消声器以及排气系统
技术领域
本实用新型涉及声学领域，尤其涉及一种消声器以及排气系统。
背景技术
在汽车的排气系统的消声器，例如授权公告号为CN209569049U，名称为“后消声器以及内燃机排气系统”的中国实用新型专利文件中记载的，采用进气管以及出气管周围布置消声孔以及消声纤维进行消声，消声器内设置有多个隔板，以对进气管以及出气管进行支撑。
实用新型内容
本实用新型的一个目的是提供一种消声器。
本实用新型的另一个目的是提供一种排气系统。
根据本实用新型一个方面的一种消声器，用于排气系统，包括进气管，所述进气管具有进气管进气段、进气管出气段以及位于两者之间的进气管身，所述进气管身具有多个消声孔，所述进气管出气段具有在进气管进气段指向出气段的方向管径渐缩的第一缩口部；出气管，所述出气管具有出气管进气段、出气管出气段以及位于两者之间的出气管身；以及壳体，所述壳体内限定有第一空间，所述进气管与所述出气管位于所述第一空间内。
在所述消声器的一个或多个实施例中，所述出气管进气段的进气端口大于所述进气管出气段的出气端口的面积，且所述出气管进气段具有在出气管出气段指向出气管进气段的方向管径渐扩的第一扩口部。
在所述消声器的一个或多个实施例中，所述进气管与所述出气管共轴线设置，所述进气管的出气端口与出气管的进气端口之间具有第一轴向距离。
在所述消声器的一个或多个实施例中，所述第一轴向距离为3mm-15mm。
在所述消声器的一个或多个实施例中，所述壳体包括第一筒体、第二筒体，所述第一筒体、第二筒体分别位于所述壳体的轴向两端，分别与所述进气管进气段、所述出气管出气段固定连接；第三筒体；所述第三筒体的外径大于所述第一筒体、第二筒体的外径；以及第一锥面段、第二锥面段，所述第一锥面段在其轴向一端连接所述第一筒体，其轴向另一端连接所述第三筒体；所述第二锥面段在其轴向一端连接所述第三筒体，其轴向另一端连接所述第二筒体。
在所述消声器的一个或多个实施例中，所述第一筒体与所述第一锥面段、所述第二筒体与所述第二锥面段，均通过旋压工艺成形，所述第三筒体通过平板卷绕焊接而成。
在所述消声器的一个或多个实施例中，所述进气管进气段与所述第一筒体构成第一悬臂结构，所述出气管出气段与所述第二筒体构成第二悬臂结构。
在所述消声器的一个或多个实施例中，所述进气管出气段具有轴向相连的第一缩口部以及平直部，所述第一缩口部的轴向一端与所述进气管身相连，所述第一缩口部的轴向另一端与所述平直部的轴向一端相连，所述平直部的轴向另一端具有所述进气管出气段的出气端口。
在所述消声器的一个或多个实施例中，所述多个消声孔沿所述进气管身的轴向设置；所述进气管以及所述出气管同所述壳体之间的空间内无消声纤维填充。
根据本实用新型另一个方面的一种排气系统，包括如以上任意一项所述的消声器，排气从所述进气管进入所述消声器，从所述出气管排出所述消声器。
本实用新型的有益效果包括但不限于以下之一或者组合：
1.通过消声器的进气管的消声孔与第一缩口部的协同作用，第一缩口部的设计增加了背压，当内燃机的排气为小流量时，大部分气体通过进气管直接排出，提高了处理低频噪声的性能；当内燃机的排气为大流量时，第一缩口部的结构，增加了从进气管出气的背压，使部分排气从消声孔流出，使上游湍流消散，同时使气体流速降低，气体的膨胀使温度降低。综合三点可以改善该区域的上游湍流，以及降低下游再生湍流水平，有效减少由消包空腔模态引起的啸叫风险，并且保证了处理高频噪声的性能，使得排气系统满足噪声要求。
2.通过第一筒体、第二筒体以及锥面段的设置，提高了壳体对于进气管以及出气管的支撑刚度，使得进气管以及出气管在运行中位置稳定，并且还降低了辐射噪声，使得排气系统满足噪声要求。
附图说明
本实用新型的上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变得更加明显，需要注意的是，附图均仅作为示例，其并非是按照等比例的条件绘制的，并且不应该以此作为对本实用新型实际要求的保护范围构成限制，其中：
图1A以及图1B是根据一实施例的消声器的外部结构图。
图2是根据图1A的A-A向剖视图。
图3是根据图2的B处的局部放大图。
