用于进排气系统的消声系统、消声方法及车辆与流程

本发明涉及车辆配件制造技术领域，特别是涉及一种用于进排气系统的消声系统、消声方法和具有该消声系统的车辆。

背景技术：

在整车的性能试验中，进排气系统存在振动噪声大问题。在发动机完成状态确定后，无法从发动机端的调节来降低进排气系统的噪声，那么通过进排气系统本身的调节来降低进排气口的噪声的重要性就不言而喻了。

目前，现有的进排气系统并不自带声学传感器，对于出现噪声问题后，是通过外置传感器对进排气系统进行振动/噪声的测试，然后再通过频率分析来进行消声器的选型或结构设计。而且，目前的消声器仅针对某个中心频率进行设计，无法做到中心频率可根据实际多变的噪声环境进行自动调节。

技术实现要素：

本发明的一个目的是要解决现有技术中的排气系统需要外接传感器对进排气系统进行振动/噪声的测试和无法根据实际多变的噪声环境，进行自动调节的问题。

特别地，本发明提供了一种用于进排气系统的消声系统，包括：

信号采集单元，用于采集进气管路的进气腔内的声压信号；

控制单元，用于对所述声压信号进行频谱分析，以获取所述进气腔内的实际峰值频率，并将所述实际峰值频率与所述控制单元的预设峰值频率进行对比，以根据对比结果发出相应的控制指令；

执行单元，根据所述控制指令调节所述消声系统的消声器的扩张腔的大小，以减少所述进气管路的噪声。

进一步地，所述信号采集单元包括：

声学传感器，设在所述进气腔内以探测所述声压信号；

数据采集及分析系统，与所述声学传感器连接，以采集由所述声学传感器探测的所述声压信号。

进一步地，所述进气管路一端的径向尺寸大于其另一端的径向尺寸，所述进气腔内空气流动方向由所述进气管路的径向尺寸较大一端向其径向尺寸较小的一端流动，所述声学传感器设在所述进气管路的径向尺寸较大的一端，所述消声器设在所述进气管路的径向尺寸较小的一端。

进一步地，所述声学传感器为高温传声器或高温麦克风。

进一步地，所述消声器包括：

消声器筒体，设在所述进气腔内，所述消声器筒体内具有所述扩张腔，所述消声器筒体具有沿其轴向贯通的进气口和出气口；

移动件，设在所述扩张腔内且至少一部分伸出所述进气口，所述移动件在所述扩张腔内可活动，所述移动件具有沿所述消声器筒体轴向贯通的通孔以将所述进气管路内的空气导入所述扩张腔；

调节组件，所述调节组件设在所述扩张腔内且两端分别与所述消声器筒体和所述移动件相止抵，所述执行单元与所述调节组件连接，并根据所述执行单元发出的执行命令沿所述消声器筒体的轴向活动，以驱动所述移动件活动。

