一种用于汽车中冷器进气管上的高频消声器的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种用于汽车中冷器进气管上的高频消声器，包括高频消声结构和连接在中冷器进气管上的主管道；在主管道的外周定位连接有一封闭壳体，该封闭壳体内沿径向设有至少两块隔板，使封闭壳体形成至少两个共振腔和一个扩张腔，每个共振腔都通过一组开设在主管道圆周上的小圆通孔与主管道连通，扩张腔直接与主管道连通，共振腔与扩张腔共同构成所述高频消声结构。在有限的机舱空间内，该高频消声器的消声频带更宽，消声性能优良，能更有效的降低涡轮增压器工作过程中产生的啸叫、喘振等高频噪声。
【专利说明】—种用于汽车中冷器进气管上的高频消声器
【技术领域】
[0001]本发明属于汽车噪声控制【技术领域】，具体涉及一种用于汽车中冷器进气管上的高频消声器，以降低涡轮增压器工作过程中产生的嘯叫、喘振等高频噪声。
【背景技术】
[0002]随着涡轮增压技术在汽车发动机上的应用，在提高汽车动力性的同时，涡轮增压器产生的嘯叫、喘振等高频噪声也越来越突出，且逐渐上升为车内噪声的主要贡献源。此噪声频率主要集中在1200Hz?2500Hz范围内，有的甚至达到3000Hz，频率高且覆盖范围极宽。如何降低涡轮增压器工作过程中产生的嘯叫、喘振等高频噪声，提高汽车的声品质显得尤为重要。
[0003]目前，解决高频噪声的方式主要有两种:(I)在中冷器进气管上加多个(通常四个)四分之一波长管，四分之一波长管为一端封闭一端开孔的管子，其与中冷器进气管一同组成旁支型消声器，四分之一波长管具有较强的频率选择性，只在以共振频率为中心的较窄的频率范围内起有效的消声作用，对其它频率几乎不起消声作用，其独特的消声特性使其对窄带峰值噪声的控制效果明显，而对宽频带的峰值噪声控制效果极差；如果在中冷器进气管上并联更多个四分之一波长管，则能适当提高消声频带(消声带宽)，但是，鉴于机舱布置空间的要求，四分之一波长管的个数及布置位置会受到限制，从而使其消声性能不满足要求且不美观。(2)在中冷器进气管上并排设置三个共振腔(也可以是三个以上)以形成高频消声结构3 (参见图1)，各共振腔通过中冷器进气管I上的一组径向小圆通孔11与中冷器进气管I连通，高频消声结构3的消声效果明显优于四分之一波长管，且无通过频率，其共振腔的数量决定了消声峰值的数量，而径向小圆通孔的直径、数量及共振腔的体积共同决定了单个消声峰值的带宽，共振腔的个数越多，消声峰值的数量也越多，可在一定程度上加宽消声带宽；如果保持原共振腔个数不变，在增加轴向长度(即腔长)的情况下，优化小圆通孔的数量及孔直径，也可在一定程度上加宽消声带宽；但是这种高频消声结构也会受到机舱布置的限制，其径向尺寸及轴向长度只能在一定尺寸范围内，从而影响共振腔的腔数及小圆通孔的数量，使其消声频带不能很好地覆盖需要的频率范围，起不到良好的消声作用。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种用于汽车中冷器进气管上的高频消声器，以在有限的机舱空间内，使其消声频带更宽，消声性能优良，更有效的降低涡轮增压器工作过程中产生的嘯叫、喘振等闻频噪声。
[0005]本发明所述的用于汽车中冷器进气管上的高频消声器，包括高频消声结构和连接在中冷器进气管上的主管道；在主管道的外周定位连接有一封闭壳体，该封闭壳体内沿径向设有至少两块隔板，使封闭壳体形成至少两个共振腔和一个扩张腔，每个共振腔都通过一组开设在主管道圆周上的小圆通孔与主管道连通，扩张腔直接与主管道连通(即主管道上与扩张腔对应的圆周部分没有壁面，主管道与扩张腔直接贯通)，共振腔与扩张腔共同构成所述高频消声结构。
[0006]进一步，所述的至少两个共振腔的腔长有差异，在共振腔径向尺寸相同且用于连通的那组小圆通孔的数量和直径也相同的情况下，不同的腔长对应不同的消声峰值，可以使消声频带更宽。
[0007]进一步，为了方便加工及安装，所述封闭壳体为圆筒形，所述隔板为圆环形。
[0008]进一步，为了固定高频消声器，防止抖动，所述封闭壳体的外面设置有高频消声器固定支架，用于将高频消声器固定在车身上。
[0009]优选的，所述隔板有三块，所述高频消声结构由第一、第二、第三共振腔和扩张腔沿主管道的气流方向依次排列构成。
[0010]本发明中各共振腔的腔体体积、小圆通孔的数量和直径都是根据涡轮增压器噪声的频谱来匹配设计，扩张腔的腔长则依据涡轮增压器噪声的频谱以及各共振腔的传声损失曲线来共同匹配设计，即先计算出不带扩张腔只有共振腔结构的传声损失曲线，再根据计算出的传声损失曲线结合涡轮增压器噪声的频谱找出在什么频段下的消声量及消声带宽还需提高，最后依据需要提高的频段来设计扩张腔的腔长。
[0011]其消声原理为:来自于涡轮增压器产生的气体涡流噪声，首先遇到高频消声器的共振腔形成的多个声阻抗突变的截面，发生多次反射，气体在小圆通孔之间来回摩擦，消耗能量，然后遇到扩张腔，发生声波反射而加倍消耗能量，从而有效降低嘯叫、喘振等高频噪声。
