用于排气系统的消声器的制作方法

本发明涉及一种用于排气系统的消声器。

背景技术：

1、排气系统中的消声器，例如，固定系统或车辆的排气系统中的消声器，用于最大程度地减少相应车辆或固定系统的声音排放。在不同的实施方案中，已知消声器采用不同的工作原理，例如，以反射式消声器、吸收式消声器或共振式消声器的形式。

2、取决于排气系统中使用的部件的设计，例如，所使用的管道路线和/或管道横截面，特别关注特定的声音频率，以便能够实现最佳降低消声器中的噪音，即，最佳降低声压水平。

3、然而，调谐到相关声音频率可能需要给定消声器采用复杂的结构构造。具体地，在很多情况下，无法轻易在不增加消声器的安装空间或提高空间要求的情况下使消声器达到特定的声音频率。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种用于排气系统的消声器，该消声器的噪音抑制效果能够进行灵活调整。具体地，消声器的空间要求应较低。

2、通过一种用于排气系统的消声器来实现该目的，该消声器具有消声器壳体，在该消声器壳体中形成有进气室以及与该进气室流体连接的出气室。进气室具有用于将废气流供应到进气室中的进气管道，并且出气室具有用于将废气流从出气室排出的出气管道，其中，进气管道和出气管道各自具有第一管道部分和第二管道部分。进气管道和出气管道相应的第一管道部分周向不可渗透废气流，并且相应的第二管道部分周向具有多个孔，其中，第一管道部分各自具有预先确定的长度，使得在每个相应的第一管道部分与消声器壳体的内壁之间形成λ/4谐振器，该内壁与相应的第一管道部分相关联。

3、λ/4谐振器具有降噪效果是由于λ/4谐振器在声学室中提供有限长度的分支，其中，选择有限长度使得阻尼最大值出现在对应于四倍有限长度的波长处。换言之，选择有限长度使得可以调谐到与声音水平的降低特别相关的声音频率。

4、本发明基于这样的基本思路，即将可实现的消声器降噪构造为可通过协调设计进气管道和出气管道进行调整。根据本发明，将进气管道和出气管道的第一管道部分的长度选择为使得形成在相应的第一管道部分与内壁之间的λ/4谐振器被调谐到与相应的应用特别相关的特定声音频率，该内壁与相应的第一管道部分相关联。同时，可以通过进气管道和出气管道的第二部分的孔隙率来最大程度地降低噪音，或者可以对声压水平进行附加宽频谱降低，并且可以在降低声音水平与增加排气系统中的背压之间找到最佳折衷。因此，可以通过对所使用的进气管道和出气管道进行调整来实现调整变化的相关声音频率和要求，特别是在不必更改消声器壳体的尺寸的情况下。

5、进气管道的第一管道部分的预先确定的长度和出气管道的第二管道部分的预先确定的长度可以相同或不同。这样，可以最佳调谐到相关声音频率，其声音水平至少通过所形成的λ/4谐振器进行降低。具体地，因此可有效地抑制进气室和出气室的相同或不同的声音频率。这样，也可以有针对性地设置声压水平的附加宽频谱降低。

6、根据本发明，消声器壳体的设计不受进一步限制，只要可在消声器壳体内形成进气室和出气室即可。例如，消声器壳体呈箱体形状或圆柱形。

7、排气系统可以是车辆的排气系统，也可以是固定马达的排气系统。车辆可以是陆地车辆，也可以是船舶，例如，机动车辆或船只。固定马达可以是发电装置中的固定马达。

8、进气管道的第二管道部分的孔隙率比率优选地是出气管道的第二管道部分的孔隙率的三倍至六倍。换言之，进气管道的第二管道部分的孔隙率优选地比出气管道的第二管道部分的孔隙率显著更高。已经发现，此类孔隙率比率在一方面在期望降低声音水平与在另一方面通常不期望增加排气系统的废气流的背压之间实现甚至更好的折衷。

