一种消声器结构和汽车

技术领域

本发明涉及汽车，具体涉及一种消声器结构和汽车。

背景技术

近年来随着国内汽车消费群体的年轻化，用户对运动型动力声品质的需求日益增加。排气系统作为整车动力总成的主要组成，其声品质的评价及设计是满足用户需求的重要手段。受制于法规、成本压力、空间布置、重量的影响，设计一种兼顾日常驾乘舒适性并具有运动型动力声品质的排气消声器尤为必要。

目前常规汽车的消声器设计原则为尽可能的消除发动机噪声，以保证驾乘的舒适性。对于一些个性化的汽车，如具有运动型动力声品质的汽车，反而不能过多的消除发动机的声音，尤其是需要保留某些特定频率下的声音，以体现其运动感。目前，对于具有运动型动力声品质的汽车，其排气消声器一般都采用了增加主动控制阀的设计，其设计原理主要是通过控制阀体结构的开闭，改变气流及声音的传播方向，用于匹配驾乘的舒适性和动力感。但主动控制阀的设计会导致消声器成本的大幅增加，不利于整车成本的控制。

发明内容

本发明的目的是提出一种消声器结构和汽车，能够在实现运动型动力声品质的同时兼顾日常驾乘舒适性和成本控制。

本发明所述的一种消声器结构，包括外壳、第一隔板、第二隔板、第三隔板、第四隔板、进气管、第一出气管、第二出气管和缓冲管；

所述第一隔板、所述第二隔板、所述第三隔板和所述第四隔板依次间隔的设置在所述外壳内，并将所述外壳的内腔分隔成依次设置的第一腔室、第二腔室、第三腔室、第四腔室、第五腔室；

所述进气管的一端设置在所述外壳外侧，所述进气管的另一端伸入所述第三腔室；

所述第一出气管的一端设置在所述外壳的外侧，所述第一出气管的另一端依次穿过所述外壳的壳壁、所述第一腔室、所述第一隔板、所述第二腔室、所述第二隔板、所述第三腔室、所述第三隔板、所述第四腔室和所述第四隔板伸入所述第五腔室中，所述第一出气管上位于所述第三腔室内的管段上设置有多个第一通孔，所述第一出气管上位于所述第二腔室内的管段上设置有多个第二通孔，所述第一出气管上位于所述第四腔室内的管段上设置有多个第三通孔；

所述第二出气管的一端设置在所述外壳的外侧，所述第二出气管的另一端依次穿过所述外壳的壳壁、所述第五腔室、所述第四隔板、所述第四腔室、所述第三隔板、所述第三腔室、所述第二隔板、所述第二腔室和所述第一隔板伸入所述第一腔室中，所述第二出气管上位于所述第三腔室内的管段上设置有多个第四通孔，所述第二出气管上位于所述第二腔室内的管段上设置有多个第五通孔，所述第二出气管上位于所述第四腔室内的管段上设置有多个第六通孔；

所述缓冲管设置在所述壳体的内腔中，所述缓冲管的两端分别伸入所述第一腔室中和所述第五腔室中。

进一步，所述第二腔室和所述第四腔室内填充有吸音材料。

进一步，所述第二隔板和所述第三隔板上均设置有多个消音孔，所述第二隔板上的多个所述消音孔连通所述第二腔室和第三腔室，所述第三隔板上的多个所述消音孔连通所述第三腔室和所述第四腔室。

进一步，所述第一隔板完全隔开所述第一腔室和所述第二腔室，所述第四隔板完全隔开第四腔室和第五腔室。

进一步，所述第一出气管的位于所述第一腔室内的管段的管壁封闭，所述第一出气管上位于所述第五腔室内的管段的管壁封闭，所述第二出气管的位于所述第五腔室内的管段的管壁封闭，所述第二出气管上位于所述第一腔室内的管段的管壁封闭；所述缓冲管的管壁封闭。

进一步，所述进气管具有伸入所述第三腔室中的进气管伸入段，所述进气管伸入段的外侧连接有第一加强支架，所述第一加强支架与所述第二隔板和/或所述第三隔板连接。

进一步，所述第一隔板和所述第二隔板之间连接有第二加强支架，所述第三隔板和所述第四隔板之间连接有第三加强支架。

进一步，所述第一出气管和所述第二出气管均为直管。

进一步，所述外壳包括固定连接在一起的壳体、第一端盖和第二端盖，所述壳体的左端和右端均设置有开口，所述第一端盖封闭所述壳体的左端的开口，所述第二端盖封闭所述壳体的右端的开口。

