一种可变消声频带的宽频消声器

1.一种可变消声频带的宽频消声器，其特征在于，该消声器由若干个消声单体以串联方式卡接形成；
所述的消声单体包括内芯体(1)和外壳(2)；
所述的消声器在外壳(2)与内芯体(1)之间形成密闭的空腔(3)。
2.根据权利要求1所述的一种可变消声频带的宽频消声器，其特征在于，所述的外壳(2)由固定连接的壳体和卡接部组成，所述的壳体和卡接部同心设置，卡接部直径为壳体直径的1.05‑1.2倍；所述的壳体的自由端内侧开设有插槽，外侧沿周向间隔设有若干个卡条(6)；所述的卡接部的自由端内侧沿周向间隔设有若干个卡块(5)。
3.根据权利要求2所述的一种可变消声频带的宽频消声器，其特征在于，所述的内芯体(1)的卡入端外侧固定有插板，所述的插板插接于插槽内。
4.根据权利要求2所述的一种可变消声频带的宽频消声器，其特征在于，所述的卡条(6)呈L形，其长边的长度为两相邻卡块(5)距离的1/3‑2/3；所述的卡条(6)的厚度与卡块(5)的长度相等；所述的卡块(5)的长度为卡接部直径与壳体直径之差。
5.根据权利要求4所述的一种可变消声频带的宽频消声器，其特征在于，所述的卡条(6)的长边设为斜坡，其倾角为3‑5°。
6.根据权利要求1所述的一种可变消声频带的宽频消声器，其特征在于，所述的消声器还包括端盖(4)，所述的端盖(4)卡接于消声器两端的消声单体的自由端，所述的端盖(4)与消声单体之间的卡接处设有密封圈。
7.根据权利要求1所述的一种可变消声频带的宽频消声器，其特征在于，所述的消声单体与消声单体之间的卡接处设有密封圈。
8.根据权利要求1所述的一种可变消声频带的宽频消声器，其特征在于，所述的内芯体(1)侧壁开设圆孔或方形槽。
9.根据权利要求8所述的一种可变消声频带的宽频消声器，其特征在于，所述的圆孔开设有3‑30个，其直径为内芯体(1)直径的1/20‑1/5。
10.根据权利要求8所述的一种可变消声频带的宽频消声器，其特征在于，所述的方形槽开设有1个，其长为内芯体(1)直径的1/2‑3/4，宽为长的2/3‑1/5。

一种可变消声频带的宽频消声器\n技术领域\n[0001] 本实用新型涉及一种宽频消声器，具体涉及一种可变消声频带的宽频消声器。\n背景技术\n[0002] 随着环境保护的要求日益严格，国家法规对汽车燃油经济性的要求也越来越高，为进一步满足法规规定，各大主机厂也相应的将原用发动机替换为采用带有涡轮增压器的发动机。但是随着增压率的不断增加，涡轮增压器会逐渐逼近其自身的喘振压力线，从而带来各种噪声问题如Hiss、Bypass等。\n[0003] NVH是噪声、振动与声振粗糙度(Noise、Vibration、Harshness)的英文缩写。这是衡量汽车制造质量的一个综合性问题，它给汽车用户的感受是最直接和最表面的。车辆的NVH问题是国际汽车业各大整车制造企业和零部件企业关注的问题之一。有统计资料显示，整车约有1/3的故障问题是和车辆的NVH问题有关系，而各大公司有近20％的研发费用消耗在解决车辆的NVH问题上。\n[0004] 在新能源车型中，以燃料电池车为例，其空压机所产生的宽频气流噪声以及排气系统产生的气流噪声等等问题，都会对提升汽车NVH性能带来不小的挑战。而随着汽车市场竞争日益激烈，各大主机厂都在极力压缩整车的开发周期及成本，而对于性能、成本和开发周期日益苛刻的要求，给NVH性能开发工作者带来极大的压力。\n[0005] 对于解决上述问题，传统解决方案是NVH开发人员拿到客户边界以及噪声问题频段，再进行针对性的宽频消声器概念设计、结构设计、快速样件制作，完成这一系列准备工作之后，再进行实车测试。如若测试结果不理想，还需更改设计且再次制作快速样件，再进行实车测试，如此往复循环直至问题解决。而这期间的时间，金钱成本和时间成本都需要主机厂客户买单，这在一定程度上降低了该主机厂产品的市场竞争力。