专利名称：有源消声器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种具有权利要求1前序部分所述特征的有源消声器。
这种类型的消声器应用于消声系统，用来降低一个令人感到厌烦的噪声场的声级。为此整个消声系统基本上具有一个消声器以及用于提供关于预料到的干扰噪声信息的传感器和(或)用于接收已被抑制或被抵消的干扰噪声的控制传感器。将对应于噪声级的传感器信号供给一个控制装置。在该装置中该传感器信号被进一步处理。经处理后的传感器信号作为电信号送到一个扬声器。该扬声器是消声器的一个部件，用来辐射抵消声(反声)。送到扬声器的电信号经过计算，使抵消声和干扰噪声的两个声场根据从物理学知道的干涉原理反相叠加。结果，干扰噪声被抵消或至少被显著地降低。
WO91/15666和US5097923发表了用于降低机动车排气噪声的有源消声器。所公开的消声器具有一个或多个扬声器。各个扬声器配置在一个抵消声室内。装有扬声器的消声器安装在排气管管套的侧面，使扬声器辐射方向从径向通过排气管。由于扬声器配置在侧面，所以为了能在构成噪声辐射口的管口处产生一个均匀的抵消声场，抵消声波需要一定的距离。为此目的，要将在声室中产生的抵消声场通过一个在排气管周围同轴配置的导管传送到排气口。因此，该消声器将占据很大的空间并具有很复杂的结构设计。由于现有技术的消声器的复杂外形，从工艺制造观点来看其制造很困难，并且因而费用很高。
由于安装条件往往受到很大限制，并且消声器因此应尽可能占有较小的安装空间，所以已经占据很大空间的消声器如进一步扩大其体积，无论怎样也只是在有限范围内才是可能的，或者根本是不可能的。但是，为了使扬声器产生低频调谐音，最好是有一个尽可能大的声室，特别是在扬声器的后腔。因此，在现有技术的消声器中，扬声器的效率低。此外，由于在扬声器与排气管的辐射口之间的传输路径较长，因而阻碍了控制传感器和扬声器之间的精确耦合。所以对干扰噪声的抑制不充分。
从EP—A—〔0〕227372已知一种有源消声系统，其中干扰噪声和抵消声的辐射方向被校准到接近平行。但是，为能消除噪声，用于产生抵消声的扬声器的特殊配置，需要一个结构极其复杂而又占据很大空间的消声器。
本发明的目的是以节省空间的方式实施一个开头所述类型的消声器，并以简单的几何形式使干扰噪声和抵消声反相叠加。
这个目的是通过将权利要求1所述特点综合起来达到的。按照本发明，扬声器的锥形纸盆沿径向包围辐射口。因此，抵消声和干扰噪声的辐射方向从出发点就校正到互相平行，而且两个声场的声中心被配置在一个公共轴线上。为产生用来与噪声场叠加的均匀抵消声场，完全不需要传输路径。用这种方法，能够以简单的几何形式实现噪声与抵消声的有利叠加。因此，消声器从结构上得到明显简化。由于省去了传输路径而且扬声器同心配置，所以消声器是按节省空间的方式设计。所节省的空间需求可用作扬声器的后腔，以用于产生其低频调谐音。因而，按照本发明的消声器即使空间受到限制仍能使用。
省去在扬声器与辐射口之间的传输路径，使得有可能简化传输功能，并因此能更精确地实现扬声器与接收被抵消的干扰噪声的控制传感器之间的耦合。因传输延迟借助这种耦合而大大减小，所以扬声器可快速而精确地反应变化着的干扰噪声级。因此，例如通过控制装置能够以技术上更为简单的手段实现耦合。消声器在效率提高的同时基本上具有合理的定价。
由于扬声器与辐射口之间的路径差短，因而令人烦厌的共振仅在与本消声器的使用无关的高频发生。因此，消声器的操作在整个有关频率范围上更加平稳。
