专利名称：一种消声器结构的制作方法
技术领域：
本发明属于汽油机技术领域，具体地说，涉及汽油发动机上的消声器结构。
背景技术：
消声器是垂直轴通用汽油机的排放装置，主要作用是排出汽油发动机的废气。目 前，市场上常用的垂直轴汽油发动机消声器均为扩张式结构，一般由左壳体、右壳体、左隔 板和右隔板构成，其中左、右壳体通过对扣固定成一个整体，在左、右壳体的内部设置左、右 隔板，且左、右隔板的部分重叠，这样壳体内部形成三个腔室，即左壳体与左隔板之间形成 第一腔室，右壳体与右隔板之间形成第二腔室，左隔板与右隔板未重叠部分的上部形成第 三腔室，而左隔板与右隔板未重叠部分的下部形成排气管，排气管与第三腔室直接连通。汽 油发动机的废气通过左壳体上的进气口首先进入第一腔室，经过左、右隔板重叠部分开设 的第一小孔再进入第二腔室，然后由右隔板上的第二小孔进入第三腔室，最后由排气管排 出。现有消声器结构的优点是结构简单，体积小，坚固耐用，但也存在下列不足1、消声器扩散容积小。现在市场上常规的垂直轴汽油发动机排量在120ml_180ml 之间，而对应的消声器扩散容积只有500ml左右。一般常规消声器容积与汽油发动机排量 比应在3-10之间，对于180ml排量的汽油发动机而言容积比只有2. 77，明显小于最低限度 消声要求，这样会导致减小高速脉冲气流强度的效果差，排气背压大，功率损失大。同时， 消声器振动大，表面温度高。2、一般常规消声器的通用性较强，一种规格的消声器可以适用于不同排量的垂直 轴汽油发动机，还适用于相同排量不同标定转速的垂直轴汽油发动机。现在常规消声器第 一腔室第二腔室第三腔室的容积比为4 2.8 1，三腔容积比无法适应发动机实际工 作要求，无法满足减小低、中、高频噪声全部噪声要求。3、一般常规消声器结构中，第一小孔的孔径为5mm，两相邻第一小孔的间距为7 8mm，第一小孔的总面积为390 400mm2 ；第二小孔的孔径为3mm，两相邻第二小孔的间距为 7 8mm，第二小孔的总面积为190 200mm2。消声器小孔的大小不合理，第一小孔数量少， 噪声与小孔颈壁面接触摩擦面少，噪声能量转换成热能的效率小，噪声能能量消耗少，噪声 衰减小，减小高频的效果弱。第二小孔的孔径略小，总面积较少，气流通过第二小孔时，气流 速度略大，气流再生噪声大。同时，孔间距设计较小，容易出现射流现象。4、消声器排气管的长度较短。根据霍姆兹共振概念，在不同转速下，始终存在一个 与点火频率及高次谐波无关的主振频，这一主振频与汽油发动机容积，排气管半径，排气管 长度和声速有关，且与排气管长度成反比。原消声器排气管的长度较短，只有36mm，这也是 导致消声器噪音较大的原因之一。另外，排气管长度较短，减小噪声中、低频部分的噪声量 能力弱。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种能有效降低噪音的消声器结构。声器结构，包括左壳体、右壳体、左隔板和右隔板， 其中左、右壳体对扣固定成一个整体，在左、右壳体的内部设置左、右隔板，且左、右隔板的 部分重叠，左隔板与左壳体之间形成第一腔室，右隔板与右壳体之间形成第二腔室，第二腔 室通过左、右隔板重叠部分开设的第一小孔与第一腔室相通，所述左隔板与右隔板未重叠 部分的上部形成第三腔室，该第三腔室通过右隔板上的第二小孔与第二腔室相通，左隔板 与右隔板未重叠部分的下部形成排气管，排气管与第三腔室直接连通，其关键在于A、所述消声器的容积为850 950ml ；B、所述第一腔室与第二腔室之间的容积之比以及第二腔室与第三腔室之间的容 积之比均为1. 9 2. 1，第一腔室的容积为发动机排量的2-3倍；C、所述第一小孔和第二小孔的大小相等，孔径均为3. 2 3. 5mm，第一小孔的总面 积为380 390mm2，第二小孔的总面积为285 295mm2 ；D、所述排气管的长度为50 70mm。本发明将消声器扩散容积增大到900ml左右，使消声器容积与发动机排量比为 5-10。增大体积后不影响装配和美观，成本合理。通过增大容积，减小了高速脉冲气流的强 度，增大了消声量，并且阻力损失小，减小了背压，能进一步减小消声器发红和降低振动噪声。第一腔室与第二腔室、第二腔室与第三腔室之间的容积比例设置成2倍左右，并 使第一腔室的容积为发动机排量的2-3倍，这样既可以消除低速时发动机燃烧过程和进、 排气门开闭时所产生的冲击噪声，又可以降低发动机在高速时排气的中、低频噪声。这就形 成了可以消除高、中、低噪声的全频消声器，使消声器的适用性大大增强，使发动机的成本 降低。