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汽車消聲器

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汽車消音器,主要用于降低機動車的發(fā)動機工作時產(chǎn)生的噪聲,其原理是汽車排氣管由兩個長度不同的管道構(gòu)成,這兩個管道先分開再交匯,由于這兩個管道的的長度差值等于汽車所發(fā)出的聲波的波長的一半,使得兩列聲波在疊加時發(fā)生干涉相互抵消而減弱聲強,使傳過來的聲音減小,從而起到消音的效果。

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汽車消聲器工作原理

由于兩個管道的的長度差值等于汽車所發(fā)出的聲波的波長的一半,使得兩列聲波在疊加時發(fā)生干涉相互抵消而減弱聲強,使聲音減小,從而起到消音的效果。

技術(shù)工藝,是衡量一個企業(yè)是否具有先進性,是否具備市場競爭力,是否能不斷領(lǐng)先于競爭者的重要指標(biāo)依據(jù)。隨著我國汽車消聲器市場的發(fā)展,與之相關(guān)的核心生產(chǎn)技術(shù)應(yīng)用與研發(fā)必將成為業(yè)內(nèi)企業(yè)關(guān)注的焦點。[1] 

阻性消聲器[2]  主要是利用多孔吸聲材料來降低噪聲的。把吸聲材料固定在氣流通道的內(nèi)壁上或按照一定方式在管道中排列,就構(gòu)成了阻性消聲器。當(dāng)聲波進入阻性消聲器時,一部分聲能在多孔材料的孔隙中摩擦而轉(zhuǎn)化成熱能耗散掉,使通過消聲器的聲波減弱。阻性消聲器就好象電學(xué)上的純電阻電路,吸聲材料類似于電阻。因此,人們就把這種消聲器稱為阻性消聲器。阻性消聲器對中高頻消聲效果好、對低頻消聲效果較差。

抗性消聲器是由突變界面的管和室組合而成的,好象是一個聲學(xué)濾波器,與電學(xué)濾波器相似,每一個帶管的小室是濾波器的一個網(wǎng)孔,管中的空氣質(zhì)量相當(dāng)于電學(xué)上的電感和電阻,稱為聲質(zhì)量和聲阻。小室中的空氣體積相當(dāng)于電學(xué)上的電容,稱為聲順。與電學(xué)濾波器類似,每一個帶管的小室都有自己的固有頻率。當(dāng)包含有各種頻率成分的聲波進入第一個短管時,只有在第一個網(wǎng)孔固有頻率附近的某些頻率的聲波才能通過網(wǎng)孔到達第二個短管口,而另外一些頻率的聲波則不可能通過網(wǎng)孔.只能在小室中來回反射,因此,我們稱這種對聲波有濾波功能的結(jié)構(gòu)為聲學(xué)濾波器。選取適當(dāng)?shù)墓芎褪疫M行組合.就可以濾掉某些頻率成分的噪聲,從而達到消聲的目的??剐韵暺鬟m用于消除中、低頻噪聲。

把阻性結(jié)構(gòu)和抗性結(jié)構(gòu)按照一定的方式組合起來,就構(gòu)成了阻抗復(fù)合式消聲器。

微穿孔板消聲器一般是用厚度小于1mm的純金屬薄板制作,在薄板上用孔徑小于1mm的鉆頭穿孔,穿孔率為1%一3%。選擇不同的穿孔率和板厚不同的腔深,就可以控制消聲器的頻譜性能,使其在需要的頻率范圍內(nèi)獲得良好的消聲效果。

小孔消聲器的結(jié)構(gòu)是一根末端封閉的直管,管壁上鉆有很多小孔。小孔消聲器的原理是以噴氣噪聲的頻譜為依據(jù)的,如果保持噴口的總面積不變而用很多小噴口來代替,當(dāng)氣流經(jīng)過小孔時、噴氣噪聲的頻譜就會移向高頻或超高頻,使頻譜中的可聽聲成分明顯降低,從而減少對人的干擾和傷害。

有源消聲器的基本原理是在原來的聲場中,利用電子設(shè)備再產(chǎn)生一個與原來的聲壓大小相等、相位相反的聲波,使其在一定范圍內(nèi)與原來的聲場相抵消。這種消聲器是一套儀器裝置,主要由傳聲器、放大器、相移裝置、功率放大器和揚聲器[3]  等組成。


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汽車消聲器的構(gòu)造

汽車消聲器按消聲原理與結(jié)構(gòu)可分為抗性消聲器、阻性消聲器和阻抗復(fù)合型消聲器三類

1. 抗性消聲器 抗性消聲器是在內(nèi)部通過管道、隔板等部件組成擴張室、共振室等各種消聲單元時,聲波在傳播時發(fā)生反射和干涉,降低聲能量達到消聲目的??剐韵暺飨曨l帶有限,通常對低、中頻帶消聲效果好,高頻消聲效果差,貨車多采用抗性消聲器。

