一种用于增压机、柴油机的排气消声器的制作方法

本实用新型属于消声器技术领域，具体涉及一种用于增压机、柴油机的排气消声器，用于增压机、柴油机、发电机以及其他设备中的消声处理。

背景技术：

由现场采集的柴油机排气口噪声频谱，分析可知，在柴油机额定转速下，现有技术采用的排气消声器的出口噪声达到91dB，不能满足降噪要求。

技术实现要素：

本实用新型为了解决现有柴油机出气口噪声大的问题，而提供一种用于增压机、柴油机的排气消声器，采用分段式的消声结构，分别消除150Hz为中心频率的部分、75Hz为中心频率的部分以及高频部分，从而达到消声效果好的特点。

为解决技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：

一种用于增压机、柴油机的排气消声器，包括无缝钢管，其特征在于，所述无缝钢管套设有套管，所述套管的两端分别穿出无缝钢管的两端并分别为进气端和出气端，所套管与无缝钢管之间的空间经隔板分为抗性段、共振段和阻性段，位于抗性段内的套管的外围开设有两段贯穿孔，位于抗性段、共振段内的套管的外围开设有消震孔，位于阻性段内的套管的外围开设有贯穿孔，贯穿孔的外围设置有吸音层。

所述隔板与套管之间设置有补强圈，所述隔板与无缝钢管之间设置有补强圈。

所述吸音层沿着套管的径向方向从内之外依次包括不锈钢网、玻璃纸和玻璃棉层。

位于抗性段内的两段贯穿孔分别位于抗性段内的消震孔的两侧，位于抗性段内靠近共振段的吸音层的长度大于远离共振段的吸音层的长度。

位于阻性段内的玻璃棉层的厚度大于位于抗性段内的玻璃棉层的厚度。

位于阻性段内的贯穿孔布满整个阻性段内的套管。

位于抗性段与套管的进气端之间的套管上还设置有消震孔，位于阻性段与套管的出气端之间的套管上还设置有消震孔。

位于共振段内的消震孔的数量少于位于抗性段内的消震孔的数量，位于共振段内的消震孔的直径小于位于抗性段内的消震孔的直径。

所述玻璃棉层的容重为48kg/m³。

所述不锈钢网和玻璃纸的厚度相同。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型提供的用于增压机、柴油机的排气消声器，采用分段式的消声结构，通过抗性段、共振段和阻性段分别消除150Hz为中心频率的部分、75Hz为中心频率的部分以及高频部分，从而达到消声效果好的特点。经过数据测试，本实用新型能够将柴油机排气口的噪音降低至40dB左右，从而满足降低噪音的需求。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的A-A处的剖视图结构示意图；

图3为本实用新型的B-B处的剖视图结构示意图；

图4为本实用新型的C-C处的剖视图结构示意图；

图5为本实用新型的D处的放大图结构示意图；

图6为本实用新型的E处的局部结构示意图；

图中标记：1、无缝钢管，2、套管，3、隔板，4、抗性段，5、共振段，6、阻性段，7、消震孔，8、吸音层，9、补强圈，10、贯通孔，11、不锈钢网，12、玻璃纸，13、玻璃棉层。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型作进一步的描述，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，并不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域的普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的其他所用实施例，都属于本实用新型的保护范围。

结合附图，本实用新型提供的用于增压机、柴油机的排气消声器，包括无缝钢管1，所述无缝钢管1套设有套管2，其中，套管也是采用无缝钢管制作而成，所述套管2的两端分别穿出无缝钢管1的两端并分别为进气端和出气端，其中无缝钢管的两端设置有端帽，套管的两端分别穿出端帽，进气端用于与柴油机的排气口连接，所套管2与无缝钢管1之间的空间经隔板3分为抗性段4、共振段5和阻性段6，位于抗性段4内的套管2的外围开设有两段贯穿孔10，位于抗性段4、共振段5内的套管2的外围开设有消震孔7，位于阻性段6内的套管2的外围开设有贯穿孔10，贯穿孔10的外围设置有吸音层8。