第一小孔和第二小孔的大小相等，数量增多，噪声与小孔颈壁面接触摩擦面增多， 噪声能量转换成热能的效率提高，噪声能能量消耗增多，噪声衰减增大，减小高频的效果 增强。通过增大第二小孔面积，降低了排气气流流速，使气流稳定，减小了脉动气流的冲击 噪声。另外，小孔的总面积大于汽油发动机排气口面积的1. 5倍，这样使得发动机在增加消 声量的同时，发动机功率损失比小，不影响发动机的正常使用。根据霍姆兹共振概念，将排气管的长度延长至50 70mm，可以降低主振频率 30-40HZ，同时可以避免在发动机低转速时，排气管内出现噪声低频半波长共振现象，起到 降噪的作用。为了防止出现射流现象而造成再次低频噪声，上述两相邻第一小孔的间距为 10 12mm，两相邻第二小孔的间距为10 12mm。在上述左壳体朝向左隔板的内壁设有纵横交错的沟槽，右壳体朝向右隔板的内壁 也设有纵横交错的沟槽。由于噪声是一种振动，它使空气介质呈疏密相间的波传递，形成的 疏密声波会出现反射、折射、衍射和干涉等物理现象，容易形成共振。增加沟槽，一是形成干 扰面，避免出现共振产生噪声，增加排气气流摩擦能量损失，同时减小气流再生噪声；二是 起到加强筋作用，提高消声器使用寿命。本发明的测试报告如下噪声测试流程目的为了控制公司产品的质量，保证产品噪声达到相关个国际通用标准特制定
4本流程适用范围公司所有消声器新产品一测试环境(1)平整的足球场；(2)风速小于 lm/s ；(3)非雨雪天气；(4)背景噪声背景噪声与所测噪声相比小于15dB以上；二、测试前准备(1)指定测试区域，参照下表并确定声级计的6个测试点，以测试产品为中心，下 表中数据为点坐标； 单位(m)(2)将所测产品放于测试区域中心；(3)测试前动力怠速运转1小时以上；三、测试记录产品稳定运转10分钟(1)记录6个测试点值；(2)连续测量3次；(3)计算平均值；附一计算方法按坐标点的位置进行测试，测试半径为4米，共6个测点，则每次测试可得6个测 量值，由下式进行计算。 假设6 个点测量得到，70. 0,71. 0,71. 0,69. 0,69. 0,72. 0由上式 如测试半径为4米，则最终A计权声功率级为70. 5+20 = 90. 5dB (A)每台样机至 少测三次(每测点至少测三次)，三次A计权声功率级的均值做为该样机的测试结果。附二 测试报告噪声测试报告日期2009-9-12
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公司名称及地址
型号
生产厂商及地址
测试设备及型号
测试地点
1.测试对象描述ο
1.1功能耕地
1. 2技术参数
型号
引擎额定功率书)
引擎额定转速
2.测试结果
日期2009·9·10上述测试报告中，样机#1采用传统消声器结构，容积为500ml，消声器内第一腔 室第二腔室第三腔室的容积比为4 2.8 1，第一小孔的孔径为5mm，两相邻第一小 孔的间距为8mm，第一小孔的总面积为400mm2，第二小孔的孔径为3mm，两相邻第二小孔的间 距为7mm，第二小孔的总面积为190mm2，排气管的长度为36mm。样机#2采用本发明所述的消声器结构，容积为900ml，第一腔室与第二腔室之间 的容积之比以及第二腔室与第三腔室之间的容积之比均为2，第一小孔和第二小孔的孔径 均为3. 3mm，第一小孔的总面积为385mm2，第二小孔的总面积为290mm2，排气管的长度为 60mmo样机#3采用本发明所述的消声器结构，容积为950ml，第一腔室与第二腔室之间 的容积之比以及第二腔室与第三腔室之间的容积之比均为2. 1，第一小孔和第二小孔的孔 径均为3. 5mm，第一小孔的总面积为390mm2，第二小孔的总面积为295mm2，排气管的长度为 70mmo从测试报告中可以看出，采用本发明所述的消声器与传统结构相比，能有效降噪 1. 5-2dB。有益效果本发明在不降低汽油发动机性能的情况下，既达到了降噪的目的，又彻 底解决了汽油发动机消声器振动大，表面温度高的问题，极大地提高了消声器的使用寿命， 具有结构简单、适用范围广、制作容易、生产成本低等特点。
图1为本发明的结构示意图。图2为图1的右视图。图3为图1的左视图。图4为本发明中左隔板的结构示意图。图5为本发明中右隔板的结构示意图。