扬声器的锥形纸盆相对于扬声器的纵轴一般是按轴对称配备。因此它具有一个圆形的横断面。与此不同，扬声器的锥形纸盆也可以具有例如椭圆形横断面。由于与消声器的使用有关的波长比扬声器的横向尺寸长，所以产生一个平稳的抵消声场。采用不同横断面形状的扬声器锥形纸盆，使扬声器能够更好地适应不同的空间条件。
由于扬声器紧凑地环绕辐射口配置，所以即使是一个大的扬声器锥形纸盆仍节省空间。因此在消声器的许多应用情况下，锥形纸盆的面积可选得大。按这种方式，为获得高的抵消声声级所需的大声量，利用扬声器锥形纸盆的较小振荡幅值产生。因此，当保持同样的扬声器的抵消效果时，在扬声器锥形纸盆上的机械负荷被进一步减小。结果，在一个相当长的时间内保证扬声器的可靠操作方式。
对要使用的扬声器可选择不同驱动原理和结构的扬声器锥形纸盆。
按照权利要求2，扬声器按照熟知的电动式驱动原理工作。电动扬声器更适合于满足对变化的噪声级作较快调整和适应的需要。
按照权利要求3所述的一种扬声器例如由″F.Hausdorf扬声器工艺手册卷31990VISATON版权第21页—″已知。该扬声器的圆锥形结构使得可以用一种简单的方法将其相对于辐射干扰噪声的辐射口中心近似地同心配置。
按照权利要求4，扬声器的锥形纸盆和辐射口端部沿扬声器的轴向近似齐平。因此，可保证由扬声器锥形纸盆产生的抵消声场全部用于抵消噪声场。扬声器的锥形纸盆例如可实施为漏斗形或扁锥形。
按照权利要求5，辐射口是一个声管的管口。因此，按照本发明的消声器也可应用于内燃机。
按照权利要求6，与电动扬声器有关的众所周知的磁系统包括一个沿扬声器纵轴方向延伸的中心孔，使声管能够穿过这个孔。按这种方式，该声管不仅用于引导干扰噪声，而且还可用作固定扬声器的机械部件，并因此还使整个消声器就位在适当位置。扬声器围绕声管同心配置，使消声器能从工艺装配观点来看以简单方式安装。此外，可以减少为使扬声器有一个机械上稳固支架所需的固定装置的件数。
应该指出，为构成该磁系统，环形磁铁按已知的方法沿径向环绕有孔的磁极铁芯。因此，该环形磁铁不需要为径向环绕声管而另外作机械加工。但是，也可以将磁极铁芯和环形磁铁互换位置。在这种情况下，一个环形磁极环绕一个有孔的磁铁铁芯。
权利要求7和8提出一种在扬声器与声管之间的径向间距，该间距用作一个封闭的中间间隔。将该中间间隔封闭的目的是防止在扬声器的前面和后面之间发生声短路。该径向间隔有此好处，即能使扬声器、尤其是磁系统和灵敏的扬声器锥形纸盆不直接受到声管的影响。例如如果声管装备成传送热排气的排气管，这一点非常重要。
权利要求8提出一种在扬声器与声管之间用来隔热的绝热层。该绝热层能以适当的层厚夹装在声管与磁系统之间，从而不需要用另外的固定装置将绝热层固定在声管的管套上。如果除了磁系统部位上的管套部分之外，绝热层还覆盖扬声器锥形纸盆部位和扬声器后部部位上的管套部分，则更有益。因此，绝热层在扬声器与整个声管之间形成热绝缘。热绝缘使磁系统的作用不受声管温度波动的影响，从而可保证扬声器的可靠操作。
权利要求9提出一种中间管，作为另一可供选择的绝热部件。该中间管以径向距离环绕声管。该中间管起一个冷却体的作用，能够吸收声管辐射的大部分热量。
权利要求10提出使扬声器对声管隔热的另一种措施。
权利要求11提出使扬声器隔热或将其冷却的另一种可能性。在声管与中间管之间的输送管内流过的冷却剂例如可以是空气或某种流体。
按照权利要求12，该输送管沿轴向在锥形纸盆的前部封闭。因此，在形成抵消声场时保证不会产生可能妨碍所需的该抵消声场与干扰噪声场叠加的附加旁路。此外，这种封闭使输送管对锥形纸盆的前部形成密封，因而能够可靠地防止冷却剂从锥形纸盆的前部意外漏失。
