汽车排气系统后消音器的制作方法

本实用新型涉及汽车排气系统后消音器。

背景技术：

汽车排气系统后消音器对整车的NVH性能有较大的影响。后消音器包括壳体、进气管和排气管，壳体为柱状，两端由端盖封闭，壳体内设置有隔板，进气管由一个端盖与隔板支撑，排气管由另一个端盖与隔板支撑，在壳体内形成迷宫式的流路，使得噪音在壳体内彼此干涉、被吸收，从而达到净化消音的效果。为了提升消音性能同时不会显著地增加产品的成本，业内对后消音器作出多种尝试，例如专利文献CN203547838U、CN201173143Y、CN203050848U等，在壳体中增加内插管、填充吸音材料等，以进一步降低噪声消除性能。

本实用新型发明人经过研究发现汽车排气系统后消音器还存在进一步的改进余地。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种汽车排气系统后消音器，其具有良好的消音性能。

根据本实用新型的汽车排气系统后消音器，包括柱状壳体、分别封闭柱状壳体两端的第一端盖和第二端盖、将壳体内的腔体分隔开的多个隔板、进气管、排气管以及位于进气管和排气管之间的中间管，其中，

所述多个隔板限定为第一隔板、第二隔板以及第三隔板，所述第一隔板、第二隔板以及第三隔板均为孔板；

在所述壳体内的所述腔体中，所述第一隔板与所述第一端盖之间限定出第一腔体，所述第二隔板与所述第一隔板之间限定出第二腔体，所述第三隔板与所述第二隔板之间限定出第三腔体，所述第二端盖和所述第三隔板之间限定出第四腔体；

所述进气管由所述第一端盖开始穿过第一隔板、第二隔板以及第三隔板并终止于所述第四腔体；

所述排气管由所述第二端盖开始穿过第三板、第二隔板以及第一隔板，并终止于所述第一腔体；

所述中间管的一端起始于所述第四腔体并穿过所述第三隔板和所述第二隔板，终止于所述第二腔体；

位于所述第三腔体中的所述进气管、排气管以及中间管分别在管身上分布有消音孔，并且所述第三腔体的空余部分由消音纤维填充；

所述第一端盖与所述排气管相对的区域为内凹外凸的消音部；以及

所述第二端盖与所述进气管相对的区域也为内凹外凸的消音部。

在一实施例中，所述消音纤维为无纺布包裹的玻璃纤维。

在一实施例中，所述消音纤维为塑料袋包裹的玻璃纤维。

在一实施例中，所述壳体的横截面为两段大径圆弧以及两段小径圆弧首尾连接围成，且两段大径圆弧彼此对称，两段小径圆弧彼此对称，小径圆弧与大径圆弧的连接处光滑过渡，所述大径圆弧的半径小于350mm。

在一实施例中，所述壳体为钢板卷绕而成的结构且接缝处为卷绕包锁缝。

在一实施例中，所述进气管、所述排气管以及所述中间管的轴心位于同一平面内。

在一实施例中，所述进气管、所述排气管以及所述中间管均为圆管。

在一实施例中，所述中间管的分布有所述消音孔的管身长度要大于所述进气管和所述排气管的分布有所述消音孔的管身长度；所述进气管和所述排气管的消音孔分布区域在同一轴向区域，与所述中间管的消音孔分布区域在轴向上错开。

在一实施例中，所述第一端盖的所述消音部至少部分与所述中间管相对。

在一实施例中，所述第二端盖的所述消音部至少部分与所述中间管相对。

本实用新型的技术效果如下：

排气系统的排气从进气管进入，大部分从进气管的出口即位于第四腔体的位置排出，气流在消音部处反弹，在第四腔体中扩散，然后气流大部分从中间管中继续流动，气流从中间管中排放到第二腔体，在第二腔体中缓冲，然后透过第一隔板后，再折返通过排气管向外排放；快速流动的气流在进气管、中间管、排气管中产生的中高频噪音在带消音孔的管身中被消音孔吸收，同时配合消音纤维可以增大消音效果，尤其是对中高频噪声，在第三腔体中填满消音纤维可以抑制在该腔体内的气体流动，降低出现异响的风险，带消音孔的管身消音纤维、第一隔板、第二隔板、第三隔板、各消音部构成多级消音结构，吸收噪音的频带宽，吸声系数高，气流再生噪声低，且易于控制，在系统背压和消音效果之间达到良好的匹配，使得消音效果对发动机效率不产生实质性的影响，多种多级消音结构还能减弱中间管的共振，进而降低发动机在3000转以内的第二、第四阶次噪音。