9、第二管道部分的孔隙率在本文被定义为特定管道部分的圆周表面中的所有开口的面积总和与特定管道部分的圆周表面的总表面的比率。因此，当计算孔隙率时，仍然忽略可能与第二管道部分相邻的进气管道或出气管道的轴向端部的开口。

10、进气管道的第二管道部分的长度与出气管道的第二管道部分的长度的比率优选地在1至2之间的范围内。这样，形成在出气室中的λ/4谐振器的声音频率被调谐到等于或高于实现在进气室中的λ/4谐振器所被调谐到的声音频率。

11、为了实现特别优秀的在降低声音水平与废气流中出现的背压之间的折衷，进气管道的第二管道部分的孔隙率的比率特别优选地是出气管道的第二管道部分的孔隙率的三倍至六倍，并且进气管道的第二管道部分的长度与出气管道的第二管道部分的长度的比率在1至2之间的范围内。

12、在一个实施方案中，进气管道和/或出气管道具有分别与进气室和出气室相关联的轴向端部，该端部至少部分密封。这样，进一步提高可实现的降噪。

13、相应的管道的轴向端部被密封得越多，对应的带多个孔的第二管道部分对通过消声器的废气流的流动特性产生的影响就越大。

14、可完全密封进气管道的轴向端部和/或出气管道的轴向端部。在该变型中，废气仅经由或通过相应的第二管道部分流动离开进气管道或进入出气管道。

15、例如，进气管道和/或出气管道可以分别延伸到进气室或出气室中，使得进气管道的每个轴向端部或出气管道的每个轴向端部被内壁密封。

16、用于处理包含在废气流中的至少一种污染物的废气后处理元件可被布置在进气室与出气室之间。这样，根据本发明的消声器是组合式消声器/废气后处理装置，使得特别是可以省去单独的废气后处理装置。这简化了排气系统的设计并且最大程度地降低其安装空间要求。具体地，进气管道和出气管道的柔性设计使得可以实现此类双重功能而无需消声器壳体，消声器壳体的空间要求比不具有废气处理功能的消声器和/或不具有消声器功能的废气后处理装置的空间要求更高。

17、在本实施方案中，进气管道可以是用于将废气流与处理化学品混合的混合管道。例如，进气管道可设计成用作注入脲溶液的混合管道，其在废气后处理元件中用于催化转化包含在废气流中的氮氧化物。

18、在另一种变型中，进气室和/或出气室具有多个分气室，由分隔壁将该多个分气室彼此界定，废气流可以流动通过该分隔壁。

19、例如，通过使分隔壁具有多个孔，分隔壁设计成使得废气流可以流动通过该分隔壁。

20、还可以使分隔壁的仅与进气管道的第二管道部分或出气管道的第二管道部分相关联的一个子部分具有多个孔。这样，λ/4共振器也可以形成在分隔壁与进气管道或出气管道的第一管道部分之间。

21、分隔件可以附加地或另选地具有一个或多个连接管道，该一个或多个连接管道将分气室彼此流体连接。

22、总之，使用一个或多个分隔壁可以针对性地调整进气室和/或出气室的声学特性，以便实现最佳降低声音水平。

23、为了防止附加产生噪声频谱的高频分量，与出气室相关联的出气管道的轴向端部可以呈郁金香形状。

24、″高频″在本文理解为特别是指对应于噪声频谱的整个频率分布的上面三分之一的声音频率。

25、具体地，术语″高频″代表大于500hz的频率。此类频率例如由流动噪声引起，要避免或至少降低该流动噪声。

26、此外，消声器壳体的至少一个内壁可至少部分带有吸声材料衬里，以便进一步提高可实现的噪音降低，特别是针对噪声频谱的高频分量。吸声材料在现有技术中是已知的。例如，吸声材料可以包括矿物棉或可以是矿物棉。

27、具体地，与出气室相关联的消声器壳体的内壁至少部分带有吸声材料衬里，优选地布置在废气流最下游的内壁。

28、吸声材料可以通过带有穿孔的固定元件，特别是通过带有微穿孔的固定元件进行紧固。