按照权利要求13，绝热层具有在扬声器与声管之间作为隔热部件以及用作封闭部件使输送管对锥形纸盆前部形成密封的双重功能。
按照权利要求14，同轴环绕着声管的中心管还有另一个功能。在结构上可将其制作成一个低音反射管。低音反射管在高保真度工艺中为大家熟知。这种类型的中间管除了改进其热绝缘功能外还显著地改善扬声器装置在低频范围的效率。
按照权利要求15和16，提供对扬声器的磁系统的冷却。为此，在沿径向环绕声管的磁极铁芯上、或在上述磁极铁芯和环形磁铁互换位置的情况下的磁铁铁芯上，另外钻有贯通的孔。冷却剂例如空气或某种流体则通过该通孔流动。为能按照一个回路的形式对磁系统提供冷却剂并再从系统中将其抽出，将该通孔例如与一根软管连接。按照权利要求16，为了达到对整个磁系统的均匀冷却，将通孔按照一种有利的方式沿着磁极铁芯或磁铁铁芯的圆周方向均匀分布。通孔则作为冷却回路的一部分相互流体连通。这种连通同样可利用例如软管构成。
按照权利要求17所述的声障板完成双重的功能。一方面，在消声器内用来在机械上稳固地支承扬声器的支架，为此将扬声器用其纸盆架的边缘固定在声障板上。另一方面，该声障板沿扬声器的轴向将锥形纸盆的前部和锥形纸盆的后部分隔开，用熟知的方法防止声短路。
按照权利要求18所述的封闭扬声器箱，即使在最低的频率仍完全防止声短路。扬声器的紧凑布置还使得有可能在锥形纸盆的后面选用一个大腔室的扬声器箱，而基本上不损害消声器的节省空间设计。
扬声器箱腔室的另一个功能是还能够容纳传感器与扬声器之间的耦合所需的电子线路。在这种情况下，电子线路被充分电气绝缘，并且无需另加技术措施而保护电子线路不受机械损伤。在扬声器箱的外面作为消声器的部件只配置有一个或几个传感器及其连接电子线路的引入线。因此，整个消声器构成一个小型化的装置。
如果辐射口是一个声管的管口，那么除了在声障板上用来嵌入扬声器的开口外，扬声器箱还有一个使该声管以可靠的配合穿过的开口。
按照权利要求19，消声器适用于任何型式内燃机的消声。消声器也可用于例如造船业。
按照权利要求20，声管是机动车的排气管。按照权利要求20的扬声器箱最好是象机动车结构中消声器的有关标准一样由两半壳体组成。在这种情况下，按适合于汽车底盘制造的两半壳体的外形，可以使扬声器箱有一个另外加大的腔室。半壳结构使扬声器箱的制造能够利用消声器制作中已知的所有焊接和折弯工艺。由于这类消声器的制造是成批生产，所以按照本发明的消声器还可以得到一个合理的价格。在普通的消声器结构中，半壳体用附加支座稳定。当将普通的消声器箱体用作扬声器箱时，可以省去这些支座。扬声器的纸盆架本身就可以方便地稳定两半壳体。因此，消声器能用很低的部件费用以一种机械上稳固的方式构成。同时，少量的部件保障消声器按一种顺利组装的方式装配。因此，按照本发明的消声器可在机动车中作为一种定价合理的消声器使用，这在工艺上得到显著改善。
在扬声器箱中可能产生令人烦厌的空气共振或驻波。为了将其消除，权利要求21提出用适当的吸声材料部分地或全部充填扬声器箱的腔室。
权利要求22提出一种透声的有孔前附加管，以更好地保护扬声器锥形纸盆不受从排气管管口排出的排气的损害。因此，前附加管的作用如同一个在气流方向伸长的排气管。由于前附加管上有许多透声的孔，所以噪声可直接在辐射口的前面进一步被抵消。而排气离开辐射口沿气流方向进入前附加管。用这种方法，扬声器的锥形纸盆既不会暴露于极高的排气温度下，也不会受到排气中有害化合物的损害。
按照权利要求23，扬声器也得到良好的保护，以防止其锥形纸盆的正面受到例如外部压力或冲击力的机械损伤。为使辐射口通过而开的屏孔在将防护屏组件安装在消声器上适当位置时还可用作辅助支承。
