消聲器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明在一個或多個實施例中提供了一種消聲器，包括：殼體，沿縱向方向延伸；共振器裝置，支撐于殼體上并且包括本體，本體包括第一部和與第一部間隔分離并且流體連通的第二部，該流體連通設(shè)置在與縱向方向交叉的方向上，第一部和第二部中至少一者為閉環(huán)截面。本發(fā)明的消聲器能夠在不增加封裝體積的情況下有效提高低頻降噪能力。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種消聲器。
【背景技術(shù)】
[0002] 消聲器廣泛地用在內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的排氣系統(tǒng)中以降低由內(nèi)燃發(fā)動機(jī)排氣產(chǎn)生的噪 聲。例如，美國專利公開US2011/0024228A1公開了具有內(nèi)部管孔和外部管孔的預(yù)消聲器以 提供增加的噪聲降低量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 根據(jù)本發(fā)明一方面，提供一種消聲器，包括：殼體，沿縱向方向延伸；共振器裝置， 支撐于殼體上并且包括本體，本體包括第一部和與第一部間隔分離并且流體連通的第二 部，該流體連通設(shè)置在與縱向方向交叉的方向上，第一部和第二部中至少一者為閉環(huán)截面。
[0004] 結(jié)合附圖根據(jù)下面詳細(xì)描述的一個或多個實施例，本發(fā)明的一個或多個特征和或 優(yōu)點會顯而易見。
【附圖說明】
[0005] 圖IA是根據(jù)本發(fā)明一個或多個示例實施例的消聲器的示意圖。
[0006] 圖IB是圖IA中所不的消聲器的另一角度不意圖。
[0007] 圖2是圖IA中所示的消聲器的一個替代示意圖。
[0008] 圖3是圖IA中所示的消聲器的另一替代示意圖。
[0009] 圖4是圖IA中所示的消聲器的又一替代示意圖。
[0010] 圖5是圖IA中所示的消聲器的又一替代示意圖。
【具體實施方式】
[0011] 根據(jù)需要，本說明書中公開了本發(fā)明具體的實施例；但是，應(yīng)理解公開的實施例僅 為本發(fā)明的示例并且可以多種替代形式實施。附圖無需按比例繪制；可放大或縮小一些特 征以顯示特定部件的細(xì)節(jié)。所以，此處所公開的具體結(jié)構(gòu)和功能細(xì)節(jié)不應(yīng)解釋為限定，而僅 為教導(dǎo)本領(lǐng)域技術(shù)人員以多種形式實施本發(fā)明的代表性基礎(chǔ)。
[0012] 在一個或多個實施例中本發(fā)明反映了更深入地認(rèn)識到低頻噪聲。具體地，為了削 弱特定頻率的噪聲，例如低頻噪聲，赫姆霍茲共振器（Helmholtz resonator)可有利地配置 以獲得相對更理想的低頻噪聲降低。該認(rèn)識至少部分基于赫姆霍茲共振器的共振頻率（f)， 其公式表示如下：
[0014] 其中c為光速，S。為連接管的截面積，V為共振腔的體積，1。為共振管的長度。由 公式可知，能夠通過增大共振腔的體積或增長共振管的長度而將共振頻朝低頻調(diào)諧。
[0015] 現(xiàn)有的赫姆霍茲共振器能夠基本滿足4缸發(fā)動機(jī)的要求。然而，隨著對燃料經(jīng)濟(jì) 性和低〇) 2排放的要求越來越嚴(yán)，3缸發(fā)動機(jī)變得相對更為令人滿意。對于同樣排量的發(fā)動 機(jī)而言，3缸發(fā)動機(jī)意味著每汽缸的容積變大，這會導(dǎo)致更大的脈沖能量.In addition,隨 著從4缸發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)向3缸發(fā)動機(jī)，由于車輛底部有限的封裝空間難以增大共振腔的體積或 增長共振管的長度，一般的赫姆霍茲共振器不能夠滿足低頻要求，使得低頻噪聲問題更為 突出。如在這里或其它地方詳述，據(jù)信本發(fā)明在一個或多個實施例中有利地至少提供一種 消聲器，其具有相對提高的低頻調(diào)諧的能力，并因此使得3缸發(fā)動機(jī)的部署成為可能而不 會對噪聲控制妥協(xié)。
[0016] 本發(fā)明的一個或多個實施例的優(yōu)點在于提供一種能夠有效削弱低頻噪聲的消聲 器，通過對共振器裝置的設(shè)置，使得共振器裝置的本體包括第一部和與第一部間隔分離并 且流體連通的第二部，該流體連通設(shè)置在與縱向方向交叉的方向上，并且第一部和第二部 中至少一者為閉環(huán)截面。本發(fā)明提供的消聲器能夠在不增加體積的情況下，大大地增長共 振器裝置的長度。
