用于进气管线的声音衰减装置的制作方法

本发明涉及一种用于配备有一个或多个涡轮压缩机的内燃机的进气管线的声音衰减装置。

背景技术：

内燃机具有从30Hz到1kHz的低频声音成分。该成分是由阀门的打开和关闭以及发动机的不同腔体(燃烧室、管道......)的共振产生的。

此外，在通过涡轮压缩机增压发动机的情况下，存在从800Hz到15kHz的高频声音成分。该声音成分是由涡轮压缩机产生的并且可以通过进气管道传播和辐射。

用于衰减由涡轮压缩机沿着进气管道传播的噪声的传统解决方案特别包括使用谐振器、消音器、四分之一波装置和膨胀室。

例如在文件EP 1 255 071中描述了这些解决方案之一，其具有多腔衰减器。这些不同的声学装置分别衰减给定频带的噪声。因此必须结合多个声学装置来衰减所有发出的噪声。因此，这些声学装置可能需要大的体积，而车辆的发动机位置中可用的空间非常小。另外，多个声学装置的聚集增加了进气管道中的压力损失，这对车辆的性能有害并且可能对燃料消耗不利。

相反，使用没有声学装置的管道不会产生压力损失，但不会使涡轮压缩机传播的噪声衰减。

技术实现要素：

因此，本发明旨在提出一种节省空间的噪声音衰减装置，其允许衰减在进气管道中传播的噪声，同时使压力损失最小化。

根据一般定义，本发明涉及一种用于配备有涡轮压缩机的内燃机的进气管线的声学装置。该噪声音衰减装置包括气体输送管道，其具有由内径限定的周壁。该管道包括由比该管道的直径更大的直径限定的至少一个环形腔。该环形腔或每个环形腔被包括多孔材料的壁封闭，该壁位于管道的周壁的延伸部上，其直径基本上等于该管道的直径，从而通过减少由于管道与该环形腔或每个环形腔之间的截面的变化而引起的压力损失来允许管道和该外围腔或每个外围腔之间的空气流通。

因此，本发明提出了一种节省空间的声音衰减装置，其允许衰减在进气管道中传播的噪声，同时使压力损失最小化。封闭该环形腔或每个环形腔的多孔材料的使用可以衰减在管道中传播的噪声而不会产生显著的压力损失。换句话说，根据本发明的衰减装置允许在声音衰减与进气管线中的压力损失之间的最佳折衷。

根据一具体配置，该衰减装置可以具有隔室，该隔室包括在该环形腔或每个环形腔的延伸部的外壁和由管道的周壁的一部分形成的内壁，管道的周壁的该部分具有多个孔口，使得隔室和具有多个孔口的所述部分形成吸收式消音器。