此外，按照权利要求24，制成板状的防护屏考虑到消声器的节省空间的结构。
按照权利要求25的聚声管将噪声与抵消声的叠加区集中在辐射口前面的一个小空间范围。这保证噪声场的尽可能大的百分率被抵消。
如扬声器嵌装在扬声器箱内，该聚声管也可实施为沿扬声器的轴向延长的一段箱壁。然后利用声障板和(或)扬声器简单地将聚声管与扬声器箱的其余部分分隔开。
权利要求26考虑了一种小外形的消声器。前附加管还保护聚声管免受有害排气的损害。
权利要求27提出一种固定在聚声管锁紧圈上的透声的有孔防护屏。该防护屏保护由聚声管封闭的整个内腔室、也就是扬声器和如需要时的前附加管不受机械损伤。只要消声器没有前附加管，这种防护屏不需要屏孔。将固定在聚声管上的防护屏与按照权利要求23的防护屏结合起来，能够更有效地保护扬声器不受损坏。
按照权利要求28至30，无需另加技术措施即可很好地保护用于接收抵消后噪声的传感器不受机械损伤或其他外部作用的影响。传感器可用简单的方法固定在聚声管的内壁上。因此，聚声管除聚声作用外，还对传感器具有机械保护和支承作用。
按照权利要求28，可提供多个固定于聚声管的传感器，用于改进对声抵消的检测。装有多个传感器的消声器，即使其一个传感器损坏仍能继续使用。因此，消声器的无需维修的使用寿命以高效率进一步延长。多个传感器可以在聚声管的圆周方向例如以均匀的间隔配置。
按照权利要求30，传感器从聚声管的管轴算起的径向间距约为管轴与聚声管内壁之间总距离的6/10。由于相对于管轴的这一特定间距，使传感器不受两个叠加声场的第1径向共振的影响。因而防止对声抵消的错误检测。
按照权利要求32和33，在锥形纸盆的前面安装了一个起声压室作用的附加罩。因此，形成一个由″F.Hausdorf扬声器工艺手册卷31990VISATON版权第28页—″而熟知的声压室式扬声器。该附加罩和管段极大地改善了扬声器锥形纸盆对空气的适应性。因此，以简单的方法提高了消声器的效率。附加罩和管段的另一作用是极有效地保护扬声器和辐射口不受外部的机械损伤。
按照本发明的消声器极紧凑并节省空间，而且按机械稳固的方式设计。由于上述的消声器部件在许多情况下具有多重功能，所以整个消声器可以用少量的部件以顺利的组装方式和合理的价格制造。个别部件的必要更换，例如即使是在修理时，也可以极简单地进行。
本发明的主要内容利用附图所示的实施例加以说明。附图包括
图1是按照本发明的消声器在其扬声器以横断面表示时的侧视图。
图2是机动车排气系统用的普通消声器对应于图3中的剖面线II—II的剖视图。
图3是该普通消声器对应于图2中的剖面线III—III的剖视图。
图4是按照本发明的用于机动车排气系统的消声器对应于图5中的剖面线IV—IV的剖视图。
图5是该消声器对应于图4中的剖面线V—V的剖视图。
图6至图13是在另一实施例中按照本发明的消声器的侧视图。图中符号1消声器2扬声器3扬声器箱4扬声器锥形纸盆5扬声器纸盆架6磁极板7磁极板8环形磁铁9磁极铁芯10轴向11声管12传声方向13辐射口14纸盆架边缘15通孔16冷却管线17腔室18消声器19排气管20半壳体21半壳体22支承板23支承板24吸声阻尼材料25声障板26室壁27中间管28输送管29绝热层30吸声阻尼材料31前附加管32透声孔33排气口34聚声管35防护屏36屏孔37传声器38附加室39管段40附加室开孔41开孔42金属镀层43管轴44管半径在图1所示的有源消声器1中，扬声器2嵌装在封闭的扬声器箱3内。扬声器2按锥形扬声器实施。
