一种用于车辆进排气系统的共振消声器的制作方法

本发明涉及车辆领域，特别是涉及一种用于车辆进排气系统的共振消声器。

背景技术

赫姆霍兹共振消声器在车辆的进排气系统领域有广泛应用，利用谐振的共振可以有效抑制中低频噪声。但是赫姆霍兹共振消声器属于单自由度结构，因此只有在谐振腔的共振频率下才会有明显的吸音效果。

现有技术中为了扩大赫姆霍兹共振消声器的吸音频率范围，采用将阻性材料与谐振腔结合以增加系统阻尼特征的技术方案，然而阻性消声器在灰尘较大的环境中容易出现穿孔、堵塞等现象，从而阻碍了噪音的传播；另外，现有技术中还有采用多个消声器串联的设计来提升吸音频段，然而在这种情况下，谐振腔的开孔需要很小，使得其实际性能不佳。

技术实现要素：

本发明的一个目的是要提供一种用于车辆进排气系统的共振消声器，能有效简单地提升吸音频率范围。

特别地，本发明提供了一种用于车辆进排气系统的共振消声器，包括：

主管，用于噪声的传播；和

谐振腔，设置在所述主管的管壁处并相对所述管壁向外凸起，与所述主管连通，其中，

所述谐振腔内设置有一弹性面板，所述弹性面板用于将所述谐振腔分隔为上声腔和下声腔，所述上声腔用于减小第一频率的噪声，所述下声腔用于减小第二频率的噪声。

进一步地，所述主管与所述车辆的进气管或排气管连通。

进一步地，所述谐振腔上部设置有一连接管，其一端与所述主管连通，另一端与所述上声腔的上部连通。

进一步地，所述谐振腔的内部形状尺寸以及所述连接管的直径均小于所述噪声的波长。

进一步地，所述弹性面板的位置根据所要减小的噪声的频率进行设置。

进一步地，所述上声腔的共振频率为所述第一频率，所述下声腔的频率以及所述弹性面板的模态频率均与所述第二频率相等。

进一步地，所述弹性面板由弹性模量较低的金属制成。

进一步地，所述弹性面板由铝合金制成。

进一步地，所述弹性面板由塑料制成。

进一步地，所述弹性面板由pp-td30或pp-td40制成。

本发明的共振消声器在谐振腔内设置了一弹性面板，将所述谐振腔分隔为共振频率为第一频率的上声腔和共振频率为第二频率下声腔，使得所述谐振腔能够消除两种频率的噪声，增加了消声频率范围。

进一步地，本发明的共振消声器在不改变谐振腔体积的前提下，实现了多频率消声，不需要使用阻性材料使得本发明的共振消声器成本低、可靠性好；另外，本发明的共振消声器也不需要串联其他消声结构，因此其体积小，占用空间率低。

根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：

图1是根据本发明一个实施例的用于车辆进排气系统的共振消声器的结构示意图。

具体实施方式

图1是根据本发明一个实施例的用于车辆进排气系统的共振消声器的结构示意图。所述共振消声器用于为车辆的进排气系统消除噪声，如图1所示，所述共振消声器一般性地可包括主管10和谐振腔20。所述主管10，与所述车辆的进气或排气管道相连通，用于噪声的传播。所述谐振腔20设置在所述主管10的管壁处并相对所述管壁向外凸起，与所述主管10连通，其中，所述谐振腔20内设置有一弹性面板30，所述弹性面板30用于将所述谐振腔20分隔为上声腔201和下声腔202，所述上声腔201用于减小第一频率的噪声，所述下声腔202用于减小第二频率的噪声。所述谐振腔20上部设置有一连接管203，其一端与所述主管10连通，另一端与所述上声腔201的上部连通。所述上声腔201的共振频率设计为所述第一频率f1，所述下声腔202的频率以及所述弹性面板30的模态频率均设计为所述第二频率f2。所述弹性面板30由弹性模量较低的金属板或塑料制成，可选地，所述弹性面板30由铝合金、pp-td30或pp-td40制成。

本发明的共振消声器其工作原理可以参见图1，从主管10一端传播来的噪声，一部分沿所述主管10继续向前传播形成透射波(参见图1中带箭头的点线)，另一部分通过所述连接管203进入所述谐振腔20的上声腔201形成入射波(参见图1中带箭头的双点划线)。进入上声腔201中的频率为f1的入射波(参见图1中带点箭头的实线)经所述弹性面板30反射回主管10形成第一反射波，由于所述第一反射波与所述入射波相位相反，使得两者在所述连接管203处互相抵消，从而达到减小频率为f1的噪声的目的。

另外，另一部分频率为f2的入射波(参见图1中带点箭头的虚线)，由于与所述弹性面板30的模态频率一致，由此这部分入射波激发所述弹性面板30共振并投射至所述下声腔202，进入所述下声腔202的入射波遇到所述下声腔202底部的声腔壁面204又反射回主管10，形成第二反射波，基于与第一反射波消音同样的原理，所述第二反射波在所述连接管203处与频率为f2的入射波相抵，从而实现减小频率为f2的噪声的目的。

由于本发明的谐振腔20内设置了一模态频率与下声腔202的共振频率一致(均为f2)的弹性面板30，将所述谐振腔20分隔为共振频率为第一频率f1的上声腔201和共振频率为第二频率f2下声腔202，使得所述谐振腔20形成双自由度系统，能够消除两种频率的噪声，增加了本发明的共振消声器的消声频率范围，解决了现有技术中共振消声器的谐振腔20只能消除单频率的噪声的问题。

进一步地，本发明的共振消声器在不改变谐振腔20体积的前提下，实现了多频率消声，不需要使用阻性材料使得本发明的共振消声器成本低、可靠性好；另外，本发明的共振消声器也不需要串联其他消声结构，结构简单，体积小，占用空间率低。

在本发明的另一个实施例中，所述上声腔201和所述下声腔202的最大内部形状尺寸以及所述连接管203的直径均小于所述噪声的波长，例如，所述谐振腔20为圆柱体，其轴线与所述主管10的轴线平行，那么要保证所述谐振腔20的直径及高度、连接管203的直径均小于所述噪声的波长。这样可以保证声波以平面波的形式在所述谐振腔20内传播，同时也能保证声波垂直入射到弹性面板30上。所述谐振腔20的形状不限于圆柱体，可以是任意适合的形状。

本发明的所述弹性面板30的位置以及材料可以根据所要减小的噪声的频率进行设置。在本发明的另一个实施例中，共振消声器所要消除的噪声频率为f3和f4，那么通过选择所述弹性面板30的材料，即选择其模态频率为f4的弹性面板30材料，并且通过改变所述弹性面板30的位置，以改变所述上声腔201和所述下声腔202的容积，从而改变所述上声腔201和所述下声腔202的共振频率，使得所述上声腔201的共振频率为f3，所述下声腔202的共振频率为f4，根据上述消声原理，本实施例的共振消声器即可消除频率为f3和f4的噪声。在其他实施例中，所述共振消声器还能通过改变所述弹性面板30的位置及所述弹性面板30材料的选择消除其他频率的噪声。

至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。