图4是根据图2的C处的局部放大图。
图5是根据图2的侧视图。
部分附图标记：
10-消声器
1-进气管
11-进气管进气段
12-进气管出气段
121-第一缩口部
122-出气端口
123-平直部
13-进气管身
131-消声孔
2-出气管
21-出气管进气段
211-进气端口
212-第一扩口部
22-出气管出气段
23-出气管身
3-壳体
31-第一筒体
32-第二筒体
33-第三筒体
34-第一锥面
35-第二锥面
具体实施方式
下述公开了多种不同的实施所述的主题技术方案的实施方式或者实施例。为简化公开内容，下面描述了各元件和排列的具体实例，当然，这些仅仅为例子而已，并非是对本实用新型的保护范围进行限制。
另外，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此也不能理解为对本实用新型保护范围的限制。如“一个实施例”、“一实施例”、和/或“一些实施例”意指与本申请至少一个实施例相关的某一特征、结构或特点。因此，应强调并注意的是，本说明书中在不同位置两次或多次提及的“一实施例”或“一个实施例”或“一个或多个实施例”并不一定是指同一实施例。此外，本申请的一个或多个实施例中的某些特征、结构或特点可以进行适当的组合。
参考图1A、图1B以及图2，在一实施例中，排气系统的消声器10包括进气管1、出气管2以及壳体3。进气管1具有进气管进气段11、进气管出气段12以及位于两者之间的进气管身13，进气管身13具有多个消声孔131，多个消声孔131一般沿进气管1的轴向分布，其所占的轴向长度应不超过第一长度，超过第一长度可能会导致异响(abnormal noise)，第一长度的具体值可以通脱声学仿真或者试验得到。消声孔131具体数量由消声降噪要求等实际条件而定，不以图中所示的数量为限。进气管出气段12具有在进气管进气段11指向进气管出气段12的方向的管径渐缩的第一缩口部121。出气管2具有出气管进气段21、出气管出气段22以及位于两者之间的出气管身23。壳体3内限定有第一空间100，进气管1与出气管2固定安装于第一空间100内。在排气系统中，排气从消声器10的进气管1进入消声器10，并从消声器10的出气管2排出。如此设置的有益效果在于，通过消声器10的进气管1的消声孔131与第一缩口部121的协同作用，第一缩口部121的设置，增加了背压；当排气为小流量时，大部分气体直接经过进气管1直接排出，提高了处理低频噪声的性能；当排气为大流量时，第一缩口部121的结构，增加了从进气管出气段12出气的背压，迫使部分排气从消声孔131流出，使上游湍流消散，同时使气体流速降低，气体的膨胀使温度降低。综合三点可以改善该区域的上游湍流，以及降低下游再生湍流水平，有效减少由消声器空腔模态引起啸叫(whistling)的风险，并且保证了处理高频噪声的性能，使得排气系统满足噪声要求。
继续参考图2，在一些实施例中，出气管2的具体结构可以是，出气管进气段21的进气端口211大于进气管出气段12的出气端口122的面积，且出气管2的进气段21具有在出气管出气段22指向出气管进气段21的方向管径渐扩的第一扩口部212。如此设置的有益效果在于，可以适当减小背压，防止背压过大，也可以防止气体扰流，进一步减小引起啸叫的风险。另外，如图2所示的，在一些实施例中，第一缩口部121具体位置可以是，进气管出气段12具有轴向相连的第一缩口部121以及平直部123，第一缩口部122的轴向一端与进气管身13相连，第一缩口部122的轴向另一端与平直部123的轴向一端相连，平直部123的轴向另一端具有进气管出气段12的出气端口122，平直部123的设置，也可以防止气体扰流，减小引起啸叫的风险。
继续参考图2，在一实施例中，进气管1与出气管2的具体结构可以是，两者均为直管形态，共轴线安装设置，进气管1的出气端口122与出气管2的进气端口211之间具有第一轴向距离G1，第一轴向距离G1的大小由适配的排气系统以及降噪要求而定，一般在3mm-15mm之间，第一轴向距离过小可能导致干涉，过大可能会导致背压过大。