扬声器2的主要部件为漏斗状的喇叭口扬声器锥形纸盆4、以漏斗形的方式环绕着扬声器锥形纸盆的扬声器纸盆架5和环形磁系统。该环形磁系统具有磁极板6、7、配置在磁极板6、7之间的环形磁铁8、以及由环形磁铁8沿径向环绕的磁极铁芯9。扬声器2的结构和操作众所周知，并例如在″F.Hausdorf扬声器工艺手册卷31990VISATON版权第22页—″中有所说明。
磁极板6和磁极铁芯9沿扬声器2的轴向10钻有中心孔。在扬声器锥形纸盆4的部位上没有提供通常垂直对准轴向10设置的防尘罩。按照这种方式，扬声器2可以同轴地环绕声管11。在这种情况下磁极铁芯9直接靠在声管11的管套上。声管11贴紧地通过扬声器箱3的开孔41，并用来沿着传声方向12传送干扰噪声。干扰噪声则在起辐射口13作用的声管11的管口向外辐射。扬声器2相对于声管11的位置以这样一种方式校正，即辐射口13和限定扬声器纸盆架5的漏斗形口的纸盆架边缘14近似配置在同一平面上。因此，在很大程度上避免了在辐射口13与扬声器之间的按常规标准传输路径。
纸盆架边缘14用图中未画出的固定装置固定在构成扬声器箱3一部分的声障板25上。
如排气以相当高的排气温度通过声管11，则如图1所示，磁极铁芯9可以有多个通孔15。通孔15仅示意地示出。各通孔15相互流体连通，并与也仅是示意表示的冷却管线16连接。因此，形成一个闭合的冷却回路，用于冷却磁系统的适当的冷却剂通过该冷却回路流动。冷却回路可以整个配置在扬声器箱3的腔室17中，或在适当的位置将冷却管线16从扬声器箱3引出。
图2和图3示出用于机动车排气管19的以半硬壳式结构设计制成的普通消声器18。消声器18的外形适合于汽车的底盘。消声器18包括两个用适当的连接技术例如焊接、以熟知的方法互相密封连接的半壳体20、21。支承板22、23在消声器18的腔室内近似垂直对准排气管19的纵轴，使其机械稳定。在消声器18的腔室内填入吸声阻尼材料用于吸声。
现在可以将按照本发明的消声器1的基本结构方便地转换到这种类型的普通消声器18。为此如在图4和图5中所看到的那样，用同轴地环绕排气管的扬声器2替换阻尼材料24和支承板23，并在半壳体20、21上设置一个用于使扬声器2辐射抵消声的开孔。在这一过程中，扬声器2借助于其极牢固的纸盆架5而具有两个功能，即一方面为半壳体20、21提供机械上稳定消声器18所需的相互支承，另一方面，辐射用于抑制或消除排气噪声的抵消声。这样，即可按合理的价格和技术上简单的方式将普通的无源消声器18转换成按照本发明的有源消声器1。为冷却扬声器2的磁系统，同样可以提供在图4和图5中未画出的冷却回路。
在图6中，纸盆架边缘1 4固定在声障板25上。声障板25具有一个大小近似相当于纸盆架边缘14的横截面的开孔，用于沿轴向10嵌入扬声器2。声障板25、纸盆架边缘14和辐射口13近似配置在同一平面上。室壁26分别与在扬声器2两边的声障板25邻接。室壁26仅示意地示出，并且可以是独立装配的。声障板25和室壁26封闭成一个容有噪声的室。例如这可能是一个发动机室。干扰噪声可通过通风管等连通到外部。在这种情况下，声管11即为具有以通向外部的通风口为辐射口13的通风管。从工作室或发动机室发出的干扰噪声通过扬声器2的上述配置来抵消。为防止声短路，扬声器2的背后应封闭。为此提供一个箱式的封罩42。
在图7中，声管11在扬声器2的部位上用一个中间管27以一定的径向距离环绕。该中间管27的一端沿轴向10延伸到磁极板6之外，而其另一端终止在辐射口13。磁极铁芯9直接靠在中间管27的管套上。中间管27由适合于在扬声器2与声管11之间起到热绝缘作用的材料制成。当其尺寸适当选定后，中间管27还具有象一个低音反射管一样的功能，并因此可提高消声器1抵消干扰噪声的效率。
