一种燃料电池汽车进排气公用的消声器的制作方法

1.本实用新型涉及燃料电池消声器领域，具体涉及一种燃料电池汽车进排气公用的消声器。


背景技术：

2.燃料电池汽车通过吸入新鲜空气与可燃气体氢气混合反应从而释放动力给汽车，然而燃料电池汽车在整个运行过程中也会带来较大的噪声问题，进、排气端作为两大主要噪声源，需要设计针对的消声器去提升声学水平。
3.目前还有很多主机厂在排气系统的设计上，仍然采用金属材料，沿用传统汽车的消声器方案，在成本控制和声学问题针对性上具有明显的劣势；除此以外，主机厂在遇到噪音问题时，还是通过测试基本特性、仿真优化、做样件、验证等常规思路，这种解决方案存在响应慢、周期长、成本较高的缺点。
4.基于燃料电池汽车的基本工作原理，进、排气端均会有水及水汽的产生，以排气尤为突出，且通过数家主机厂的声学特性积累，运用在燃料电池汽车的消声器具有宽频的特性，基本需要用到阻性声学材料，经实验室验证，阻性声学材料在多水环境下，会大大降低声学性能，目前缺少可用的防水阻性材料。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的就是为了解决上述问题而提供一种燃料电池汽车进排气公用的消声器。
6.本实用新型的目的通过以下技术方案实现：
7.一种燃料电池汽车进排气公用的消声器，包括上壳以及与所述上壳连接成腔体的下壳，所述上壳与下壳形成的腔体内安装中心管，所述中心管与所述腔体形成消音谐振腔，所述中心管为排气中心管或进气中心管，所述下壳设有落水槽，所述落水槽设有落水孔。
8.本消声器适用燃料电池汽车进、排气过程，通过更换中心管即可实现进、排气两种工况，下壳设置带有落水孔的落水槽，使进、排气端产生的水及水汽汇集在落水槽，并通过落水孔及时排出，满足燃料电池汽车排水与降噪的使用要求。
9.进一步地，所述落水槽与所述下壳一体成型，所述落水槽为长条形方槽。
10.进一步地，所述的中心管上设有多个隔板，所述中心管上开槽或设置多个圆孔，所述的中心管插入所述下壳后，多个隔板与所述下壳卡接，形成阻性谐振腔或抗性谐振腔。
11.进一步地，所述中心管为排气中心管时，由进气至出气方向，所述中心管上先在前段部设置开槽，在后段部设置圆孔，依次与壳体内壁形成阻性谐振腔和多个抗性谐振腔，所述阻性谐振腔内装填防水声学材料。
12.进一步地，所述防水声学材料的厚度10-50mm。
13.进一步地，所述中心管为进气中心管时，由进气至出气方向，所述中心管上先在前段部设置圆孔，在后段部设置开槽，依次与壳体内壁形成多个抗性谐振腔和阻性谐振腔。
14.进一步地，所述圆孔尺寸在3-5mm，打孔离隔板距离至少3mm，所述中心管的开孔率为60％-90％，开槽离隔板距离至少3mm。
15.进一步地，多个隔板的大小由进口至出口方向依次减小，所述的下壳由多个不同直径的圆管段组成，从进口至出口方向依次减小，所述中心管插入所述下壳后，多个隔板与腔室卡接。
16.进一步地，所述上壳与所述下壳采用螺栓进行密封连接。
17.本消声器具体工作原理为，针对进气消声器，空压机通过电机拖动，空压机开始运行，空气经过空气过滤器过滤成干净空气从大气端进入软管内，干净的空气再经过消声器进入到空压机的机头，最后进行空气的压缩。于此同时噪音的传递与空气压缩为相反的方向，空压机稳定转速和压力下产生的噪音，进入消声器内部，声波经过抗性结构小孔、方槽作用，噪音得到相应频率的衰减，随后噪音通过软管进入到空气过滤器，通过过滤器的进口传递出去，且为主要的传递路径，噪音还有部分通过管路，空压机本体表面辐射传递出去；
18.针对排气消声器，空压机通过电机拖动，空压机开始运行，燃料电池进行电堆的反应，反应生成的水通过排气消声器的落水孔和排气管口，且空压机的噪音的传递与空气压缩为同样的方向，空压机稳定转速和压力下产生的噪音，进入消声器内部，声波经过抗性结构小孔、方槽以及阻性声学材料的作用，噪音得到相应频率的衰减，随后噪音通过排口传递出去，且为主要的传递路径，噪音还有部分通过管路，空压机本体表面辐射传递出去。
19.与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
20.1、宽频、高消声量：对于进气系统，抗性消声器对中低频效果较好；对于排气系统，阻性和抗性消声器相结合，能对不同频段的噪声起作用，拓宽消声器消声的频率范围，且在多水环境下，具备涂敷功能的声学材料，声学性能稳定。
21.2、可调节消声频率：该消声器分为上、下壳体及中心管，通过中心管打孔，开槽的变化设计，可调节不同的消声频段，以满足进气系统和排气系统的需求，仅需更换中心管即可实现该功能。
22.3、标准化、且拆装方便、气密性好：该消声器及连接尺寸能满足市场上绝大多数的燃料电池汽车设计边界和连接需求，消声器上下壳体和中心管均已标准化，便于应用。
附图说明
23.图1为消声器的结构示意图；