附图说明

本实用新型的上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变得更加明显，其中：

图1为根据本实用新型的汽车排气系统后消音器的半剖视图。

图2为沿图1中A-A线的剖视图。

图3为沿图1中B-B线的剖视图。

图4为沿图1中C-C线的剖视图。

图5为后消音器的有关第2阶次噪音的声学性能图。

图6为后消音器的有关第4阶次噪音的声学性能图。

图7为根据本实用新型的卷绕包锁缝的示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例和附图对本实用新型作进一步说明，在以下的描述中阐述了更多的细节以便于充分理解本实用新型，但是本实用新型显然能够以多种不同于此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下根据实际应用情况作类似推广、演绎，因此不应以此具体实施例的内容限制本实用新型的保护范围。

需要注意的是，附图均仅作为示例，不应该以此作为对本实用新型实际要求的保护范围构成限制。

如图1所示，根据本实用新型的汽车排气系统后消音器包括柱状壳体1、分别封闭柱状壳体1两端的第一端盖2和第二端盖9、将壳体1内的腔体分隔开的第一隔板6、第二隔板7以及第三隔板8、进气管3、排气管4以及位于进气管3和排气管4之间的中间管5。第一隔板6、第二隔板7以及第三隔板8均为孔板。

在壳体1内的腔体中，第一隔板6与第一端盖2之间限定出第一腔体11，第二隔板7与第一隔板6之间限定出第二腔体12，第三隔板8与第二隔板7之间限定出第三腔体13，第二端盖9和第三隔板8之间限定出第四腔体14。

进气管3由第一端盖2开始穿过第一隔板6、第二隔板7以及第三隔板8并终止于第四腔体14；排气管4由第二端盖9开始穿过第三板8、第二隔板7以及第一隔板6，并终止于第一腔体11；中间管5的一端起始于第四腔体14并穿过第三隔板8和第二隔板7，终止于第二腔体12。

位于第三腔体13中的进气管3、排气管4以及中间管5分别在管身31、41、51上分布有消音孔，并且第三腔体13的空余部分由消音纤维130填充。

第一端盖2与排气管4相对的区域为内凹外凸的消音部21。第二端盖9与进气管3相对的区域也为内凹外凸的消音部91。

排气系统的排气从进气管3进入，大部分从进气管3的出口即位于第四腔体4的位置排出，气流在消音部91处反弹，在第四腔体14中扩散，然后气流大部分从中间管5中继续流动，气流从中间管5中排放到第二腔体12，在第二腔体12中缓冲，然后透过第一隔板6后，再折返通过排气管4向外排放。快速流动的气流在进气管3、中间管5、排气管4中产生的中高频噪音在对应的管身31、51、41中被消音孔吸收，同时配合消音纤维130可以增大消音效果，尤其是对中高频噪声，在第三腔体13中填满消音纤维130可以抑制在该腔体内的气体流动，降低出现异响的风险。在图1中，管身31、51、41、消音纤维130、第一隔板6、第二隔板7、第三隔板8、消音部91、21构成多级消音结构，吸收噪音的频带宽，吸声系数高，气流再生噪声低，且易于控制。在中间管5的出口侧设置第二腔体12，有利于缓冲快速流动的气流，然后使气流通过第一隔板6进入到第一腔体11，进而在系统背压和消音效果之间达到良好的匹配，使得消音效果对发动机效率不产生实质性的影响。另外，多种多级消音结构还能减弱中间管5的共振，进而降低发动机在3000转以内的第二、第四阶次噪音。