在图8中，中间管27以其沿轴向10与辐射口13相反的一端通到扬声器箱3之外。在这种情况下，由声管11与中间管27之间的径向距离形成的输送管28可通到扬声器箱3的外部。可将一种适当的冷却剂例如空气或某种流体引入输送管28，用于冷却扬声器2。此外，输送管28还可在声管11与扬声器2之间用作附加的绝热体。为此图8中输送管28内在扬声器2的磁系统部位充填绝热层29。在辐射口13的部位，输送管28沿轴向10用另一绝热层29封闭。在未示出的另一个实施例中，在扬声器箱3内的整个输送管28全部用绝热层29充填。
图9中的扬声器箱3内充填了吸声阻尼材料30，用以防止令人厌烦的共振。这种情况下，阻尼材料30配置在沿轴向10与扬声器锥形纸盆4相反的一边，封盖住扬声器箱3的后壁。
在图10中，声管11利用前附加管31在其辐射口13处沿传声方向12延长。前附加管31可作为一个连接于辐射口13的独立部件制造，也可与声管11整体制造。声管11的内径和前附加管31的内径近似相同。前附加管31的管套有许多透声的孔32。借助于前附加管31，可将沿传声方向12流过声管11的排气引到远离扬声器2的部位，并只能从起排气管管口33作用的前附加管31的管口排出。因此，扬声器2尤其是灵敏的扬声器锥形纸盆4获得对有害排气的更好的防护。同时，透声孔32保证按照不带前附加管31的消声器1的实施例所述的干扰噪声场和抵消声场的所需叠加。
在图10中还示出一个聚声管34。该聚声管34在扬声器锥形纸盆4的正面与纸盆架边缘14联接，并沿轴向10延伸。从轴向10看去，该聚声管34与扬声器箱3齐平。聚声管34或与扬声器箱3整体制造，或作为一个独立部件例如固定于纸盆架边缘14。聚声管34用于将由扬声器锥形纸盆4辐射的抵消声波聚中。因此，在辐射口13前面的部位在干扰噪声场和抵消声场之间形成一个集中叠加区。所以由扬声器2产生的抵消声场可以有更大的百分率用于抵消干扰噪声。因而消声器1的效率得到进一步的改进。
在图11中，扬声器锥形纸盆4的前面沿轴向10盖有一个板状的透声有孔防护屏35。在图中用虚线表示。防护屏35近似地配置在纸盆架边缘14的平面上。它具有一个用于辐射口13的中心屏孔36。聚声管34沿轴向10与纸盆架边缘14相反的管端与另一个防护屏35连接。其屏孔36沿径向围绕前附加管31的排气口33。联接于聚声管34的所述管端的防护屏35不仅用来保护扬声器2不受机械损伤，还用于保护固定于聚声管34内壁的两个控制传感器。两个控制传感器中间的每一个都是传声器37。它们接收被抵消的或被抑制的干扰噪声，并发送一个相应的传感器信号到控制装置，使扬声器2根据该传感器信号触发工作。在其它实施例中，也可在聚声管34内壁固定另外几个传感器或只固定一个单独的传感器。
在这里没有示出的另一个实施例中，将一个或几个传声器37相对于用点划线表示的聚声管34的管轴43，以等于聚声管34管半径44的0.6倍的径向距离配置。
在图12中，扬声器2在其正面沿轴向10盖有一个象罩子状的附加室38。附加室38是一个以声管11的管轴为假想转轴的动态平衡部件。它用这里图中未画出的固定装置以其边缘部分固定于纸盆架边缘14。从纸盆架边缘14开始，附加室38具有一个沿轴向10成圆锥形逐渐减小的横断面。圆锥减小终止于一个管段39。声管11沿传声方向12超出纸盆架边缘1 4的平面近似地延伸到管段39。后者限定一个腔室开孔40，并以一个径向距离环绕声管11。
