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内燃机两工况自动跟随的排气消声器

成果类型:: 发明专利

发布时间: 2024-11-01 08:55:15

科技成果产业化落地方案
方案提交机构:成果发布人| 徐景新 | 2024-11-01 08:55:15

由线膨胀系数较大的铝合金材料制造的内管道和共振腔外壳发生热变形,内管道上的圆孔直径φd为10.02mm,圆柱体伸入圆孔内 0.14mm处,安装在管内的圆柱体是由线膨胀系数极小的石英材料制造,几乎没有发生热变形,所以圆柱体直径φd仍为9.50mm,内管道的热变形引起圆柱体伸入内管道上圆孔内0.07mm 处,用声学有限元仿真软件计算出共振频率为178Hz;根据内燃机高速工况条件,其消声器排气温度为270℃,线膨胀系数大的内管道和共振腔外壳发生热变形

在怠速工况下,排气噪声最主要的噪声频率约为178Hz,排气消声器的工作温度约为97℃;在高速工况下,排气噪声最主要的噪声频率约为270Hz,排气消声器的工作温度约为270℃。本实施例在该内燃机原有的消声器基础上,增设一个共振腔结构,共振腔的内管道上开圆孔,并在管内安装热膨胀系数小的圆柱体(圆柱体的一端伸入圆孔内适当深度,圆柱体的另一端固定在内管道上)。消声器所增设的共振腔外壳和内管道采用线膨胀系数较大的材料制造,管道内的圆柱体选用线膨胀系数极小的材料制造。

在传统燃油汽车中,发动机在不同工况(如怠速和高速行驶)下产生的排气噪声特性不同。这种自动跟随两工况的排气消声器能够根据发动机工况的变化自动调整消声效果。在城市交通拥堵时,汽车处于怠速工况较多,消声器可以有效降低低频噪声,减少车辆对周围环境的噪音污染。而在高速公路行驶等高速工况下,能够更好地处理高频排气噪声,提升驾驶舒适性。

对于高性能汽车,精确的排气噪声控制有助于满足严格的车辆噪音法规,同时还能在不影响动力性能的情况下优化排气声浪,增强车辆的驾驶体验。

工程机械领域

诸如装载机、挖掘机等工程机械装备的内燃机工作工况复杂多变。在施工现场,这些设备的发动机可能频繁地在不同负载和转速下运行。自动跟随工况的排气消声器可以有效降低设备运行时的噪音,减少对施工现场周围居民和工作人员的噪音干扰,并且有助于设备符合环保施工的要求。

船舶内燃机领域

船舶发动机的工况会因航行状态(如起航、巡航、停靠等)而变化。这种消声器能够适应船舶内燃机的工况变化,降低排气噪音,减少对海洋环境和船上人员的噪音影响。特别是对于游轮等对乘坐舒适性要求较高的船舶,能有效改善船上的声学环境。

浙江工业大学是东部沿海地区第一所省部共建高校、首批国家“高等学校创新能力提升计划”(2011计划)协同创新中心牵头高校和浙江省首批重点建设高校,坐落于中国历史文化名城、风景旅游胜地杭州。学校坚持立德树人根本任务,以拔尖创新人才为引领、高级应用型人才为主体、复合型人才为特色,大力培养德智体美劳全面发展,富有家国情怀、国际视野、创新精神和实践能力的行业精英和领军人才。

共振腔结构参数的大小发生了变化,使内燃机排气消声器在两种不同的工况下有两种不同的共振频率,分别与某该内燃机在怠速和高速工况下实测得到的排气噪声的主要噪声频率相近,实现内燃机两工况下自动跟随的消声功能,能满足内燃机两工况下的噪声控制要求。(在声学有限元仿真过程中,为了考虑温度对声速大小的影响,不同温度下声速大小由C0(t℃)=331.5+0.6t1可得,在怠速工况下,排气消声器的温度为97℃,声速为 390.67m/s;在高速工况下,排气消声器的温度为270℃,声速为496.2m/s)。

技术转让,许可,合作所需资金需双方协商,此项技术想尽快落地,希望具备此项技术研发的技术方,能够尽快承接此项目。