\n实用新型内容\n[0006] 本实用新型的目的就是为了解决上述问题至少其一而提供一种可变消声频带的宽频消声器，利用串联卡接多个消声单体的形式，实现了快速调整消声器消声频段，能够更好的适应快节奏的研发。\n[0007] 本实用新型的目的通过以下技术方案实现：\n[0008] 一种可变消声频带的宽频消声器，该消声器由若干个消声单体以串联方式卡接形成；\n[0009] 所述的消声单体包括内芯体和外壳；\n[0010] 所述的消声器在外壳与内芯体之间形成密闭的空腔。\n[0011] 优选地，所述的外壳由固定连接的壳体和卡接部组成，所述的壳体和卡接部同心设置，卡接部直径为壳体直径的1.05‑1.2倍；所述的壳体的自由端内侧开设有插槽，外侧沿周向间隔设有若干个卡条；所述的卡接部的自由端内侧沿周向间隔设有若干个卡块。当两个消声单体卡接时，卡块与卡条相卡接，实现消声单体的固定连接。\n[0012] 优选地，所述的内芯体的卡入端外侧固定有插板，所述的插板插接于插槽内。对于单个消声单体而言，将内芯体由外壳的壳体自由端插入，在插入完全时，设置在其卡入端的插板刚好会与外壳上的插槽相匹配，使得内芯体无法继续向外壳内部移动，同时会在外壳与内芯体之间形成一端封闭，一端开口的空间；当消声单体进行卡接后，相邻消声单体的外壳会封闭前述的空间开口端，形成密闭的空腔。\n[0013] 优选地，插板为圆环状，此时对应的插槽也为圆环状，插板与插槽相配合可以使内芯体插接在外壳内；插板还可以是圆环状，并且在外圆周上还设置了若干个凸起，相应的插槽则为与该些凸起位置、大小相对应的槽，通过将凸起对应至插槽中，即可以使内芯体插接在外壳内，并且内芯体与外壳不会发生相对旋转。\n[0014] 优选地，插槽内设置有密封圈，进一步提高形成的空腔的密闭性。密封圈可以采用橡胶圈，其具有良好的密封性和一定的弹性，在消声器安装后，通过压紧变形可以获得更佳的密封性。\n[0015] 优选地，所述的卡条呈L形，其长边的长度为两相邻卡块距离的1/3‑2/3；所述的卡条的厚度与卡块的长度相等；所述的卡块的长度为卡接部直径与壳体直径之差。将两个消声单体卡接时，卡块先置于卡条之间的空隙处，随后旋转使卡块转至卡条上，并最终使卡块的侧边与L形卡条的短边相抵，且卡块的下侧与L形卡条的长边相抵，此时，消声单体之间实现固定连接；当需要分解时，通过反向旋转使卡块转至卡条的空隙处，即可分解。\n[0016] 优选地，所述的卡条的长边设为斜坡，其倾角为3‑5°。设置一个小倾角的斜坡可以便于卡接安装。\n[0017] 优选地，在长边上卡接位置处设有一个凹槽，其宽度与卡块相等，当卡接时，卡块刚好位于该凹槽内，可以保证卡接安装的准确性，并且不会在使用过程中意外滑出。\n[0018] 优选地，在凹槽内还设有密封垫，当消声器安装后，会处于压紧状态，此时卡块压紧密封垫并卡在凹槽内，这样既能够增加卡接的牢固度，防止卡块意外滑开，还可以提高形成的空腔的密封度。\n[0019] 密封垫可以采用橡胶垫，其具有良好的密封性和一定的弹性，在消声器安装后，通过压紧变形可以获得更佳的密封性。\n[0020] 优选地，所述的卡块设有4个，卡条设有4个。\n[0021] 优选地，卡块沿周向均匀分布于卡接部内侧，卡条沿周向均匀分布于壳体外侧。\n[0022] 优选地，所述的消声器还包括端盖，所述的端盖卡接于消声器两端的消声单体的自由端，所述的端盖与消声单体之间的卡接处设有密封圈。\n[0023] 优选地，所述的消声单体与消声单体之间的卡接处设有密封圈。\n[0024] 密封圈可以采用橡胶圈，其具有良好的密封性和一定的弹性，在消声器安装后，通过压紧变形可以获得更佳的密封性。\n[0025] 优选地，所述的内芯体侧壁开设圆孔或方形槽。利用开孔或开槽可以进一步形成赫姆霍兹消声器，以实现效果更好、频率更宽的消声。\n[0026] 优选地，所述的圆孔开设有3‑30个，其直径为内芯体直径的1/20‑1/5。\n[0027] 优选地，所述的方形槽开设有1个，其长为内芯体直径的1/2‑3/4，宽为长的2/3‑1/\n5。