为了提高隔板与套管2和无缝钢管1的连接稳定性和强度，所述隔板3与套管2之间设置有补强圈9，所述隔板3与无缝钢管1之间设置有补强圈9。

本实用新型的所述吸音层8沿着套管2的径向方向从内之外依次包括不锈钢网11、玻璃纸12和玻璃棉层13。

本实用新型的位于抗性段4内的两段贯穿孔10分别位于抗性段4内的消震孔7内的两侧，位于抗性段4内靠近共振段5的吸音层8的长度大于远离共振段5的吸音层8的长度。

本实用新型的位于阻性段6内的玻璃棉层13的厚度大于位于抗性段4内的玻璃棉层13的厚度。

本实用新型的位于阻性段6内的贯穿孔10布满整个阻性段6内的套管2。

位于抗性段4与套管2的进气端之间的套管2上还设置有消震孔7，位于阻性段6与套管2的出气端之间的套管2上还设置有消震孔7。

位于共振段5内的消震孔7的数量少于位于抗性段4内的消震孔7的数量，位于共振段5内的消震孔7的直径小于位于抗性段4内的消震孔7的直径。

作为本实用新型一种优选的方式，所述玻璃棉层13的容重为48kg/m³。

本实用新型的不锈钢网11和玻璃纸12的厚度相同。

以柴油机的排气温度t＝400℃为例，由声速与排气温度的关系可得到声速c：

c＝331.45+0.61t＝575m/s

排气管气流速度v＝40m/s，排气管内径d＝120mm。

由这些条件，决定无缝钢管采用外径D＝500mm，内部插入内径d＝120mm的套管。

1、抗性段

采用扩展管的形式来消除150Hz及其倍频附近的噪声，当抗性消声器的长度为四分之一波长的奇数倍时，消声量可以达到最大值，因此抗性段的长度L₁：

其扩张比m：

其消声量：

2、共振段

为了消中心频率为75Hz，采用共振性消声器，中间单根插入管，管上开若干个的孔，共振腔长度L₂＝0.4m。

共振腔容积V₂：

插入管横截面积S：

由共振频率

G——传导率(m)

可得：

又：

其中，插入管壁厚t₀＝3mm，则开孔数n:

取n＝18，校核共振频率可得：f＝75Hz

孔的排列顺序：

周向布2个，关于管轴线对称排列

轴向布9个，孔心间距44mm。

与消声量有关的无量纲值k：

倍频程消声量：

ΔL＝10lg(1+2K²)＝9.2dB

3、阻性段

要消除高频成分的噪声，只有用阻性消声器，阻性消声器对高频成分有良好的消声效果；直管式阻性消声器消声量的计算公式为：

对于圆管式消声器，其P/S＝4/d。

在消除150Hz的扩张管的1/2插入段和1/4插入段分别附上超细玻璃棉，厚度50mm，容重48kg/m³，其吸声情况如下表：

考虑到消声器内有压力损失(包括摩擦损失和局部阻力损失)，以及气流的存在使得消声器内的声传播和衰减规律有所改变和气流再生噪声会影响消声器的实际消声效果减弱，当流速为30～40m/s时，气流影响声衰减规律造成的消声量变化在10％左右。综合考虑此次设计的消声器的消声量应在40dB左右。

其中，消声器的各段尺寸设计可以根据上述的公式进行推算，以满足不同类型的柴油机的消声需求。

实施例一

本实施例的用于增压机、柴油机的排气消声器，包括无缝钢管，所述无缝钢管套设有套管，所述套管的两端分别穿出无缝钢管的两端并分别为进气端和出气端，所套管与无缝钢管之间的空间经隔板分为抗性段、共振段和阻性段，位于抗性段内的套管的外围开设有两段贯穿孔，位于抗性段、共振段内的套管的外围开设有消震孔，位于阻性段内的套管的外围开设有贯穿孔，贯穿孔的外围设置有吸音层。

实施例二

本实施例的用于增压机、柴油机的排气消声器，包括无缝钢管，所述无缝钢管套设有套管，所述套管的两端分别穿出无缝钢管的两端并分别为进气端和出气端，所套管与无缝钢管之间的空间经隔板分为抗性段、共振段和阻性段，位于抗性段内的套管的外围开设有两段贯穿孔，位于抗性段、共振段内的套管的外围开设有消震孔，位于阻性段内的套管的外围开设有贯穿孔，贯穿孔的外围设置有吸音层；所述隔板与套管之间设置有补强圈，所述隔板与无缝钢管之间设置有补强圈。

实施例三

本实施例的用于增压机、柴油机的排气消声器，包括无缝钢管，所述无缝钢管套设有套管，所述套管的两端分别穿出无缝钢管的两端并分别为进气端和出气端，所套管与无缝钢管之间的空间经隔板分为抗性段、共振段和阻性段，位于抗性段内的套管的外围开设有两段贯穿孔，位于抗性段、共振段内的套管的外围开设有消震孔，位于阻性段内的套管的外围开设有贯穿孔，贯穿孔的外围设置有吸音层；所述隔板与套管之间设置有补强圈，所述隔板与无缝钢管之间设置有补强圈；所述吸音层沿着套管的径向方向从内之外依次包括不锈钢网、玻璃纸和玻璃棉层。

实施例四

在上述任一实施例的基础之上，位于抗性段内的两段贯穿孔分别位于抗性段内的消震孔的两侧，位于抗性段内靠近共振段的吸音层的长度大于远离共振段的吸音层的长度。

实施例五

在实施例三的基础之上，位于阻性段内的玻璃棉层的厚度大于位于抗性段内的玻璃棉层的厚度。

实施例六

在上述任一实施例的基础之上，位于阻性段内的贯穿孔布满整个阻性段内的套管。

实施例七

在上述任一实施例的基础之上，位于抗性段与套管的进气端之间的套管上还设置有消震孔，位于阻性段与套管的出气端之间的套管上还设置有消震孔。

实施例八

在上述任一实施例的基础之上，位于共振段内的消震孔的数量少于位于抗性段内的消震孔的数量，位于共振段内的消震孔的直径小于位于抗性段内的消震孔的直径。

实施例九

在实施例三或实施例五的基础之上，所述玻璃棉层的容重为48kg/m³。

实施例十

在实施例三的基础之上，所述不锈钢网和玻璃纸的厚度相同。