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明如图1、图2、图3、图4和图5所示，本发明由左壳体1、右壳体2、左隔板3和右隔 板4构成，其中左、右壳体1、2的敞口端相对扣，通过焊接固定形成消声器的壳体，消声器的 容积为850 950ml，优选为900ml。在左、右壳体1、2的内部设置左、右隔板3、4，左、右隔 板3、4的边缘由左、右壳体1、2压紧。所述左、右隔板3、4的板面朝着相反的方向冲压，形 成凸包，这样左、右隔板3、4未冲压的部分重叠，在消声器壳体的内部形成三个腔室，左隔 板3与左壳体1之间形成第一腔室I，第一腔室I的有效容积为发动机排量的2-3倍，且左 壳体1上开设有进气口 ；右隔板4与右壳体2之间形成第二腔室II，第二腔室II通过左、 右隔板3、4下部重叠部分开设的若干个第一小孔6与第一腔室I相通。第一小孔6的孔径 为3. 2 3. 5mm,第一小孔6的总面积为380 390mm2,两相邻第一小孔6的间距为10 12mm，第一小孔6的孔径及数目根据实际需要而定。在左壳体1朝向左隔板3的内壁通过 冲压形成有纵横交错的沟槽，左壳体1外壁与沟槽相对应的部位形成为凸起8。在右壳体2
8朝向右隔板4的内壁通过冲压也形成有纵横交错的沟槽，右壳体2外壁与沟槽相对应的部 位形成为凸起9。 从图1、图4和图5可知，左隔板3与右隔板4未重叠部分(即凸包部分)的上部 形成第三腔室III，该第三腔室III通过右隔板4上开设的若干个第二小孔7与第二腔室 II相通，第二小孔7的孔径与第一小孔6的孔径相等，为3. 2 3. 5mm,第二小孔7的总面 积为285 295mm2，两相邻第二小孔7的间距为10 12mm，第二小孔7的孔径及数目根据 实际需要确定。所述第一腔室I与第二腔室II之间的容积之比以及第二腔室II与第三腔 室III之间的容积之比均为1. 9 2. 1，本实施例中优选为2。左隔板3与右隔板4未重叠 部分的下部形成排气管5，排气管5的上端与第三腔室III直接连通，排气管5的下端伸出 消声器壳体的底面，并且排气管5的长度为50 70mm。
权利要求
一种消声器结构，包括左壳体(1)、右壳体(2)、左隔板(3)和右隔板(4)，其中左、右壳体(1、2)对扣固定成一个整体，在左、右壳体(1、2)的内部设置左、右隔板(3、4)，且左、右隔板(3、4)的部分重叠，左隔板(3)与左壳体(1)之间形成第一腔室(I)，右隔板(4)与右壳体(2)之间形成第二腔室(II)，第二腔室(II)通过左、右隔板(3、4)重叠部分开设的第一小孔(6)与第一腔室(I)相通，所述左隔板(3)与右隔板(4)未重叠部分的上部形成第三腔室(III)，该第三腔室(III)通过右隔板(4)上的第二小孔(7)与第二腔室(II)相通，左隔板(3)与右隔板(4)未重叠部分的下部形成排气管(5)，排气管(5)与第三腔室(III)直接连通，其特征在于A、所述消声器的容积为850～950ml；B、所述第一腔室(I)与第二腔室(II)之间的容积之比以及第二腔室(II)与第三腔室(III)之间的容积之比均为1.9～2.1，第一腔室(I)的容积为发动机排量的2 3倍；C、所述第一小孔(6)和第二小孔(7)的大小相等，孔径均为3.2～3.5mm，第一小孔(6)的总面积为380～390mm2，第二小孔(7)的总面积为285～295mm2；D、所述排气管(5)的长度为50～70mm。
2.根据权利要求1所述的消声器结构，其特征在于所述两相邻第一小孔(6)的间距 为10 12mm，两相邻第二小孔(7)的间距也为10 12mm。
3.根据权利要求1所述的消声器结构，其特征在于在所述右壳体⑵朝向右隔板⑷ 的内壁设有纵横交错的沟槽，左壳体(1)朝向左隔板(3)的内壁也设有纵横交错的沟槽。
全文摘要
一种消声器结构，左隔板与左壳体之间形成第一腔室，右隔板与右壳体之间形成第二腔室，第二腔室通过第一小孔与第一腔室相通。左、右隔板未重叠部分的上部形成第三腔室，该第三腔室通过第二小孔与第二腔室相通，左隔板与右隔板未重叠部分的下部形成排气管，该排气管的长度为50～70mm。所述第一腔室与第二腔室之间的容积之比以及第二腔室与第三腔室之间的容积之比均为1.9～2.1。第一小孔和第二小孔的大小相等，孔径均为3.2～3.5mm，本发明在不降低汽油发动机性能的情况下，能有效降噪1.5-2dB，既达到了降噪的目的，又彻底解决了垂直轴汽油发动机消声器适用性差的问题，并且提高了消声器的使用寿命。
文档编号F01N1/08GK101929370SQ20091025083
公开日2010年12月29日 申请日期2009年12月29日 优先权日2009年12月29日
发明者吴喆 申请人:力帆实业(集团)股份有限公司