\n[0028] 具体来说，本消声器实现消声的原理包括如下两个方面：\n[0029] 1、利用圆孔或者槽孔以及壁厚和空腔的组合，形成赫姆霍兹消声器，具体消声频率可由下式计算得到：\n[0030]\n[0031] 其中，f为消声的目标频率，c为声速，s为开孔的截面积，L为壁厚，v为消声容积。\n[0032] 2、轴向串联的消声器的传递损失，可由如下公式计算得到：\n[0033] TL＝TL1*TL2*TL3*…*TLn\n[0034] 其中，TL为总传递损失，TLn为第n个消声单体的传递损失。\n[0035] 本实用新型的工作原理为：\n[0036] 多个消声单体轴向串联连接后，在每个消声单体的外壳与内芯体之间会形成一个能够吸收声波的密闭空腔。\n[0037] 气流所携带的声波由消声器一端进入消声器后，声波经密闭空腔的吸收以及消声单体在轴向串联后所具有的传递损失的消声后，由消声器另一端流出。\n[0038] 与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：\n[0039] 1、通过分段式的设计将多个不同样式的消声单体串联组合形成一个消声器，通过赫姆霍兹消声器的消声以及轴向串联的消声器的传递损失两者相配合，可以实现在一个宽的频率范围内进行消声。\n[0040] 2、本实用新型可以通过旋转卡接的方式将多个消声单体组合或拆卸，并可以根据消声目标的频率要求，选择合适的消声单体进行串联卡接，能够实现快速设计以满足消声目标，能够大幅缩短开发周期。\n[0041] 3、本实用新型中的消声单体根据不同的结构设计可以设计为针对不同频率的消声，再进一步将其轴向串联可以使组装完成后的消声器具有一个更宽的消声带宽，进而能够满足主机厂对不同频率的消声要求以及组合频率的消声要求，更适于使用。\n[0042] 4、本实用新型中的消声单体可以作为预制件进行批量生产，而在消声实验的过程中可以根据目标频率进行组装测试，可以省去传统方式中的概念设计、结构设计和样件制作的过程，能够大幅缩短研发周期并且节省研发成本。\n[0043] 5、分段式的设计使得消声频率灵活、安装简单且还可以根据实际安装空间大小进行快速调整。\n附图说明\n[0044] 图1为实施例1的消声器装配完成后的结构示意图；\n[0045] 图2为实施例1的消声器装配完成后的剖面结构示意图；\n[0046] 图3为实施例1的消声器的消声单体的结构示意图；\n[0047] 图4为实施例1的消声器外壳卡接处(图1中的A部分)的结构示意图；\n[0048] 图5为实施例1的消声器外壳卡接处(图2中的B部分)的结构示意图；\n[0049] 图6为实施例1的消声器内芯体卡接处(图2中的C部分)的结构示意图；\n[0050] 图7为实施例1的消声器端盖卡接处(图2中的D部分)的结构示意图；\n[0051] 图中：1‑内芯体；2‑外壳；3‑空腔；4‑端盖；5‑卡块；6‑卡条。\n具体实施方式\n[0052] 下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。\n[0053] 实施例1\n[0054] 一种可变消声频带的宽频消声器，如图1‑7所示，该消声器由若干个消声单体以串联方式卡接形成；消声单体包括内芯体1和外壳2；消声器在外壳2与内芯体1之间形成密闭的空腔3。\n[0055] 更具体地，本实施例中：\n[0056] 外壳2由固定连接的壳体和卡接部组成，两者同心设置且卡接部直径约为壳体直径的1.1倍，如图2和图3所示，卡接部略大于壳体部分，截面可以近似看成Z字形。在卡接部的自由端处内侧设置了4个沿轴向均匀分布的卡块5，这些卡块5的长度等于卡接部与壳体的直径差，使得卡块5的前端能够处于壳体的延长线上；卡块5的厚度约为卡接部高度的1/\n3，并且在壳体和卡接部的交界处设置了密封圈(选用高弹性橡胶圈)。