该衰减装置可以包括位于该吸收式消音器的两侧上的两个环形腔。

这种配置可以允许获得使压力损失最小化的最大声音衰减。

该多孔材料可以是属于包括聚合物织物和金属纤维的组的材料。

该多孔材料可以具有在500L/m²/s和1600L/m2/s之间的渗透率。

本发明还涉及一种车辆的进气组件，其包括进气管道、具有进气口和出气口的涡轮压缩机以及衰减装置。

根据本发明的该组件允许衰减涡轮压缩机的声音发射，同时减少进气管道中的压力损失。

根据一个实施例，该衰减装置可以位于涡轮压缩机的上游。

根据相同的前一实施例，该衰减装置的多孔材料可包括聚合物织物。

根据另一个实施例，该衰减装置可以位于涡轮压缩机的下游。

根据相同的前一实施例，考虑到在该构造中遇到的温度，该衰减装置的多孔材料可以包括金属纤维。

附图说明

本发明的其它特征和优点将从下面参照附图的描述中显现，该附图以非限制性示例的方式示出根据本发明的衰减装置的实施例。

图1是根据本发明的衰减装置的局部透视图。

图2是根据本发明的衰减装置的前剖视图。

图3是包括吸收式消音器的衰减装置的前剖视图，其中所述吸收式消音器由没有多孔材料的两个环形腔围绕。

图4是关于于在根据本发明的装置中和已知装置中流通的气流的压力损失的比较图。

图5是关于在根据本发明的装置中和已知装置中流通的气流的声音发射的比较图。

具体实施方式

本发明涉及一种用于配备有涡轮压缩机(未在附图中示出)的内燃机的进气管线的衰减装置1。

衰减装置1在图1和图2中示出。

衰减装置1可以例如由聚合物或金属材料制成。

衰减装置1包括热机的进气输送管道2。

根据这里呈现的实施例，管道2具有大致圆柱形的几何形状。

管道2具有直径为d2的内壁21。

如在图2中具体示出的，根据这里呈现的实施例，管道2具有两个环形腔3。

每个环形腔3由相对于管道2的直径d2而在外的直径d3限定。

每个环形腔3由包括多孔材料的壁5封闭，壁5位于管道2的周壁21的延伸部上，其直径d5基本上等于管道2的直径d2。

根据这里呈现的实施例，壁5具有在环形腔的内径上封闭环形腔的带的几何形状。

根据该衰减装置在涡轮压缩机的上游或下游的定位并且因此根据在该装置中流通的空气的温度，该多孔材料可以包括由聚合物纤维或金属纤维制成的织物。

该多孔材料可具有例如500L/m²/s和1600L/m²/s之间的渗透率。

壁5的定位是本发明的特别有利的技术配置，其允许捕获和消散一部分声信号而不产生压力损失。该结果特别是由于管道2和每个环形腔3之间的直径没有变化而导致的。多孔材料壁5确保了基本上没有压力损失的流动，但是其参与声音衰减。

另外，衰减装置1具有位于两个环形腔3之间的隔室6。

隔室6包括位于环形腔3的延伸部的外壁61、和内壁62。

隔室6的内壁62由管道2的周壁21的一部分形成。如图所示，隔室6的内壁62具有多个孔口64。该技术配置允许隔室6形成吸收式消音器。

该吸收式消音器的操作如下：当它被声波刺激时，每个孔64中包含的小的空气块实质上充当小质量块，该小质量块将悬挂于由包含在隔室6中的较大空气块构成的弹簧。由此获得位于“弹簧质点”系统的特征频率附近的频带中的噪声的衰减。

本发明还涉及一种车辆的进气组件，其包括进气管道、具有进气口和出气口的涡轮压缩机以及根据本发明的衰减装置1。

根据第一实施例，衰减装置1可以位于涡轮压缩机的上游。

根据该第一实施例，衰减装置1的多孔材料包括聚合物织物。

根据第二实施例，衰减装置1位于涡轮压缩机的下游。

根据该第二实施例，衰减装置1的多孔材料包括金属纤维。

图2和图3允许示意地比较在根据本发明的衰减装置中和在具有消音器以及两个没有多孔材料的环形腔的衰减装置中流通的气流F的行为。

如图3所示，当气流F进入每个腔Ch时，管道Co和每个腔Ch之间的截面变化引起显著的湍流T。这些湍流是气流F中压力损失的来源。

然而，如图2所示，当气流F穿过壁5时，包括多孔材料的壁5可以使湍流T衰减，从而使气流F中的压力损失最小化。

图3和4允许了解声音衰减装置1的性能。

图4是示出作为根据在不同装置中流通的气流的压力损失的图。

曲线C1对应于单管中的空气流通。

曲线C2对应于根据本发明的衰减装置1中的空气流通。

曲线C3对应于具有围绕吸收式消音器的两个环形腔的衰减装置中的空气流通，这两个腔中仅有一个被多孔材料封闭。

曲线C4对应于具有围绕吸收式消音器的两个环形腔的装置中的空气流通，这两个环形腔都没有多孔材料。

如图4所示，对于400kg/h的空气流量，衰减装置1中的压力损失比具有围绕吸收式消音器的没有多孔材料的两个环形腔的装置低大约50％。

因此，相对于作为比较对象的装置，衰减装置1允许压力损失最小化。

图5是示出根据在不同装置中流通的频率的噪声发射水平的图。

曲线C5对应于具有围绕吸收式消音器的两个环形腔的衰减装置中的空气流通，这两个腔中仅有一个被多孔材料封闭。

曲线C6对应于具有围绕吸收式消音器的没有多孔材料的两个环形腔的装置中的空气流通。

曲线C7对应于根据本发明的衰减装置1中的空气流通。

如图5所示，衰减装置1允许其噪声吸收性能接近现有技术装置的性能。

因此，衰减装置1允许优化压力损失与噪声衰减之间的折衷。

因此，本发明提出了一种节省空间的噪声音衰减装置，其允许衰减在进气管道中传播的噪声，同时使压力损失最小化。

当然，本发明不限于以上通过举例描述的装置的唯一实施例，相反地本发明包括所有变型。