进一步地，所述移动件为可移动分隔板塞头，所述移动件的截面为几字形。

进一步地，所述调节组件包括：

伸缩杆，所述伸缩杆为柱状，所述伸缩杆的两端分别止抵所述消声器筒体和移动件，所述伸缩杆与所述执行单元电连接；

拉伸弹簧，所述拉伸弹簧套设在所述伸缩杆上以由所述伸缩杆驱动所述拉伸弹簧拉伸活动。

进一步地，所述伸缩杆和所述拉伸弹簧分别为两个，两个所述伸缩杆分别布置在所述移动件的两侧。

进一步地，所述伸缩杆为可伸缩压力泵杆。

本发明还提供一种根据上述实施例中所述的用于进排气系统的消声系统的消声方法，包括以下步骤：

采集进气管路的进气腔内的声压信号；

对所述声压信号进行频谱分析，以获取所述进气腔内的实际峰值频率；

将获取的所述实际峰值频率与预设峰值频率进行对比，并根据对比结果发出相应的控制指令；

根据所述控制指令调节消声器的扩张腔的大小，以减少所述进气管路的噪声。

本发明还提供一种车辆，包括根据上述实施例中所述的用于进排气系统的消声系统。

本发明的用于进排气系统的消声系统主要由信号采集单元、控制单元和执行单元组成。其中，信号采集单元用于采集进气管路的进气腔内的声压信号。控制单元用于对所述声压信号进行频谱分析，以获取进气腔内的实际峰值频率，并将实际峰值频率与控制单元预设峰值频率进行对比，根据对比结果发出相应的控制指令。执行单元可以根据该控制指令调节消声系统的消声器的扩张腔大小，达到自动消声降噪的目的。本发明的消声系统自带信号采集单元，采集进气管路内的声压信号，该消声系统可以通过控制单元将采集的声压信号进行频谱分析，获得实际声学特性的峰值频率，再针对该峰值频率，由执行单元调节消声器的扩张腔的大小，保证消声系统可以根据实际多变的噪声环境进行自动调节，达到自动进行消声降噪的目的。

进一步地，本发明的调节组件主要由伸缩杆和拉伸弹簧组成，伸缩杆的两端分别止抵消声器筒体和移动件，拉伸弹簧套设在伸缩杆上以由伸缩杆驱动拉伸弹簧拉伸活动。执行单元将执行指令传送给伸缩杆，控制伸缩杆在消声器的扩张腔中活动，以此通过调机扩张腔的大小来实现消声器消声降噪的目的。

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是根据本发明实施例的用于进排气系统的消声系统的剖面示意图；

图2是根据本发明实施例的用于进排气系统的消声系统的消声器的剖视图。

附图标记：

消声系统100；

声学传感器10；

数据采集及分析系统20；

控制单元30；

执行单元40；

消声器50；消声器筒体51；扩张腔511；移动件52；调节组件53；伸缩杆531；拉伸弹簧532；

进气管路60；进气腔61。

具体实施方式

参见图1，在发动机进排气管路中，当发动机工作时，空气气流经过进气管路60，空气在进气管路60内的流经路线如图1中箭头方向所示，进气管路60的管壁进行碰撞，改变进气管路60的进气腔61内空气的流场分布，产生振动和噪声。

参见图1和图2，本发明的用于进排气系统的消声系统100主要由信号采集单元、控制单元30和执行单元40组成。其中，信号采集单元用于采集进气管路的进气腔61内的声压信号。控制单元30用于对采集的声压信号进行频谱分析，以获取进气腔61内的实际峰值频率，并将实际峰值频率与预设峰值频率进行对比，根据对比结果发出相应的控制指令。也就是说，控制单元30将信号采集单元采集的声压信号通过频谱分析后，得到进气腔61内的实际峰值频率，并与其预设峰值频率进行对比判断。其中，峰值频率的判断可以参考现有经验公式，也可以根据不同车型及行驶路况总结的经验公式，这对于本领域技术人员来说是可以理解并且能够实现的，在本申请中不再详细赘述。

本发明的控制单元30根据信号采集单元不断采集获取的实际峰值频率与自身的预设峰值频率进行不断对比，并发出相应不同的控制指令。执行单元40可以根据该控制指令调节消声系统100的消声器50的扩张腔511大小，以达到自动消声降噪的目的。本发明的消声系统自带信号采集单元，采集进气管路内的声压频谱特性，该消声系统可以通过采集的声压信号的数据进行频谱分析，获得实际声学特性的峰值频率，再针对该峰值频率，由执行单元40调节消声器的扩张腔的大小，保证消声系统100可以根据实际多变的噪声环境进行自动调节，达到自动进行消声降噪的目的。

根据本发明的一个实施例，信号采集单元主要由声学传感器10和数据采集及分析系统20组成。其中，声学传感器10可以安装在进气管路60的进气腔61内，声学传感器10可以探测进气腔61内的声压信号。数据采集及分析系统20与声学传感器10连接，数据采集及分析系统20可以采集声学传感器10探测的声压信号。数据采集及分析系统20将采集的声压信号传送至控制单元30，并通过控制单元30对该声压信号进行频谱分析，以获取进气管路60内的实际峰值频率。控制单元30与数据采集及分析系统20连接，控制单元30可以将数据采集及分析系统20获取的实际峰值频率与控制单元30的预设峰值频率进行对比，并根据对比结果发出相应的控制指令。

执行单元40的一端与控制单元30连接，控制单元30可以接收控制单元30发出的控制指令，并根据控制指令发出相应的执行指令。参见图2，消声器50安装在进气腔61内，消声器50与声学传感器10间隔开布置，消声器50具有可调节的扩张腔511，在执行单元40的另一端与消声器50连接，消声器50在接收到由控制单元30发送给执行单元40的相应控制指令后，根据该控制指令调节扩张腔511的大小，以减少进气管路60的噪声，达到消声系统100消声降噪的目的。

