本发明涉及排气消音设备领域，具体涉及一种自动调节腔体的磁流变排气消音器。
背景技术：
随着工业化程度的提高，噪声危害程度日益扩大，交通噪声成为当前城市环境噪声中最主要的噪声源，而排气噪声是汽车发动机的主要噪声源，排气消声器是阻止声音传播而允许气流通过的一种器件，是消除空气动力性噪声的重要措施。排气消声器的种类很多，大多数排气消声器的消声性能依赖于固定的结构参数。现有技术中，排气消声器的排气消音效果不够理想，原因在于：发动机排气噪声随转速变化而变化，排气消声器消音频率不能随发动机转速的变化进行自动调节，故吸声系数低，吸收频带窄，且不易控制。
技术实现要素：
针对现有排气消音器消音方面所存在的问题，本发明提出一种自动调节腔体的磁流变排气消音器，本发明采用的实施方案是：一种自动调节腔体的磁流变排气消音器，包括中空的圆柱形筒体，沿筒体轴线两端分别设有进气管和出气管；筒体包括壳体、玻璃棉和穿孔板，穿孔板上开有若干气孔；筒体内由左活塞和右隔板沿垂直筒体轴线方向将筒体分隔为第一腔体、第二腔体和第三腔体，进气管与第一腔体相通，出气管与第三腔体相通；左活塞和右隔板上均布地开有左流通孔和右流通孔；左活塞上固设有与筒体同轴的活塞杆，伸入到第一腔体的活塞杆的细轴上套设有压电振子，压电振子均由圆环形的压电陶瓷和金属基板粘接而成；第二腔体内设有与筒体同轴的的带有圆柱形内腔的缸体，缸体内腔中充满磁流变液，活塞杆的粗轴伸入到缸体的内腔中，活塞杆的粗轴上设有右活塞，右活塞上开有便于磁流变液流动的阻尼孔，右活塞上设有使磁流变液状态改变的线圈，活塞杆的粗轴右端与缸体底部设有弹簧；活塞杆与端盖间设有密封与导向件；端盖通过螺钉安装在缸体左端部，缸体通过螺钉固定在右隔板上。
本发明中，为提高压电振子的吸音降噪能力和可靠性，压电振子为弯曲的彩虹型结构，压电陶瓷的曲率半径小于金属基板的曲率半径，压电陶瓷厚度为0.17～0.3mm的pzt4，金属基板为铍青铜，金属基板与压电晶片的厚度之比为1～2.6，此时压电振子的吸音降噪能力较强。
当线圈中没有电流时，磁流变液为newton流体，右活塞可以自由在缸体内滑动，磁流变液可以自由通过阻尼孔，同时弹簧起到复位的作用；当线圈中有电流即有磁场时，磁流变液则呈现出高粘度、低流动性的bingham体特性，将阻尼孔阻塞，使右活塞两侧的磁流变液运动受阻。
通过进气管进入第一腔体后，气流吹到压电振子时产生气体动压力首先使压电振子中的彩虹型弯曲的压电陶瓷受压应力趋于拉直，压电振子中压电陶瓷所受应力小于其许用应力，气流中声波的振动使压电陶瓷所受的应力交替增加和减小的过程中即将声能转换成电能，所生成电能经导线传输到能量转换与存储电路后为线圈供电；由压电陶瓷的正压电效应可知，压电陶瓷在压力作用下产生的电荷量与压力大小成正比，因此，施加到线圈上的电流大小受压电陶瓷产生的电荷值控制，线圈中电流的改变可引起磁场大小的改变，磁场的改变使得磁流变液的力学性能发生改变，从而使得右活塞两侧的磁流变液运动阻尼力大小受控。
当发动机转速增大时，消声器气流气压和声波频率增加，压电陶瓷产生的电荷量增多，将声能转换成电能增大，即施加到线圈上的电流就大，磁流变液通过阻尼孔的阻尼力增大；同时，增大的气体动压力还会驱动活塞杆上的左活塞和右活塞向右移动，使第一腔体增大，第二腔体减小，弹簧缩短；相反，当发动机转速降低时，消声器气流气压和声波频率减小，压电振子施加到线圈上的电流减小，磁流变液通过阻尼孔的阻尼力减小，弹簧的弹力使左活塞和右活塞向左移动，第一腔体减小，第二腔体增大，弹簧伸长，因此可根据发动机转速变化进行自动调节右活塞阻尼力大小和腔室体积，从而实现对噪声的智能主动控制。
优势与特色：1)利用压电振子将声能转变成机械能，吸声能力强，可靠性高；2)根据发动机转速变化进行自动调节腔室体积和右活塞阻尼力大小从而实现动态主动吸声，结构简单；3)通过压电陶瓷吸收低频声波，利用穿孔板与玻璃棉共同作用吸收中高频声波，吸收频带宽。