图13示出附加室38的另一个实施例。它作成板状，并以平面平行的方式与纸盆架边缘14的平面邻接。该板状的附加室38在中心有一开孔。该开孔用作腔室开孔40。管段39沿轴向10伸过附加室38。正如按照图12的消声器1的实施例一样，管段39环绕声管11并限定腔室开孔40。
附加室38和管段39的作用象一个声压室一样，因此可将扬声器2辐射的抵消声在其与干扰噪声叠加之前变换到辐射口13的部位。通过这种变换，可使扬声器锥形纸盆4更好地适应空气。因而消声器1的效率得到进一步的改进。
在消声器1的不同实施例中所示出和加以说明的部件，当然也可以归并到其中没有示出或说明这些部件的实施例中。因此例如，由图1说明的具有冷却管线16和通孔15的冷却回路，也适用于按照图4至图13实施例的消声器1。在这种意义上，例如按照图10和图11的聚声管34，当然也可以与按照图1至图9实施例的消声器1结合在一起。
权利要求
1.一种有源消声器(1)，用于抵消从一个干扰噪声源通过辐射口(13)辐射的干扰噪声，它具有一个以这样一种方法辐射抵消声的扬声器(2)，即利用干涉原理使干扰噪声和抵消声的两个声场相互削弱或抵消，其特征在于扬声器(2)配置成其纵轴与辐射口(13)的中心近似地同心，并以其产生抵消声的锥形纸盆(4)沿径向环绕辐射口(13)。
2.根据权利要求1所述的消声器，其特征在于具有电动式驱动的扬声器(2)。
3.根据权利要求2所述的消声器，其特征在于扬声器(2)是锥形扬声器。
4.根据权利要求1至3中任何一个所述的消声器，其特征在于扬声器锥形纸盆(4)近似地配置在辐射口(13)的平面上。
5.根据前面的权利要求中任何一个所述的消声器，其特征在于辐射口(13)是传送干扰噪声的声管(11)例如一个排气管的管口。
6.根据权利要求5所述的消声器，具有作为电动扬声器(2)磁系统部件的磁极板(6)、环形磁铁(8)和磁极铁芯(9)，其特征在于该磁系统沿径向环绕声管(11)，而磁极板(6)和磁极铁芯(9)沿扬声器(2)的纵轴在中心还钻有通孔。
7.根据权利要求1至6中任何一个所述的消声器，其特征在于扬声器(2)以一个径向距离环绕声管(11)，其中由该径向间距构成的中间间隔被封闭。
8.根据权利要求7所述的消声器，其特征在于该中间间隔用绝热层(29)封闭。
9.根据权利要求6至8中任何一个所述的消声器，其特征在于扬声器(2)在插入一个中间管(27)的情况下环绕声管(11)，而该中间管(27)则以一个径向距离围绕声管(11)。
10.根据权利要求9所述的消声器，其特征在于由声管(11)和中间管(27)之间的径向距离构成的输送管(28)至少在磁系统的部位沿轴向(10)充填绝热层(29)。
11.根据权利要求9或10所述的消声器，其特征在于用于冷却扬声器(2)的冷却剂通过输送管(28)流动。
12.根据权利要求10或11所述的消声器，其特征在于将输送管(28)沿轴向(10)在辐射口(13)处封闭。
13.根据权利要求12所述的消声器，其特征在于输送管(28)用配置在管内的绝热层(29)封闭。
14.根据权利要求9所述的消声器，其特征在于中间管(27)是一个低音反射管，其低音反射口环绕着辐射口(13)。
15.根据前面的权利要求中任何一个所述的消声器，其特征在于磁系统的磁极铁芯(9)至少有一个通孔(15)，用作使冷却剂流通的冷却导管。
16.根据权利要求15所述的消声器，其特征在于磁极铁芯(9)具有多个沿其圆周方向配置而且相互流体连通的通孔(15)。
17.根据前面的权利要求中任何一个所述的消声器，具有一个用于固定扬声器锥形纸盆(4)并使其中心对正的扬声器纸盆架(5)，其特征在于扬声器纸盆架(5)的纸盆架边缘(14)被声障板(25)环绕，并被固定于声障板(25)上。