\n[0057] 在壳体的自由端的内侧开设了用于与内芯体1插接配合的插槽，而在外侧则设置了与卡块5相匹配的4条卡条6。具体来说，卡条6为L形，沿轴向均匀分布，其长边的长度为两相邻卡块5距离的2/3；短边的长度与卡接部的高度相等，宽度与卡块5相等；在进行消声单体的卡接过程中，将卡块5先置于两条卡条6的中间，随后进行旋转，使卡块5沿卡条6的长边移动直至抵住卡条6的短边，卡接到位。本实施例中的卡条6特别设置为具有3°倾角的斜坡，这样在旋转卡接的时候，卡块5可以由较低点进入，有利于在安装时的余量控制，并且在难操作的环境下，可以有一个较为宽松的对准要求；此外，卡条6在卡接到位时卡块5的相应位置处开设了一个与卡块5宽度相匹配的卡槽，在卡槽中还填设了密封垫(选用高弹性橡胶垫)。\n[0058] 内芯体1的两端可以根据被插入和插入分为插入端(被插入)和插口端(插入)，由图2和图6可以看出，内芯体1整体为圆柱形，在插入端的外侧还有截面呈L形的插板，在本实施例中采用的是圆环形插板，而相应的在外壳2内侧对应的插槽也是圆环形插槽。具体来说，内芯体1的插口端由外壳2壳体的自由端侧插入，直至圆环形插板卡在圆环形插槽中，内芯体1与外壳2装配完成，形成了消声单体。此时在内芯体1与外壳2之间会形成一个一端封闭，一端开口的空间，当消声单体装配为消声器后，则该空间的开口端会被相邻的消声单体封闭，形成密闭空间。在插槽内也同样设置了密封圈(选用高弹性橡胶圈)。\n[0059] 为将消声单体串联得到的消声器与外部接口连接，在消声器两端的消声单体的自由端各卡接设置了一个端盖4，与汽车部件相连接。在端盖4与消声单体的卡接处也同样设置了密封圈(选用高弹性橡胶圈)。\n[0060] 本实施例的消声单体在所有插接、卡接的位置处都设置了高弹性的橡胶圈/垫作为密封圈/垫，这样可以在安装消音器时，通过前后两端端盖4的压紧力，使各位置处的密封圈/垫均会发生弹性变形，进而可以获得更好的密闭性能。\n[0061] 内芯体1的侧壁上开设圆孔或方形槽，可以使消声单体进一步形成具有赫姆霍兹消声效果的消声单体，进而可以实现效果更好、频率更宽的消声。如图2所示，本实施例采用\n5段消声单体组合而成，在内芯体1的侧壁上开设不同形状的开孔，由左向右依次为：第一消声单体开设5个圆孔，其直径约为内芯体1直径的1/10；第二消声单体开设1个长方形槽，其长为内芯体1直径的3/4，宽为长的1/4；第三消声单体开设3个圆孔，其直径约为内芯体1直径的1/10；第四消声单体开设30个圆孔，其直径约为内芯体1直径的1/10；第五消声单体开设1个长方形槽，其长为内芯体1直径的1/2，宽为长的2/3。第一消声单体至第五消声单体依次串联卡接形成消声本体，随后在消声本体两侧卡接端盖4(卡接方式与消声单体之间的卡接方式相同)，装配形成本实施例中的消声器。\n[0062] 具体来说，本消声器实现消声的原理包括如下两个方面：\n[0063] 1、利用圆孔或者槽孔以及壁厚和空腔3的组合，形成赫姆霍兹消声器，具体消声频率可由下式计算得到：\n[0064]\n[0065] 其中，f为消声的目标频率，c为声速，s为开孔的截面积，L为壁厚，v为消声容积。\n[0066] 2、轴向串联的消声器的传递损失，可由如下公式计算得到：\n[0067] TL＝TL1*TL2*TL3*…*TLn\n[0068] 其中，TL为总传递损失，TLn为第n个消声单体的传递损失。\n[0069] 本实用新型的工作原理为：\n[0070] 多个消声单体轴向串联连接后，在每个消声单体的外壳2与内芯体1之间会形成一个能够吸收声波的密闭空腔3。\n[0071] 气流所携带的声波由消声器一端进入消声器后，声波经密闭空腔3的吸收以及消声单体在轴向串联后所具有的传递损失的消声后，由消声器另一端流出。\n[0072] 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。

暂无