附图说明
图1为本发明一个较佳实施例中一种自动调节腔体的磁流变排气消音器的结构示意图；
图2为本发明一个较佳实施例中压电振子的结构示意图；
图3是本发明一个较佳实施例中右活塞的结构示意图：
具体实施方式
一种自动调节腔体的磁流变排气消音器，包括中空的圆柱形筒体v，沿筒体v轴线两端分别设有进气管a和出气管p；筒体v包括壳体b、玻璃棉c和穿孔板d，穿孔板d上开有若干气孔d1；筒体v内由左活塞g和右隔板m沿垂直筒体v轴线方向将筒体v分隔为第一腔体a、第二腔体b和第三腔体c，进气管a与第一腔体a相通，出气管p与第三腔体c相通；左活塞g和右隔板m上均布地开有左流通孔g1和右流通孔m1；左活塞g可在筒体v内自由滑动，左活塞g上固设有与筒体v同轴的活塞杆t；伸入到第一腔体a的活塞杆t的细轴t1上套设有压电振子e，压电振子e均由圆环形的压电陶瓷e1和金属基板e2粘接而成；第二腔体b内设有与筒体v同轴的的带有圆柱形内腔的缸体j，缸体j内腔中充满磁流变液h，活塞杆t的粗轴t2伸入到缸体j的内腔中，活塞杆t的粗轴t2上设有右活塞q，右活塞q上开有便于磁流变液h流动的阻尼孔q1，右活塞q上设有使磁流变液h状态改变的线圈k，活塞杆t的粗轴t2右端与缸体j底部设有弹簧r；活塞杆t与端盖i间设有密封与导向件n；端盖i通过螺钉安装在缸体j左端部，缸体j通过螺钉固定在右隔板m上。
本发明中，为提高压电振子e的吸音降噪能力和可靠性，压电振子e为弯曲的彩虹型结构，压电陶瓷e1的曲率半径小于金属基板e2的曲率半径，压电陶瓷e1厚度为0.17～0.3mm的pzt3，金属基板e2为铍青铜，金属基板e2与压电晶片e1的厚度之比为1～2.6，此时压电振子e的吸音降噪能力较强。
当线圈k中没有电流时，磁流变液h为newton流体，磁流变液h可以自由通过阻尼孔q1，右活塞q可以自由在缸体j内滑动，同时弹簧r起到复位的作用；当线圈k中有电流即有磁场时，磁流变液h则呈现出高粘度、低流动性的bingham体特性，将阻尼孔q1阻塞，使右活塞q两侧的磁流变液h运动受阻。
气流通过进气管进入第一腔体后，气流吹到压电振子e时产生气体动压力首先使压电振子e中的彩虹型弯曲的压电陶瓷e1受压应力趋于拉直，压电振子e中压电陶瓷e1所受应力小于其许用应力，气流中声波的振动使压电陶瓷e1所受的应力交替增加和减小的过程中即将声能转换成电能，所生成电能经导线传输到能量转换与存储电路后为线圈k供电；由压电陶瓷e1的正压电效应可知，压电陶瓷e1在压力作用下产生的电荷量与压力大小成正比，因此，施加到的线圈k上的电流大小受压电陶瓷e1产生的电荷值控制，线圈中电流的改变可引起磁场大小的改变，磁场的改变使得磁流变液h的力学性能发生改变，从而使得右活塞q两侧的磁流变液h运动阻尼力大小受控。
当发动机转速增大时，消声器气流气压和声波频率增加，压电陶瓷e1产生的电荷量增多，将声能转换成电能增大，即施加到线圈k上的电流就大，磁流变液h通过阻尼孔q1的阻尼力增大；同时，增大的气体动压力还会驱动活塞杆t上的左活塞g和右活塞q向右移动，使第一腔体a增大，第二腔体b减小，弹簧r缩短；相反，当发动机转速降低时，消声器气流气压和声波频率减小，压电振子e施加到线圈k上的电流减小，磁流变液h通过阻尼孔q1的阻尼力减小，弹簧r的弹力使左活塞g和右活塞q向左移动，第一腔体a减小，第二腔体b增大，弹簧r伸长，因此可根据发动机转速变化进行自动调节右活塞q阻尼力大小和腔室体积，从而实现对噪声的智能主动控制。
以上所述仅为本发明的具体实施例，但本发明的技术特征并不局限于此，任何本领域的技术人员在本发明的领域内，所作的变化或修饰皆涵盖在本发明的专利范围之中。