本发明所述的一种汽车，包括上述任一项所述的消声器结构。

本发明在兼顾日常驾乘舒适性的同时也具有运动型动力声品质，提升了汽车的品质感，具有结构简单、成本低、占用空间小和易布置的特点。

附图说明

图1为具体实施方式中所述的消声器结构的结构示意图；

图2为具体实施方式中所述的第一隔板和第四隔板的结构示意图；

图3为具体实施方式中所述的第二隔板和第三隔板的结构示意图；

图4为排气口加速2阶声音示意图；

图5为排气口加速4阶声音示意图；

图6为排气口加速6阶声音示意图。

图中：1—壳体；2—第一端盖；3—第二端盖；4—第一隔板；5—第二隔板；6—第三隔板；7—第四隔板；8—进气管；9—第一出气管；10—第二出气管；11—缓冲管；12—第一加强支架；13—第二加强支架；14—第三加强支架；15—吸音材料；16—第一腔室；17—第二腔室；18—第三腔室；19—第四腔室；20—第五腔室；401—第一安装孔；402—第二安装孔；403—第三安装孔；501—第四安装孔；502—第五安装孔；503—第六安装孔；504—消音孔；901—第一通孔；902—第二通孔；903—第三通孔；1001—第四通孔；1002—第五通孔；1003—第六通孔。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

如图1所示的一种消声器结构，包括外壳、第一隔板4、第二隔板5、第三隔板6、第四隔板7、进气管8、第一出气管9、第二出气管10和缓冲管11；第一隔板4、第二隔板5、第三隔板6和第四隔板7依次间隔的设置在外壳内，并将外壳的内腔分隔成依次设置的第一腔室16、第二腔室17、第三腔室18、第四腔室19、第五腔室20；进气管8的一端设置在外壳外侧，进气管8的另一端伸入第三腔室18；第一出气管9的一端设置在外壳的外侧，第一出气管9的另一端依次穿过外壳的壳壁、第一腔室16、第一隔板4、第二腔室17、第二隔板5、第三腔室18、第三隔板6、第四腔室19和第四隔板7伸入第五腔室20中，第一出气管9伸入第五腔室20中的部分为第一出气管伸入段，第一出气管9上位于第三腔室18内的管段上设置有多个第一通孔901，第一出气管9上位于第二腔室17内的管段上设置有多个第二通孔902，第一出气管9上位于第四腔室19内的管段上设置有多个第三通孔903；第二出气管10的一端设置在外壳的外侧，第二出气管10的另一端依次穿过外壳的壳壁、第五腔室20、第四隔板7、第四腔室19、第三隔板6、第三腔室18、第二隔板5、第二腔室17和第一隔板4伸入第一腔室16中，第二出气管10伸入第一腔室16中的部分为第二出气管伸入段，第二出气管10上位于第三腔室18内的管段上设置有多个第四通孔1001，第二出气管10上位于第二腔室17内的管段上设置有多个第五通孔1002，第二出气管10上位于第四腔室19内的管段上设置有多个第六通孔1003；缓冲管11设置在壳体1的内腔中，缓冲管11一端伸入第一腔室16，缓冲管11的另一端依次穿过第一隔板4、第二腔室17、第二隔板5、第三腔室18、第三隔板6、第四腔室19和第四隔板7伸入第五腔室20中。

采用上述的技术方案，气流直接由进气管8进入第三腔室18，然后经过第一出气管9、第二出气管10进入第一腔室16、第五腔室20和排气尾管口中，此种结构设计可以减少全频段声音的能量损失，为保留运动型排气声品质提供能量基础。缓冲管11、第一腔室16、第五腔室20、第一出气管伸入段和第二出气管伸入段共同组成两个多自由度的低频谐振腔，低频谐振腔的共振频率主要由第一出气管伸入段的长度、第二出气管伸入段的长度、第一出气管9的管径、第二出气管10的管径、缓冲管11的管径、缓冲管11的长度、第一腔室16的容积以及第一腔室16的容积共同确定，此低频谐振腔可以消除较宽的低频噪声，以保证声音的舒适性。采用上述的技术方案，可以有效增加100Hz以内的消声量，减少100-450Hz以内的消声量，在兼顾日常驾乘舒适性的同时也具有运动型动力声品质，提升了汽车的品质感。

在一些实施例中，第二腔室17和第四腔室19内填充有吸音材料15。吸音材料15配合第二通孔902、第三通孔903、第五通孔1002和第六通孔1003设置，有助于消除高频噪声，以保证声音的品质感。作为一种具体示例，吸音材料15可以选用吸音棉。