因此，本发明的用于进排气系统的消声系统100，自带声学传感器10，并与数据采集及分析系统20连接以采集进气管路60内的声压信号，该消声系统100可以通过控制单元30对采集的声压信号进行频谱分析，获得进气管路60内的实际峰值频率，再针对该实际峰值频率，由控制单元30发出相应的控制指令，并控制执行单元40调节消声器50的扩张腔511的大小，达到自动进行消声降噪的目的。

根据本发明的一个实施例，参见图1，进气管路60一端的径向尺寸大于其另一端的径向尺寸，进气腔61内空气流动方向由进气管路60的径向尺寸较大一端向其径向尺寸较小的一端流动，声学传感器10安装在进气管路60的径向尺寸较大的一端，消声器50安装在进气管路60的径向尺寸较小的一端。也就是说，车辆发动机的进气管路60的两端的径向尺寸不一致，使空气在进气腔61内形成压力差，空气流动方向由进气管路60的径向尺寸较大一端向其径向尺寸较小的一端流动，减少进气管路60中空气对管路内壁的碰撞，从而减少振动和噪声的产生，有利于提高消声系统100消声降噪的效率。

在本发明的一些优选实施例中，参见图1，声学传感器10为高温传声器或高温麦克风。也就是说，声学传感器10可以采用高温传声器或高温麦克风，由于发动机在工作时，产生高温气体，通过采用高温传声器或高温麦克风作为声学传感器10，不仅探测精度高，而且还具有良好的耐高温性能，提高声学传感器10的使用寿命。

根据本发明的一个实施例，如图1和图2所示，消声器50主要由消声器筒体51、移动件52和调节组件53组合。其中，消声器筒体51安装在进气腔61内，消声器筒体51内加工有扩张腔511，消声器筒体51具有沿其轴向贯通的进气口和出气口。消声器筒体51的进气口和出气口分别与扩张腔511和进气腔61相连通。移动件52安装在扩张腔511内，移动件52的至少一部分伸出进气口，移动件52在扩张腔511内可活动，移动件52上加工有沿消声器筒体51轴向贯通的通孔，进气管路60内的空气可以通过通孔导入扩张腔511。调节组件53安装在扩张腔511内，调节组件53的两端分别与消声器筒体51和移动件52相止抵，执行单元40与调节组件53连接，调节组件53可以接收执行单元40的执行指令，并根据执行单元40发出的执行命令沿消声器筒体51的轴向活动，以此驱动移动件52沿消声器筒体51的轴向活动。通过移动件52在消声器筒体51的轴向上活动，实现消声器筒体51的扩张腔511的大小的调节，从而达到消声系统100消声降噪的目的。

根据本发明的一个优选实施例，如图1和图2所示，移动件52为可移动分隔板塞头，移动件52的截面为几字形。也就是说，移动件52可以采用可移动分隔板塞头，移动件52的截面可以大致加工成几字形，几字形的可移动分隔板塞头的连接端伸出消声器筒体51，并且连接端上加工有用于导入空气的通孔。几字形的可移动分隔板塞头的两个自由端分别与消声器筒体51的内壁面相止抵，并且两个自由端可以在消声器筒体51的轴向上活动。执行单元40通过控制调节组件53的伸缩活动，驱动可移动分隔板塞头在消声器筒体51的轴向上活动，从而改变移动件52的两个自由端到消声器筒体51底部的轴向距离，达到消声系统100消声降噪的目的。

