[发明专利]一种有源控制的自反相内燃机排气消声器

说明书

技术领域

本发明属于机械领域，具体涉及一种利用噪声自我反相声波与原噪声声波在排气出口处于涉消声的内燃机排气消声器，

背景技术

目前，公知的内燃机排气消声器有两种类型：无源消声器和有源消声器。无源消声器又分为阻性消声器、抗性消声器和阻抗复合式消声器。总体而言，无源消声器的优点是消声频带宽、消声量大，无需控制，因而应用及其广泛，但其缺点也十分明显，即为达到目标消声量，不得不采用内插管道迷宫式排布，排气阻力大，造成内燃机排气背压高，功率损耗大。文献《汽车排气噪声自适应有源控制的实验研究》(乔秀娟，吴伟蔚，黄其柏.武汉汽车工业大学学报，1997，19(1)：1-4)列举了我国7种无源消声消音器的功率损耗，最低是5％，最高是14％。有源消声器是目前学术界广泛研究的一种消声器，控制方式很多，应用的控制原理也不尽相同，但其主要类型的基本原理是在排气消声器系统中引入与内燃机排气噪声同频率、同强度、反相位的次级噪声，通过主动控制次级噪声的频率、强度、相位实时跟随原噪声变化，在排气管出口处实现两列同频、等强、反相声波的干涉，达到消减内燃机排气噪声的目的。现有研究成果表明，有源控制的优点是排气阻力小，因而内燃机排气背压低，功率损耗小，缺点是引入次级噪声声波所需的电功率消耗大，例如要想完全抵消高达130dB(A)的宽带排气噪声能量，需要理论辐射声功率约8kW的扬声器(Krause P，Weltens H.Advanced Design of Automotive ExhaustSilencer Systems.SAE Paper 922088，1992)，结构复杂，造价昂贵(需要转速传感器、压力传感器、声学传感器)，且在自适应控制方面、元器件制备方面还有众多技术难题没有解决，远未进入实用状态。

发明内容

本发明的目的是提供一种有源控制的自反相内燃机排气消声器，用于内燃机消声排气，克服现有的无源消声器功率损耗大和有源消声器电功率消耗大，有源消声器结构复杂以及存在的阻碍进入实际使用的诸多问题，

本发明的消声器由自反相消声管道回路和管道回路上的排气喷口移动机构组成，其中的消声管道回路包括：与三元催化器连接的接头，与接头相连的气缸排气导入管，连接在导入管输出端的两条分支输气管，直线连接在两条分支输气管相向出口上的两段相对的波纹伸缩管、连接在两段伸缩管相对端上的开有排气喷口的排气喷口座，波纹伸缩管内连接在两个分支输气管上的排气喷口座移动滑道。排气喷口移动机构包括分别固定在两条分支输气管上的支承链轮和主动链轮，安装在链轮上并用连接节连接排气喷口座的链条、主动链轮驱动电动机，安装在内燃机上的转数传感器，连接传感器和驱动电机的微控制器。

本发明的工作过程是：由发动机排出的气体和噪声经过导入管后，被分支输气管分成两路，从两条分支输气管出口排出气体和噪声，再分别由两端进入伸缩管并在移动排气喷口处交汇喷出。发动机传感器检测发动机转速，并实时传递信息给微控制器，微控制器处理传感器检测信息后发出控制指令，指示控制电机通过齿轮、链轮、链条带动移动排气喷口移动，使自反相消声管道回路两段中间通道中噪声从入口到出口形成半波长波程差，在出口处形成两列同频率、反相位的干涉声波，通过相互反相干涉消声。

本发明提积极效果是：能够利用噪声自我反相声波与原噪声声波在排气出口处干涉消声，与无源消声器相比，排气阻力小，提高内燃机工作效率，节省能源。与现有的有源控制消声技术相比，结构简单、耗电低、运行可靠。

附图说明

图1是本发明有源控制自反相排气消声器整体结构简图。

图2是本发明排气口处的截面图。

具体实施方式

参阅图1、图2，本发明中的消音管道回路包括与三元催化器连接的接头1，与接头相连的的气缸排气导入管2，连接在导入管2输出端、相对导入管横向直线分开的两条分支输气管3和4，直线连接在分支输气管3和4弯折后相向的出口上的两段波纹伸缩管5。两段波纹伸缩管相对端连接排气喷口座6，排气喷口座6内有轴向和径向三通内腔，径向通腔连接一段外凸管路形成的排气喷口7，排气喷口座滑道8为矩形截面一侧开口的槽形杆，滑道8槽形开口与喷口同方向，滑道8两端分别连接在两条分支输气管3和4的出口上，并且槽形滑道槽两端的端口对应分支输气管的出口。

参阅图1，排气喷口移动机构包括分别固定在两条分支排气管上的支承链轮9和主动链轮10，安装在链轮上并用连接节11连接排气口座的链条12、主动链轮驱动电动机13，安装在内燃机上的转数传感器14，连接传感器14和驱动电机13的微控制器15。