2. 阻性消聲器 E是在內(nèi)部排氣通過的管道周圍填充吸聲材料來吸收聲能量達到消聲目的的消聲器。對中、高頻消聲效果好,單純用作汽車排氣消聲器較少,通常是與抗性消聲器組合起來使用。-

3. 阻抗復(fù)合型消聲器 是分別用抗性消聲單元和吸聲材料組合構(gòu)成的消聲器,它具有抗性、阻性消聲器的共同特點。對低、中、高頻噪聲都有很好的消聲效果。

主要作用

降低發(fā)動機的排氣噪聲,并使高溫廢氣能安全有效地排出。消聲器作為排氣管道的一部分,應(yīng)保證其排氣暢通、阻力小及足夠強度。消聲器要經(jīng)受500℃~700℃高溫排氣,保證在汽車規(guī)定的行駛里程內(nèi),不損壞、不失去消聲效果。

相關(guān)運用

汽車噪聲主要來自汽車排氣噪聲。若不加消聲器,在一定速度下,噪聲可達100分貝以上。其次為引擎噪聲和輪胎噪聲,引擎噪聲在汽車正常運轉(zhuǎn)時,可達90分貝以上,而輪胎噪聲在車速為90公里/時以上時,可達95分貝左右。因此,在排氣系統(tǒng)中加上消聲器,可使汽車排氣噪聲降低20-30分貝。在引擎方面,以汽油引擎代替柴油引擎,可以降低引擎噪聲6-8分貝。


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汽車消聲器常見故障

汽車消聲器是阻礙聲音傳播而讓氣流通過的、防治氣流動力性噪聲的專用設(shè)備。當(dāng)前為抑制高壓氣流排放引起的環(huán)境噪聲,世界上已具有多種型式的消聲器,大多采用阻抗復(fù)合型消聲原理。而由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜、重量大、高溫氧化吸聲填料,高速氣流沖擊吸聲填料,水氣滲透吸聲填料等原因,造成消聲器維修頻繁、消聲效果差,使用周期短等情況,歷來是汽車消音器面臨的主要問題。

故障現(xiàn)象:一輛東風(fēng)EQ1090D型汽車在行駛中消聲器出現(xiàn)放炮現(xiàn)象,停車檢查中,當(dāng)把點火線圈高壓總火線拔下,在距離缸體34mm處試火,扳動分電器斷電觸點或搖轉(zhuǎn)曲軸時,跳火均正常,但發(fā)現(xiàn)分電器斷電觸點有燒蝕現(xiàn)象。用砂條修磨觸點并調(diào)整間隙至0.35-0.45mm后,發(fā)動機啟動后運轉(zhuǎn)正常,但是當(dāng)汽車行駛約40公里后,消聲器又出現(xiàn)放炮現(xiàn)象。

故障檢查與排除:根據(jù)上述現(xiàn)象對消聲器放炮原因進行了仔細(xì)分析,為找出故障癥結(jié),檢查了點火次序、分電器斷電觸點臂彈簧力、點火正時、火花塞等均未發(fā)現(xiàn)問題。繼續(xù)檢查化油器空氣濾清器、氣門間隙也沒結(jié)果。再次啟動發(fā)動機又運轉(zhuǎn)正常,但是沒有多久舊病又復(fù)發(fā)了。

停車再次檢查分電器部分。通過拆卸和仔細(xì)檢查,終于發(fā)現(xiàn)斷電器觸點臂至低壓接線柱的銅膠線在拐彎處折裂,只剩下幾根細(xì)銅絲相連。更換斷裂的銅膠線后,故障現(xiàn)象消失。

故障分析:當(dāng)分電器低壓導(dǎo)線部分銅絲折斷后,導(dǎo)線橫截面積減小,從而使初級電路電阻增大,電路中電流減小,造成點火線圈產(chǎn)生的高壓不足。當(dāng)發(fā)動機溫低時,雖然啟動困難一些,但啟動后發(fā)動機能正常運轉(zhuǎn)。待發(fā)動機溫度升高后,點火線圈溫度隨之升高,電阻又隨溫度上升而增大,所以點火線圈產(chǎn)生的高壓電會更加不足,高壓火花更弱,甚至斷火。由于不時斷火,氣缸里未被點燃的可燃混合氣排入消聲,在消聲器中膨脹時,遇到廢氣中的火星即發(fā)生爆燃,表現(xiàn)為消聲器放炮。


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