-复位部件；53-转轴。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本公开的上述目的、特征和优点，下面将对本公开的方案进行进一步描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本公开，但本公开还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施；显然，说明书中的实施例只是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。

图1为本实施方式提供的消音器的结构原理示意图，该消音器包括：壳体10、进气管20、出气管30、调频套管组件40以及阀片50；

进气管20和出气管30均插入所述壳体10的内部腔室，调频套管组件40设置于壳体10内的气体流动路径上，包括外管41和至少部分位于外管41内的内管42，外管41和内管42的管壁上均开设有通气孔；阀片50设置于所述进气管20内，且对所述进气管20的进气通道形成至少部分阻挡，阀片50与外管41或内管42连接，用于驱动外管41或内管42，以调节所述外管41与所述内管42上通孔的重叠度。由于阀片50对进气管20的进气通道形成至少部分阻挡，因此在进气管20排气过程中会推动阀片50转动，由于调频套管组件40设置于壳体10内的气体流动路径上，因此由进气管20进入壳体10内的排气，至少部分地从外管41和内管42上的通气孔流通，并通过出气管30排出。通过在壳体10内设置调频套管组件40，消音器可以根据排气量的大小通过阀片50调节外管41和内管42的相对位置，从而改变外管41上通气孔和内管42上通气孔的重叠面积，从而改变消音器的噪音频率。其消音频率改变的原理为：外管41上通气孔和内管42上通气孔的重叠面积变化，从而经外管41和内管42的排气的量也发生变化，相应的消音频率也发生变化。通过上述方案，车辆可以在不同的排气工况下调整外管41和内管42的相对位置，从而改变消音频率，使得消音器能够满足不同工况下的消音需求。

在本实施方式中，使外管41相对内管42活动的方式为外管41相对内管42转动，具体地，可以是外管41固定，阀片50与内管42连接，从而使内管42可绕内管42的中心轴转动；也可以是内管42固定，阀片50与外管41连接，从而使外管41可绕外管41的中心轴转动，在本实施方式中，外管41和内管42同轴设置。

参阅图2，图2是外管41和内管42的展开图，在外管41和内管42上均开设了通气孔，通气孔的形状为长方形，其中外管41上的通气孔大小相同，内管42上的通气孔的大小由内管42的进气口的一端至内管42的另一端逐渐减小。进一步，外管41上的通气孔设置了两列，两列通气孔均沿外管41的长度方向(轴向)设置；内管42上的通气孔也设置了两列，两列通气孔均沿内管42的长度方向(轴向)设置。本领域技术人员还可以根据需求设置通气孔的其他排布方式。例如，通气孔还可以设置三列、四列或者更多列等。

内管42相对外管41转动的过程如图3-图5，其中阴影部分为内管42和外管41重叠的通气孔的面积。图3中，仅靠近内管42进气口的一排通气孔与外管41上通气孔重叠，随着进一步旋转，旋转至图2位置，第二排通气孔也开始重合，进一步旋转，旋转至图3位置，第三排通气孔开始重合。内管42相对外管41的每一个位置均对应消音器的一个消音频率，在实际的使用过程中，内管42具有无数个消音频率的位置点，从而本实施方式提供的消音器能够更准确的对不同工况下的排气进行合理消音。

在一个具体的实施例中，壳体10内通过第一隔板11和第二隔板12分割成第一腔室13、第二腔室14以及第三腔室15；进气管20的出口端位于第三腔室15内，调频套管组件40的两端穿过所述第一隔板11和所述第二隔板12，具体地，外管41的两端穿过所述第一隔板11和所述第二隔板12，并固定在第一隔板11和第二隔板12上。内管42的进气口与第三腔室15连通，为了便于内管42与阀片50的连接，在本实施方式中设置内管42的进气口伸入第三腔室15内。外管41和内管42的管壁上的通气孔均位于第二腔室14内。其中，外管41与第一腔室13够成赫尔姆兹腔，第二腔室14以及第三腔室15组成插入型扩张腔。根据上述设置，由进气管20进入壳体10内的排气先进入第三腔室15内，然后进入内管42、外管41到达第二腔室14内，然后从出气管30排出。

进一步，出气管30经过第一腔室13、第二腔室14以及第三腔室15，且出气管30的入口端位于第二腔室14内。由于出气管30经过三个腔室，因此在每一个腔室均能起到一定的消音效果，从而在整体上提高了消音性能。

较佳地，出气管30在第三腔室15内的形状为u形。从而增大出气管30的长度，出气管30在第三腔室15内的形状也可以是螺旋状等具有增长自身总长度的形状，出气管30在第一腔室13和第二腔室14的形状也可以设置为螺旋状。

在本实施方式中，第二隔板12位于第二腔室14和第三腔室15之间，第二隔板12上开设有通气孔。进入第三腔室15的排气，部分地从第二隔板12上的通气孔进入第二腔室14，在第二隔板12上开设通气孔的目的是调整消音频率，通气孔的数量由消声需求频率决定。例如：可以在第二隔板12上开设100个以内的的通气孔，增加消声器低频消声能力，当高频噪声严重时，可以增加第二隔板12上的通气孔数量与孔径，增加高频噪声的消声能力。