此外，如图所示的实施例保持消音器内部的流型，Z型流路保证了在壳体内部的体积的有效利用，其整体设计有利于将尾管的直径降低，从而降低阶次噪音，这将使曲率更加接近客户目标。

在第二隔板7、第三隔板8之间加入消音纤维13，将消音纤维13引入到消音器，因为消音纤维13的声阻性能将有利于改善中高频范围的噪音吸收。并且消音纤维13和管孔、孔板的交互作用可以减弱中间管5的共振，而该共振导致在3000RPM时的2^nd、4^th噪音的峰值，同时中间管5的加入有利于引导气流通过填充了消音纤维13的腔体。

优选地，消音纤维130为由无纺布包裹的玻璃纤维。选用无纺布包裹的纤维填充于第三腔体13可以排气系统具有更好的性能，例如即便在冬季，排气系统的排气管不会产生抖动或异响。可选地，消音纤维130为塑料袋包裹的玻璃纤维。

如图2所示，壳体的横截面为两段大径圆弧110、112以及两段小径圆弧113、115首尾连接围成，且两段大径圆弧彼110、112此对称，两段小径圆弧113、115彼此对称，小径圆弧113、115与大径圆弧110、112的连接处光滑过渡，大径圆弧110、112的半径小于350mm。如此设计壳体1，可以获得更好的消音效果。

在可选的实施例中，如图7所示，壳体1为钢板卷绕而成的结构且接缝处为卷绕包锁缝，如此消音器可以获得更好的性能，例如不会有异响产生。卷绕包锁缝如图7所示，钢板的两个边被卷绕，其中一个边包住另一个边。

如图2至图4所示，进气管3、排气管4以及中间管5的轴心位于同一平面内。进气管3、排气管4以及中间管5优选为圆管。

回到图1，中间管5的分布有消音孔的管身51长度要大于进气管3和排气管4的分布有消音孔的管身31、41长度；进气管3和排气管4的消音孔分布区域在同一轴向区域，与中间管5的消音孔分布区域在轴向上错开。

继续参照图1，第一端盖2的消音部21至少部分与中间管5相对。

继续参照图1，第二端盖的消音部91至少部分与中间管5相对。

图5、图6示出了一个实施例的声学性能，图5、图6中，纵轴为汽车排气噪音，横轴为发动机转速，图5是有关噪音的第2阶次随转速变化而变化的示意图，图6是有关噪音的第4阶次随转速变化而变化的示意图，曲线C11、C12为期望的曲线，曲线C21、C22为测试出来的曲线。消音器的结构参照图1至图4，其中的尺寸参数为：

壳体1长度为630mm，截面的宽度为255mm，高度为123mm；壳体的长度可以在±100mm范围内变化。

第一隔板与壳体1的左端盖的距离为150mm，其上具有310个消音孔，消音孔的直径为3.5mm。

第二隔板与第一隔板的距离为160mm，其上具有310个消音孔，消音孔的直径为3.5mm。

第三隔板与第二隔板的距离为160mm，其上具有310个消音孔，消音孔的直径为3.5mm。

中间管的外径为55mm，长度为200mm，其具有消音孔的管身具有210个消音孔，消音孔的直径为3.5mm。

排气管的外径为45mm，其长度为530mm，其具有消音孔的管身具有220个消音孔，消音孔的直径为3.5mm。

进气管的外径为50mm，其长度为500mm，其具有消音孔的管身具有216个消音孔，消音孔的直径为3.5mm。

其中，每个管子的直径可以在±5mm范围内变化。每根管子的长度可以在±100mm范围内变化。管子的位置可以在100mm内的任意方向进行变化。隔板的位置可以在100mm范围内任意移动。各管的直径可以在±2mm内变化。孔数可以在±50变化。

可以看出第4阶次噪音的峰值出现在大约3000RPM，其被大幅抑制了，第2阶次噪音的峰值也被减弱，能很好地吻合期望曲线。

本实用新型虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本实用新型，任何本领域技术人员在不脱离本实用新型的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改。因此，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何修改、等同变化及修饰，均落入本实用新型权利要求所界定的保护范围之内。