在本发明的一些具体实施方式中，参见图2，调节组件53主要由伸缩杆531和拉伸弹簧532组成。其中，伸缩杆531大致加工成柱状，伸缩杆531的两端分别止抵消声器筒体51和移动件52，伸缩杆531与执行单元40电连接，执行单元40发出相应的执行指令命令伸缩杆531在消声器筒体51的轴向上伸缩活动。拉伸弹簧532套设在伸缩杆531上以由伸缩杆531驱动拉伸弹簧532拉伸活动。通过在伸缩杆531上套设拉伸弹簧532有效提高了调节组件53在消声器筒体51轴向上伸缩的稳定性。执行单元40通过控制调节组件53的伸缩活动，驱动可移动分隔板塞头在消声器筒体51的轴向上活动，从而改变移动件52的两个自由端到消声器筒体51底部的轴向距离，达到消声系统100消声降噪的目的。优选地，伸缩杆531和拉伸弹簧532分别为两个，两个伸缩杆531分别布置在移动件52的两侧。也就是说，调节组件53为两组，每组调节组件53分别包括伸缩杆531和拉伸弹簧532。伸缩杆531可以在移动件52的两侧对称设置，保证伸缩杆531活动时，移动件52的受力更加均匀，使移动件52在消声器筒体51轴向上的移动更加稳定，提高消声系统100消声降噪的效率。

根据本发明的一个优选实施例，参见图2，伸缩杆531为可伸缩压力泵杆。也就是说，伸缩杆531可以采用可伸缩压力泵杆，执行单元40与可伸缩压力泵杆连接，控制可伸缩压力泵杆的给液/气量，以此来控制可伸缩压力泵杆的伸缩的活动，执行单元40通过控制调节组件53的伸缩活动，从而驱动可移动分隔板塞头在消声器筒体51的轴向上活动，改变移动件52的两个自由端到消声器筒体51底部的轴向距离，达到消声系统100消声降噪的目的。

总而言之，本发明的消声系统100自带声学传感器10，采集管道内的声压频谱特性，该消声系统100可以通过采集的声压信号的数据进行频谱分析，获得实际声学特性的峰值频率，再针对该峰值频率，由执行单元40控制消声器50的扩张腔511的大小，达到自动进行消声降噪的目的。该消声系统100可以根据实际变化的声学特性，通过调节组件53对消声器筒体51内的扩张腔511的轴向距离进行相应调节，从而达到消声降噪的目的。

本发明还提供一种用于进排气系统的消声系统100的消声方法，包括以下步骤：

采集进气管路60的进气腔61内的声压信号；

对声压信号进行频谱分析，以获取进气腔61内的实际峰值频率；

将获取的实际峰值频率与预设峰值频率进行对比，并根据对比结果发出相应的控制指令；

根据控制指令调节消声器50的扩张腔511的大小，以减少所述进气管路的噪声。

也就是说，参见图1和图2，本发明的消声方法，首先，可以通过信号采集单元采集进气管路60的进气腔61内的声压信号，具体地，信号采集单元中的声学传感器10探测进气管路60的进气腔61内的声压信号，数据采集及分析系统20实时采集声学传感器10探测的声压信号。然后，控制单元30对数据采集及分析系统20采集的声压信号进行频谱分析，以获取进气腔61内的实际峰值频率，同时将获取的实际峰值频率与其预设峰值频率进行对比，并根据对比结果发出相应的控制指令。其中，峰值频率的判断可以参考现有经验公式，也可以根据不同车型及行驶路况总结的经验公式，这对于本领域技术人员来说是可以理解并且能够实现的，在本申请中不再详细赘述。

接着，执行单元40接收控制单元30发出的控制指令，执行单元40根据该控制指令调节消声器50的调节组件53伸缩，并驱动移动件52在扩张腔511的轴向上活动，以此改变扩张腔511的轴向上的距离，达到消声系统100消声降噪的目的。本发明的消声方法，通过声学传感器10、数据采集及分析系统20、控制单元30、执行单元40和消声器50之间的配合，能够根据实际变化的声学特性，实现对消声器50的扩张腔511的自动调节，达到自动消声降噪的目的。

本发明还提供一种车辆，包括上述实施例中的用于进排气系统的消声系统100。由于根据本发明实施例的用于进排气系统的消声系统100具有上述技术效果，因此，根据本发明实施例的车辆也具有相应的技术效果，即本发明的车辆，通过设置该消声系统100，能够自动采集管道内的声压信号。也就是说，本发明的车辆通过安装该消声系统100可以将采集的声压信号进行频谱分析，获得实际峰值频率，再针对该实际峰值频率，由执行单元40控制消声器50的扩张腔511的大小，达到自动进行消声降噪的目的，减少车辆发动机的噪音污染。

根据本发明实施例的车辆的其他结构和操作对于本领域技术人员而言都是可以理解并且容易实现的，因此不再详细描述。

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。