[0012]本发明采用共振腔与扩张腔共同构成高频消声结构，共振腔的消声频率特性与涡轮增压器噪声的频率特性相匹配，且有足够的消声量，扩张腔加宽了传声损失的消声带宽，使其覆盖频率在原只有共振腔的基础上成倍增加，与现有的高频消声器相比成倍的提高了传声损失的消声带宽及消声量，消声性能优良，更有效的降低了涡轮增压器工作过程中产生的嘯叫、喘振等高频噪声，提高了汽车的声品质；共振腔与扩张腔由封闭壳体通过隔板隔离形成，结构尺寸小，受机舱布置要求限制小，且造型整洁美观。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1为现有的用于汽车中冷器进气管上的高频消声器的结构示意图。(箭头表示气流方向)
图2为本发明的结构示意图。(箭头表示气流方向)
图3为图2的A-A剖视图。
[0014]图4为本发明与中冷器进气管的组装图。
[0015]图5为传声损失曲线图。
【具体实施方式】
[0016]下面结合附图对本发明作进一步说明。
[0017]实施例1:如图2、图3、图4所示的用于汽车中冷器进气管上的高频消声器，包括高频消声结构3和连接在中冷器进气管I上的主管道2，中冷器进气管I被分成两段，靠近涡轮增压器的一段进气管与主管道2的一端通过螺纹连接，靠近中冷器的一段进气管与主管道2的另一端通过螺纹连接；在主管道2的外周连接有一圆筒形的封闭壳体4，该封闭壳体4的外面设置有高频消声器固定支架6，该封闭壳体4内沿径向设有三块圆环形的隔板
5,使封闭壳体4沿主管道2的气流方向依次形成第一共振腔32、第二共振腔33、第三共振腔34和扩张腔31，第一共振腔32、第二共振腔33和第三共振腔34的腔长不同，三个不同的腔长分别对应三个消声峰值，第一共振腔32、第二共振腔33、第三共振腔34都通过一组开设在主管道2圆周上的小圆通孔21与主管道2连通，每组小圆通孔21的数量和直径都相同，扩张腔31直接与主管道2连通，第一共振腔32、第二共振腔33、第三共振腔34和扩张腔31共同构成高频消声结构3。
[0018]在第一、第二、第三共振腔的径向尺寸、小圆通孔的数量以及直径相同，但腔长不同的情况下，以及在扩张腔的径向尺寸与第一、第二、第三共振腔的径向尺寸相同，但腔长较短的情况下，经CAE声学仿真计算，得到如图5所示的传声损失曲线，图中的a、b、c分别对应第一、第二、第三共振腔的消声峰值，d为加了扩张腔后，在第一、第二、第三共振腔的共同作用下成倍加宽了消声频带并出现的一消声峰值；以20dB为消声量，现有的用于汽车中冷器进气管上的高频消声器(只有三个共振腔)的消声带宽仅为900Hz (即e与f之间的宽度)，而本发明(具有三个共振腔和一个扩张腔)的消声带宽为1700Hz (即e与g之间的宽度)，在其它条件都相同，只增加了腔长较短的扩张腔后，却成倍加宽了消声频带(消声带宽)，其传声损失明显优于现有的用于汽车中冷器进气管上的高频消声器的传声损失，其极宽的消声带宽很好的覆盖了涡轮增压器噪声的频率，有效的降低了涡轮增压器的嘯叫、喘振等闻频噪声。
[0019]实施例2:其与实施例1的主要结构和原理相同，不同之处在于:封闭壳体4内只设两块隔板5，使高频消声结构由两个共振腔和一个扩张腔构成。
[0020]实施例3:其与实施例1的主要结构和原理相同，不同之处在于:封闭壳体4内设四块隔板5，使高频消声结构由四个共振腔和一个扩张腔构成。
【权利要求】
1.一种用于汽车中冷器进气管上的高频消声器，包括高频消声结构(3)和连接在中冷器进气管(I)上的主管道(2);其特征是:在主管道(2)的外周定位连接有一封闭壳体(4)，该封闭壳体内沿径向设有至少两块隔板(5)，使封闭壳体形成至少两个共振腔和一个扩张腔(31)，每个共振腔都通过一组开设在主管道圆周上的小圆通孔(21)与主管道连通，扩张腔(31)直接与主管道(2)连通，共振腔与扩张腔(31)共同构成所述高频消声结构(3)。
2.根据权利要求1所述的用于汽车中冷器进气管上的高频消声器，其特征是:所述的至少两个共振腔的腔长有差异。
3.根据权利要求2所述的用于汽车中冷器进气管上的高频消声器，其特征是:所述封闭壳体(4)为圆筒形，所述隔板(5)为圆环形。
4.根据权利要求3所述的用于汽车中冷器进气管上的高频消声器，其特征是:所述封闭壳体(4)的外面设置有高频消声器固定支架(6)。
5.根据权利要求1或2或3或4所述的用于汽车中冷器进气管上的高频消声器，其特征是:所述隔板(5)有三块，所述高频消声结构(3)由第一、第二、第三共振腔(32、33、34)和扩张腔(31)沿主管道(2)的气流方向依次排列构成。
【文档编号】F02M35/12GK104234890SQ201310248931
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2013年6月21日 优先权日:2013年6月21日
【发明者】张冬莲, 魏鹏辉, 匡小红, 张海燕, 黎杰, 赵立峰, 杨亮, 张硕 申请人:重庆长安汽车股份有限公司