[0017] 參考圖1A，顯示了根據(jù)本發(fā)明一個或多個示例實施的消聲器的示意圖。消聲器 100包括殼體104以及支撐于殼體104上的共振器裝置102。在一個或多個示例實施例中， 殼體104為縱長狀的柱體或中空圓柱體，特別地沿縱向方向Ll延伸。在某些實施例中，排 氣管以整體或部分（例如圖IA中的管道216和236)沿縱向方向Ll延伸。同樣例如，殼體 104可包括開孔150以收容并支撐管道216。當(dāng)然，在其它替代實施例中，殼體104可以具 有多種與車輛底部相適應(yīng)的形狀。殼體104包括沿縱向方向Ll的前端172、與前端172相 對的后端174以及位于殼體104內(nèi)前端172和后端174之間的第一隔板166,其中該前端 172和后端174將殼體104至少部分封閉。第一隔板166沿縱向方向Ll將殼體104分隔為 第一腔室162和第二腔室164。在某些實施例中，第一腔室162可稱為共振腔，而第二腔室 164可稱為膨脹腔，其中共振器裝置102和第一腔室162 (共振腔）共同構(gòu)成赫姆霍茲共振 器，即側(cè)分支共振器（side-branch resonator) 〇
[0018] 如這里以及其它地方所提及，消聲器100可進(jìn)一步地與兩節(jié)或多節(jié)用于將排氣引 入并引出殼體104的管道共同工作，例如但不限于支撐在前端172上用于將排氣引入第二 腔室164的進(jìn)氣管216,支撐在第一隔板166和后端174上用于將排氣從第二腔室164引出 殼體104之外的出氣管236,其中第一隔板166上設(shè)有開孔152以收容和支撐出氣管236。 進(jìn)氣管216與出氣管236在第二腔室166內(nèi)流體連通。
[0019] 進(jìn)一步結(jié)合圖IA參考圖1B，在一個或多個實施例中，共振器裝置102顯示為管狀 結(jié)構(gòu)，然而在其它實施例中，可以根據(jù)需要而改變共振器裝置102的形狀。共振器裝置102 包括本體180以及自本體180在相反方向上延伸的進(jìn)口頸部182和出口頸部184。在一個 或多個實施例中，進(jìn)口頸部182位于第二腔室164內(nèi)，出口頸部184位于第一腔室162內(nèi)。 共振器裝置102的本體180相對于前端172更靠近后端174設(shè)置。在某些其它實施例中， 共振器裝置102的本體180相對于后端174更靠近前端172設(shè)置（未圖示）。
[0020] 進(jìn)一步根據(jù)圖1B，本體180包括第一部和與第一部間隔分離并且流體連通的第二 部，該流體連通設(shè)置在與縱向方向交叉的橫向方向上。橫向方向L2為不平行于縱向方向Ll 的方向。在某些實施例中，該橫向方向相對于縱向方向Ll的角度，例如但不限于45度至90 度。第一部112和第二部114中至少一者為閉環(huán)截面使得第一部112和第二部114中至少 一者提供相對更為導(dǎo)向的流體流。如在圖IB中所描述，第一部112和第二部114位于排氣 管236的相對側(cè)，或排氣管236位于共振器裝置102的第一部112和第二部114之間。
[0021] 在某些實施例中，并且其中殼體104配置為圓筒，縱向方向Ll還可為縱向軸線Ll。
[0022] 在圖IB所示的實施例中，第一部112和第二部114均為閉環(huán)截面。進(jìn)一步地，本 體180包括與第一部112間隔分離并且相對于縱向方向Ll或排氣管236與第二部114相 對的第三部116。即共振器裝置102的本體180環(huán)繞縱向方向Ll或排氣管236彎曲至少一 圈。這樣可以在有限的空間內(nèi)大大增長共振器裝置102的長度。因此，根據(jù)赫姆霍茲頻率 方程可有利地改善低頻噪聲降低。
[0023] 圖2是圖IA中所示的消聲器的一個替代示意圖。圖2中與圖IA和IB中同樣的 標(biāo)記指代相同的部件。盡管圖IA中描述的消聲器100具有兩個腔室，即第一腔室162和第 二腔室164,可以在消聲器100內(nèi)配置更多的腔室。在一個或多個替代實施例中，如圖2所 示的消聲器100包括位于殼體104內(nèi)沿縱向方向Ll的第一隔板166、第二隔板280以及第 三隔板282。第一隔板166形成并且分隔第一腔室162和第二腔室164。第二隔板280形 成第三腔室266,其中第二腔室164沿縱向方向Ll位于第一腔室162和第三腔室266之間。 第三隔板282形成第四腔室268,其中第三腔室266沿縱向方向Ll位于第二腔室164和第 四腔室268之間。在其它一個或多個實施例中，消聲器100可以根據(jù)需要設(shè)置腔室的數(shù)量。