进一步，第一隔板11位于第二腔室14和第一腔室13之间，第一隔板11上开设有通气孔，且第一隔板11上通气孔的数量小于第二隔板12上通气孔的数量。第一隔板11上也可以不开设通气孔，本领域技术人员可以具体根据消声需求频率决定是否需要设置。

在本实施方式中，阀片50的初始位置对进气管20的进气通道形成至少部分阻挡，从而排气能够推动阀片50转动，在一个具体的实施例中，阀片50的转轴53与进气管20的轴向垂直，这种设置方式可以实现阀片50对进气管20的进气通道的全部阻挡。若使阀片50对进气管20的进气通道全部阻挡，则可以将阀片50设置为与进气管20内径相同的圆形，在本实施方式中，阀片50的形状为椭圆形，其长轴沿转轴53设置。

阀片50与外管41或内管42通过齿轮组件51传动连接，且阀片50上连接有用于对阀片50复位的复位部件52，复位部件52与进气管20连接。具体地，复位部件52用于在进气量减小时对转动的阀片50复位。通过设置阀片50、齿轮组件51以及复位部件52，将进气管20内排气的风能转化为阀片50的转动动力，然后通过齿轮组件51传递至内管42，使内管42转动。其中，复位部件52可以选用扭簧，其作用是在排气量减小的时候，自动控制内管42复位，使内管42转动角减小。该方案充分利用了进气管20内排气的风能，节省了能量，而且进气量的大小是与噪声的大小又直接的关系，通过进气量的大小控制阀片50转动角度，进一步控制内管42转动角度，能够自动根据进气量的大小更准确及时地调节消音频率。

在一个具体的实施例中，齿轮组件51包括互相啮合的第一齿轮511和第二齿轮512，所述第一齿轮511通过转轴53与所述阀片50连接，所述第二齿轮512与所述内管42连接。通过调节第一齿轮511和第二齿轮512的尺寸大小可以调整传动比，齿轮组件51可以设置更多个齿轮进行传动，例如，设置三个齿轮、四个齿轮或五个齿轮，具体根据所需的传动比选择设置齿轮的数量。

若复位部件52选用扭簧，扭簧套在转轴53上，扭簧的一端固定在转轴53或第一齿轮511上，另一端固定在进气管20上。复位部件52也可以选用其他部件，只要能够起到对内管42复位的作用即可，例如：皮筋、弹簧等，若选用皮筋，可将皮筋一端固定在转轴53上，另一端固定在进气管20上，随着转轴53的旋转，皮筋能够缠绕在转轴53上，从而增大了皮筋的弹力。若选用弹簧，可以将弹簧的两端分别固定在进气管20和转轴53上，随着转轴53的旋转，对弹簧压缩或者拉伸，从而改变弹簧的弹性。

阀片50与进气管20之间的传动方式除了齿轮传动外，还可以是链条转动，皮带转动等形式。若选用链条转动，可在转轴53和内管42上设置链条轮，两个链条轮通过一根链条连接；若选用皮带转动，可在转轴53和内管42上设置皮带轮，两个皮带轮通过一根皮带连接；其中，传动比可通过改变两个链条轮的直径比或两个皮带轮的直径比实现。

其中，在进气管20内，在阀片50的上游还可以设置导流装置，以提高阀片50转动力及控制精度。

为了减小内管42的转动阻力，可以在外管41和内管42之间设置回转部件43，回转部件43可以选用轴承。在本实施方式中，外管41和内管42之间具有间隙，从而保证外管41和内管42之间无摩擦力，为了使得排气尽可能的通过外管41和内管42上的通气孔流通，减小在外管41和内管42之间间隙内的流通，可设置外管41和内管42之间的间隙尽可能小。为了减小间隙，可以在设置回转部件43的位置减小内管42的外径或者增大外管41的内径，从而给回转部件43留出专门的安装空间。

在一个具体的实施例中，外管41和内管42之间也可以不设置回转部件43，只需将外管41与内管42间隙配合即可，这样既保证了外管41和内管42的同轴度，也在一定程度上保证了外管41与内管42之间具有足够小的间隙，而且内管42也能相对外管41转动。

综上，本实施方式提供的较佳的消音器具有以下优点：

1、能够在较小的消声容积情况下增加消音性能；

2、能够针对增程式车辆的特点提升怠速及其他转速工况的消声能力；

3、能够随着排气流量的变化实现自动调节，不需要额外的控制装置，能够节省装置成本。

4、阀片和内管采用齿轮传动形式，大传动比能够使控制更加精准。

5、通过设置内管和外管上通气孔的分布形式，能够保证不同长度下内管与外管重叠部分的大小，便于精确计算与控制。

本实施方式进一步提供一种增程式电混车辆，包括本实施方式提供的消音器。由于增程式电混车辆的排气工况更复杂，因此特别适用于选用本实施方式提供的消音器。

需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本公开的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本公开。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本公开的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本公开将不会被限制于本文所述的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。