在一些实施例中，如图3所示，第二隔板5和第三隔板6上均设置有多个消音孔504，第二隔板5上的多个消音孔504连通第二腔室17和第三腔室18，第三隔板6上的多个消音孔504连通第三腔室18和第四腔室19。采用上述的技术方案，可增加高频噪声的衰减量。在具体实施时，第二隔板5和第三隔板6上均设置有与第一出气管9配合的第四安装孔501、与第二出气管10配合的第五安装孔502以及与缓冲管11配合的第六安装孔503。

在一些实施例中，如图2所示，第一隔板4完全隔开第一腔室16和第二腔室17，第四隔板7完全隔开第四腔室19和第五腔室20。采用上述的技术方案，能够保证第一腔室16和第五腔室20的气密性，为形成两个多自由度的低频谐振腔提供基础。在具体实施时，第一隔板4和第四隔板7上设置有与第一出气管9配合的第一安装孔401、与第二出气管10配合的第二安装孔402以及与缓冲管11配合的第三安装孔403。作为一种优选示例，为了保证第一腔室16和第五腔室20的气密性，第一安装孔401和第一出气管9之间、第二安装孔402与第二出气管10以及第三安装孔403与缓冲管11之间均采用满焊连接。

在一些实施例中，第一出气管9的位于第一腔室16内的管段的管壁封闭，第一出气管9上位于第五腔室20内的管段的管壁封闭，第二出气管10的位于第五腔室20内的管段的管壁封闭，第二出气管10上位于第一腔室16内的管段的管壁封闭；缓冲管11的管壁封闭。采用上述的技术方案，合理限定了气流方向，为保留运动型排气声品质提供能量基础；第一出气管伸入段的管壁封闭和第二出气管伸入段的管壁封闭，为形成两个多自由度的低频谐振腔提供基础。

在一些实施例中，进气管8具有伸入第三腔室18中的进气管8伸入段，进气管8伸入段的外侧通过焊接的方式连接有第一加强支架12，第一加强支架12与第二隔板5和/或第三隔板6连接。设置第一加强支架12可以提升外壳强度，减少外壳的辐射声。

在一些实施例中，第一隔板4和第二隔板5之间通过焊接的方式连接有第二加强支架13，第三隔板6和第四隔板7之间通过焊接的方式连接有第三加强支架14。设置第二加强支架13和第三加强支架14可以提升外壳强度，减少外壳的辐射声。

在一些实施例中，第一出气管9和第二出气管10均为直管。直管能够更快速的排气，有助于保留运动型排气声品质。

在一些实施例中，外壳包括固定连接在一起的壳体1、第一端盖2和第二端盖3，壳体1的左端和右端均设置有开口，第一端盖2封闭壳体1的左端的开口，第二端盖3封闭壳体1的右端的开口。在具体实施时，第一隔板4、第二隔板5、第三隔板6和第四隔板7从左至右依次间隔的设置在外壳内，并将外壳的内腔分隔成依次设置的第一腔室16、第二腔室17、第三腔室18、第四腔室19、第五腔室20，第一腔室16位于第一端盖2和第一隔板4之间，第二腔室17位于第一隔板4和第二隔板5之间，第三腔室18位于第二隔板5和第三隔板6之间，第四腔室19位于第三隔板6和第四隔板7之间，第五腔室20位于第四隔板7和第二端盖3之间；第一出气管9的左端设置在外壳的外侧，第一出气管9的右端向右依次穿过第一端盖2、第一腔室16、第一隔板4、第二腔室17、第二隔板5、第三腔室18、第三隔板6、第四腔室19和第四隔板7伸入第五腔室20中；第二出气管10的右端设置在外壳的外侧，第二出气管10的左端依次穿过第二端盖3、第五腔室20、第四隔板7、第四腔室19、第三隔板6、第三腔室18、第二隔板5、第二腔室17和第一隔板4伸入第一腔室16中；缓冲管11的左端设置在第一腔室16中，缓冲管11的右端向右依次穿过第一隔板4、第二腔室17、第二隔板5、第三腔室18、第三隔板6、第四腔室19和第四隔板7伸入第五腔室20中。

在一些实施例中，本发明还提出了一种汽车，包括上述任一项所述的消声器结构。

如图4、图5和图6所示，实线为传统消声器排气口加速噪声测试结果，虚线为本申请消声器排气口加速噪声测试结果。参见图4可知采用本申请消声器结构后，排气口2阶加速噪声在3000rpm以内降低2-8dB(A)，声音的舒适性增加；参见图5、图6可知采用本申请消声器结构后，排气口4阶、6阶加速噪声在1500-4500rpm以内增加1-16dB(A)，运动感增加明显。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“左”、“右”等指示的方位为基于附图1中的坐标系所表示的方位，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。