[0024] 除了圖1中所示管道216和236,圖2中所示的消聲器100進(jìn)一步包括中間管道 226,其中中間管道226位于殼體104內(nèi)并且由第二隔板280由第三隔板282支撐。在一個 或多個示例實施例中，第一隔板166、第二隔板280以及第三隔板282中至少一個包括開孔 以收容和支撐一個或多個管道。如圖2中所示的實施例，第一隔板166、第二隔板280以及 第三隔板282均設(shè)置有開孔以收容和支撐管道216、236、226。在工作時，排氣流自進(jìn)氣管 216流入第二腔室164,經(jīng)由中間管道226進(jìn)入第四腔室268內(nèi)，最后經(jīng)由出氣管236流出 消聲器100的殼體104之外。
[0025] 圖3是圖IA中所示的消聲器的另一替代示意圖。圖3中所示的共振器裝置102 的本體180包括沿縱向方向Ll彼此間隔分離的第四部322和第五部324。第四部322和第 五部324分別位于第一隔板166的兩側(cè)并且位于消聲器100的殼體104的第二腔室164和 第一腔室162內(nèi)。進(jìn)一步根據(jù)圖1B，多個部112，114和/或116可為或包括第五部324的 部分；相反，第四部322可為或包括多個部112,114和/或116的部分。
[0026] 圖4是圖IA中所示的消聲器的又一替代示意圖。圖4中所示的消聲器100的共 振器裝置102位于第一腔室162 (共振腔）內(nèi)，并且其一端182連接至出氣管236,另一端 184連接至第一腔室162。在這種設(shè)計中，排氣流首先經(jīng)由管道216進(jìn)入第二腔室164并且 在第二腔室164內(nèi)得到膨脹，隨后經(jīng)由管道226返回第四腔室268并且在第四腔室268內(nèi) 得到膨脹，最后經(jīng)由管道236釋放至殼體104之外，其中通過共振器裝置102與管道236的 設(shè)置實現(xiàn)了特定低頻的噪聲降低。
[0027] 盡管圖1-4中所示的縱向方向Ll說明性地描述為殼體104的中心線并且共振器 裝置102大致對稱地環(huán)繞出氣管236,縱向方向Ll和/或出氣管236可以在橫向方向上位 于殼體104內(nèi)的任何位置，即共振器裝置102可以不環(huán)繞出氣管236或不對稱地環(huán)繞出氣 管 236〇
[0028] 圖5是根據(jù)本發(fā)明一個或多個示例實施例的另一消聲器的示意圖或者如來自圖 IA的其它替代設(shè)計。消聲器100包括殼體104以及支撐于殼體104上的共振器裝置102。 殼體104包括沿縱方向Ll的前端172、與前端172相對的后端174以及位于殼體104內(nèi)沿 縱向方向Ll位于前端172和后端174之間的第一隔板166和第二隔板280,其中該前端172 和后端174將殼體104至少部分封閉。第一隔板166沿縱向方向Ll將殼體104分隔為第一 腔室162和第二腔室164。第二隔板280形成第三腔室266。第一腔室162和第二腔室164 各自地或組合為膨脹腔，第三腔室266為共振腔，其中共振器裝置102和第三腔室266 (共 振腔）共同構(gòu)成赫姆霍茲共振器，即同軸共振器（in-line resonator)。消聲器100進(jìn)一步 地包括用于將排氣引入并引出殼體104的多個管道，例如但不限于支撐在前端172以及第 一隔板166上用于將排氣引入第一腔室162的進(jìn)氣管416、支撐在第一隔板166和后端174 上用于將排氣從第二腔室164引出殼體104之外的出氣管584以及支撐在第一隔板166和 第二隔板280上的中間管426。第一隔板166和第二隔板280均設(shè)置有開孔以收容和支撐 管道416、426、102。在這個示例性實施例中出氣管584亦為共振器裝置102的一部分并包 括出口頸部184.在工作時，排氣流自進(jìn)氣管416流入第一腔室162,經(jīng)由中間管道426從第 一腔室162進(jìn)入第三腔室266內(nèi)，最后經(jīng)由出氣管102流出消聲器100的殼體104之外。