18.根据权利要求17所述的消声器，其特征在于该声障板(25)是封闭的扬声器箱(3)的一个部件，如需要时它可设一开孔(41)，用于穿过声管(11)。
19.根据权利要求18所述的消声器，其特征在于声管(11)是内燃机的排气口，而扬声器箱(3)是消声器(1)的箱体。
20.根据权利要求19所述的消声器，其特征在于声管(11)是机动车的排气口，而扬声器箱(3)是可安装在机动车上的消声器(1、18)的箱体。
21.根据权利要求18至20中任何一个所述的消声器，其特征在于扬声器箱(3)的腔室至少一部分用吸声阻尼材料(30)充填。
22.根据前面的权利要求中任何一个所述的消声器，其特征在于辐射口(13)是一个排气管的管口，一个透声的而且在其管套上有开孔的前附加管(31)与该管口联接，并沿传声方向(12)将该排气管延长。
23.根据前面的权利要求中任何一个所述的消声器，其特征在于一个透声的有孔防护屏(35)固定在扬声器(2)的纸盆架边缘(14)上，该防护屏(35)封盖在扬声器锥形纸盆(4)的前面，并具有一个沿径向环绕辐射口(13)的中心屏孔(36)。
24.根据权利要求23所述的消声器，其特征在于防护屏(35)象一块板一样配置在一个单独的平面上。
25.根据前面的权利要求中任何一个所述的消声器，其特征在于一个相对于辐射口(13)同轴配置用于将干扰噪声和抵消声聚中的聚声管(34)，联接在扬声器锥形纸盆(4)的纸盆架边缘(14)的正面。
26.根据前面的权利要求中任何一个所述的消声器，其特征在于有孔的前附加管(31)和聚声管(34)的端部沿传声方向(12)近似齐平。
27.根据权利要求26所述的消声器，其特征在于一个透声的有孔防护屏(35)固定在聚声管(34)锁紧圈上，封盖在扬声器锥形纸盆(4)的前面。
28.根据前面的权利要求中任何一个所述的消声器，其特征在于在聚声管(34)内至少配置有一个用来接收被抵消后的干扰噪声的传感器。
29.根据权利要求28所述的消声器，其特征在于在聚声管(34)内的传感器相对于沿轴向(10)延伸的聚声管(34)的管轴(43)，配置在一个径向距离上。
30.根据权利要求29所述的消声器，其特征在于相对于聚声管(34)的管轴(43)的径向距离约为管轴(43)与聚声管(34)内壁之间距离的0.6倍。
31.根据权利要求28至30中任何一个所述的消声器，其特征在于该传感器是传声器(37)。
32.根据前面的权利要求中任何一个所述的消声器，其特征在于一个按动态平衡实施而且不透声的附加室(38)固定于纸盆架边缘(14)，该附加室(38)象罩子状封盖在扬声器锥形纸盆(4)的前面，并在其中心具有一个以一个径向距离环绕辐射口(13)的开孔(40)。
33.根据权利要求32所述的消声器，其特征在于一个管段(39)正中心地联接在附加室(38)沿轴向(10)远离扬声器(2)的一侧，并以其管壁沿径向限定附加室开孔(40)。
全文摘要
一种用于抵消从干扰噪声源通过辐射口辐射的干扰噪声的有源消声器，备有一个辐射抵消声的扬声器，利用声波干涉原理使抵消声和干扰噪声的两个声场反相叠加，来达到削弱或消除干扰噪声的目的。其特征是扬声器相对于噪声辐射口同心配置并以其锥形纸盆沿径向环绕辐射口，从而以节省空间的结构设计和简单的技术手段实现噪声与抵消声的充分叠加，显著地提高了消声器的效率。
文档编号F01N1/00GK1126525SQ94192686
公开日1996年7月10日 申请日期1994年6月23日 优先权日1993年7月7日
发明者弗兰克·于尔根·赖林根 申请人:莱斯特里兹股份有限公司&废气处理技术公司