继续参考图2，采用以上实施例的进气管1的结构，具备优良的处理高频噪声的性能，因此可以减少进气管1以及出气管2同壳体3之间的空间内消声纤维的填充量，如此降低了消声器10的物料成本，并且还减少了消声纤维混入排气中的纤维污染物(woolemissions)。甚至，如图2所示的，无需消声纤维填充，如此可以省去消声器10的制造过程中的消声纤维填充步骤，降低了消声器10的制造成本，并且避免了填充消声纤维工艺过程中错填充导致消声器10不合格的情况，提高了消声器10的加工合格率。
继续参考图1A、图1B以及图2，在一个或多个实施例中，壳体3的具体结构可以包括第一筒体31、第二筒体32、第三筒体33、第一锥面段34以及第二锥面段35。第一筒体31、第二筒体32分别位于壳体3的轴向两端，分别与进气管1的进气段11、出气管2的出气段22固定连接。第三筒体33的外径大于第一筒体31、第二筒体32的外径；第一锥面段34在其轴向一端连接第一筒体31，其轴向另一端连接第三筒体33，第二锥面段35在其轴向一端连接所述第三筒体33，其轴向另一端连接所述第二筒体32。如此设置的有益效果在于，提高了在客体的轴向两端分别对于进气管1、出气管2的支撑刚度，降低辐射噪声。第一筒体31与进气管1的具体固定结构，参考图3为例，可以进气管1略微超出第一筒体31的长度的部分为第一焊接位置110，与第一筒体31焊接；第二筒体32与出气管2的具体固定结构，参考图4为例，可以出气管2略微超出第二筒体32的长度的部分为第二焊接位置210，与第二筒体32焊接。
参考图2至图5，在一些实施例中，第一筒体31与第一锥面段34、第二筒体32与第二锥面段35，均通过旋压工艺成形，即第一筒体31与第一锥面段34旋压一体成形，第二筒体32与第二锥面段35旋压一体成形。具体的工艺可以是，先将一平板件卷绕成焊接成第三筒体33的形状，如图所示，在焊接位置5焊接形成稳定可靠的筒体结构；在轴向两端进行旋压工艺，轴向一端得到第一筒体31与第一锥面段34，轴向另一端得到第二筒体32与第二锥面段35。旋压工艺可以通过数控机床，也可以通过手工机床实现，旋压工艺的具体操作为本领域技术人员所熟知，此处不再赘述。采用旋压工艺的有益效果在于，由于旋压工艺本身的特性，在旋压时会使得锥形面的晶粒发生变化从而得到更高强度，进一步增加了对于进气管1、出气管2的支撑刚度。另外，由于壳体3采用平板件卷绕焊接成形，相比于锁扣工艺，其支撑刚度也有所增加。
继续参考图2，采用以上实施例的结构，对于进气管1、出气管2具备充足的支撑刚度，因此可以减少在第一空间100内部设置隔板的数量，甚至，如图2所示的，第一空间内无需隔板的设置，进气管进气段11与第一筒体31构成一端支撑的第一悬臂结构，出气管出气段22与第二筒体32构成一端支撑的第二悬臂结构，如此进一步降低了消声器10的物料成本，并且也减少了消声器10的重量，有利于消声器10以及排气系统的轻量化。
承上可知，采用上述实施例介绍的消声器以及排气系统的有益效果包括但不限于：
1.通过消声器的进气管的消声孔与第一缩口部的协同作用，第一缩口部的设计增加了背压，当内燃机的排气为小流量时，大部分气体通过进气管直接排出，提高了处理低频噪声的性能；当内燃机的排气为大流量时，第一缩口部的结构，增加了从进气管出气的背压，使部分排气从消声孔流出，使上游湍流消散，同时使气体流速降低，气体的膨胀使温度降低。综合三点可以改善该区域的上游湍流，以及降低下游再生湍流水平，有效减少由消包空腔模态引起的啸叫风险，并且保证了处理高频噪声的性能，使得排气系统满足噪声要求。
2.通过第一筒体、第二筒体以及锥面段的设置，提高了壳体对于进气管以及出气管的支撑刚度，使得进气管以及出气管在运行中位置稳定，并且还降低了辐射噪声，使得排气系统满足噪声要求。
本实用新型虽然以上述实施例公开如上，但其并不是用来限定本实用新型，任何本领域技术人员在不脱离本实用新型的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改。因此，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何修改、等同变化及修饰，均落入本实用新型权利要求所界定的保护范围之内。