[0029] 盡管圖1-圖4中所示的一個或多個實施例中的共振器裝置102的本體180顯示 為具有圓形或近似圓形截面的管狀結(jié)構(gòu)。然而在其它實施例中，可以根據(jù)需要而改變共振 器裝置102本體180的形狀。如圖5中所示，共振器裝置102包括本體180以及分別位于 本體180兩端的進(jìn)口頸部182和出口頸部184,其中，本體180具有半圓形或近似半圓形的 截面。進(jìn)口頸部182可位于第三腔室266內(nèi)，出口頸部184可位于殼體104之外。共振器 裝置102的本體180相對于殼體104的前端172更靠近后端174設(shè)置。本體180接觸并支 撐在第一隔板166上并且本體180與第一隔板166共同形成封閉管道（例如但不限于將本 體180焊接至第一隔板166)，即本體180的截面由沿縱向方向Ll的兩個截面端形成，其中 所述兩個截面端中一個為第一隔板162的部分。這樣可以在有限的空間內(nèi)大大增長共振器 裝置102的長度。
[0030] 以上所述僅為本發(fā)明的一個或多個實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng) 域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的 任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1. 一種消聲器，包含： 殼體，沿縱向方向延伸； 共振器裝置，支撐于所述殼體上并且包括本體，所述本體包括第一部和與所述第一部 間隔分離并且流體連通的第二部，所述流體連通設(shè)置在與所述縱向方向交叉的方向上，所 述第一部和第二部中至少一者為閉環(huán)截面。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的消聲器，進(jìn)一步包含， 開孔，接收沿所述縱向方向延伸并且設(shè)置在所述共振器裝置的所述第一和第二部之間 的出氣管。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的消聲器，其中， 所述共振器裝置進(jìn)一步包括自所述本體在相反方向上延伸的進(jìn)口頸部和出口頸部。4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的消聲器，其中， 所述本體包括與所述第一部間隔分離并且相對于所述出氣管與所述第二部相對的第 三部。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的消聲器，其中， 所述殼體包括沿所述縱向方向的前端和后端，所述共振器裝置的所述本體相對于所述 殼體離所述前端和所述后端以不同距離設(shè)置。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的消聲器，其中， 所述共振器裝置的所述本體包括沿所述縱向方向彼此間隔分離的第四和第五部。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的消聲器，其中， 所述殼體包括形成并分隔第一腔室和第二腔室的第一隔板，所述共振器裝置接觸所述 第一隔板。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的消聲器，其中， 所述共振器裝置的所述本體的截面由沿所述縱向方向的兩個截面端形成，其中所述兩 個截面端中一個為所述第一隔板的部分。9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的消聲器，進(jìn)一步包含： 所述共振器裝置的所述本體接觸所述第一隔板。10. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的消聲器，進(jìn)一步包含： 形成第三腔室的第二隔板，所述第二腔室沿所述縱向方向位于所述第一腔室和所述第 三腔室之間。11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的消聲器，進(jìn)一步包含： 形成第四腔室的第三隔板，所述第三腔室沿所述縱向方向位于所述第二腔室和所述第 四腔室之間。12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的消聲器，其中， 所述第一、第二、第三隔板中至少一個包括開孔以收容和支撐多個管道的一部分。13. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的消聲器，進(jìn)一步包含： 出氣管，其中所述共振器裝置接觸所述出氣管。
【文檔編號】F01N1/02GK105986853SQ201510059899
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2015年2月5日
【發(fā)明人】黃成成
【申請人】福特環(huán)球技術(shù)公司