24.图2为阻性声学材料的结构示意图；
25.图3为落水孔和落水槽的结构示意图；
26.图4为中心管与壳体的组装结构示意图；
27.图5为进气消声器传递损失；
28.图6为排气消声器传递损失。
具体实施方式
29.下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。
30.一种燃料电池汽车进排气公用的消声器，包括上壳以及与上壳连接成腔体的下壳，上壳与下壳形成的腔体内安装中心管，中心管与腔体形成消音谐振腔，中心管为排气中
心管或进气中心管，下壳设有落水槽，落水槽设有落水孔，落水槽与下壳一体成型，落水槽为长条形方槽。
31.中心管上设有多个隔板，中心管上开槽或设置多个圆孔，中心管插入下壳后，多个隔板与下壳卡接，形成阻性谐振腔或抗性谐振腔。圆孔尺寸在3-5mm，打孔离隔板距离至少3mm，中心管的开孔率为60％-90％，开槽离隔板距离至少3mm，多个隔板的大小由进口至出口方向依次减小，下壳由多个不同直径的圆管段组成，从进口至出口方向依次减小，中心管插入下壳后，多个隔板与腔室卡接。上壳与下壳采用螺栓进行密封连接。
32.中心管为排气中心管时，由进气至出气方向，中心管上先在前段部设置开槽，在后段部设置圆孔，依次与壳体内壁形成阻性谐振腔和多个抗性谐振腔，阻性谐振腔内装填防水声学材料，防水声学材料的厚度10-50mm；中心管为进气中心管时，由进气至出气方向，中心管上先在前段部设置圆孔，在后段部设置开槽，依次与壳体内壁形成多个抗性谐振腔和阻性谐振腔。
33.以下为具体应用示例
34.实施例1
35.参照图1，为消声器的结构示意图，对于排气中心管20时，左边为空压机出气端，右侧为排气尾口，从左至右1为上壳；2为打槽加阻性声学材料的谐振腔，内部填充声学材料22(如图2)，充满整个腔室，声学材料22进行表面涂敷处理，能阻抗水的进入，达到跟原来类似的声学效果；3、5、7依次为第一隔板、第二隔板、第三隔板；4、6、8依次为第一布置打圆孔的抗性谐振腔、第二布置打圆孔的抗性谐振腔、第三布置打圆孔的抗性谐振腔；9为下壳，上、下壳体采用打螺栓的方式进行连接，方便且密封性好；中心管与下壳体采用插入的方式，腔室与腔室间隔板采用卡接方式，能很好的更换中心管，调节不同的声学降噪效果，23为落水孔，如图4，19为落水槽，能高效的排除水。抗性谐振腔容积选取从大到小的方式靠近空压机进行布置，且阻性谐振腔靠近空压机，能达到更好的声学效果。
36.具体工作时，空压机通过电机拖动，空压机开始运行，空气经过空气过滤器过滤成干净空气从大气端进入软管内，干净的空气再经过消声器进入到空压机的机头，最后进行空气的压缩。于此同时，噪音的传递与空气压缩为相反的方向，空压机稳定转速和压力下产生的噪音，进入消声器内部，声波经过抗性结构小孔、方槽作用，噪音得到相应频率的衰减，随后噪音通过软管进入到空气过滤器，通过过滤器的进口传递出去，且为主要的传递路径，噪音还有部分通过管路，空压机本体表面辐射传递出去，该过程生成的水，汇集在落水槽19内，并通过落水孔排出。
37.阻性和抗性消声器相结合对不同频段的噪声起作用，拓宽消声器消声的频率范围，其声学表现如图5，700-5000hz大于20db，且在多水环境下，具备涂敷功能的声学材料，声学性能稳定。
38.实施例2
39.参照图1，为消声器的结构示意图，对于进气中心管21时，左边为空压机进气端，右侧为进气口，从左至右1为上壳；11、13、15、17依次为第四隔板、第五隔板、第六隔板、第七隔板；10、12、14依次为第四布置打圆孔的抗性谐振腔、第五布置打圆孔的抗性谐振腔、第六布置打圆孔的抗性谐振腔；16、18为打槽的抗性谐振腔；9为下壳，上、下壳体采用打螺栓的方式进行连接，方便且密封性好；中心管与下壳体采用插入方式，腔室与腔室间隔板采用卡接
方式，能很好的更换中心管，调节不同的声学降噪效果。
40.空压机通过电机拖动，空压机开始运行，燃料电池进行电堆的反应，反应生成的水通过排气消声器的落水孔和排气管口，且空压机的噪音的传递与空气压缩为同样的方向，空压机稳定转速和压力下产生的噪音，进入消声器内部，声波经过抗性结构小孔、方槽以及阻性声学材料的作用，噪音得到相应频率的衰减，随后噪音通过排口传递出去，且为主要的传递路径，噪音还有部分通过管路，空压机本体表面辐射传递出去。对于进气系统，抗性消声器对中地频效果较好，500-3000hz、20db 左右的声学性能声学表现如图6。
41.上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用实用新型。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本实用新型不限于上述实施例，本领域技术人员根据本实用新型的揭示，不脱离本实用新型范畴所做出的改进和修改都应该在本实用新型的保护范围之内。