由于兩個(gè)管道的的長(zhǎng)度差值等于汽車(chē)所發(fā)出的聲波的波長(zhǎng)的一半,使得兩列聲波在疊加時(shí)發(fā)生干涉相互抵消而減弱聲強(qiáng),使聲音減小,從而起到消音的效果。
技術(shù)工藝,是衡量一個(gè)企業(yè)是否具有先進(jìn)性,是否具備市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力,是否能不斷領(lǐng)先于競(jìng)爭(zhēng)者的重要指標(biāo)依據(jù)。隨著我國(guó)汽車(chē)消聲器市場(chǎng)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(diǎn)。[1]
阻性消聲器[2] 主要是利用多孔吸聲材料來(lái)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(jìn)入阻性消聲器時(shí),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(guò)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(lèi)似于電阻。因此,人們就把這種消聲器稱(chēng)為阻性消聲器。阻性消聲器對(duì)中高頻消聲效果好、對(duì)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(gè)聲學(xué)濾波器,與電學(xué)濾波器相似,每一個(gè)帶管的小室是濾波器的一個(gè)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(chēng)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(chēng)為聲順。與電學(xué)濾波器類(lèi)似,每一個(gè)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(jìn)入第一個(gè)短管時(shí),只有在第一個(gè)網(wǎng)孔固有頻率附近的某些頻率的聲波才能通過(guò)網(wǎng)孔到達(dá)第二個(gè)短管口,而另外一些頻率的聲波則不可能通過(guò)網(wǎng)孔.只能在小室中來(lái)回反射,因此,我們稱(chēng)這種對(duì)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(jìn)行組合.就可以濾掉某些頻率成分的噪聲,從而達(dá)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(lái),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(lái)代替,當(dāng)氣流經(jīng)過(guò)小孔時(shí)、噴氣噪聲的頻譜就會(huì)移向高頻或超高頻,使頻譜中的可聽(tīng)聲成分明顯降低,從而減少對(duì)人的干擾和傷害。
有源消聲器的基本原理是在原來(lái)的聲場(chǎng)中,利用電子設(shè)備再產(chǎn)生一個(gè)與原來(lái)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(lái)的聲場(chǎng)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(yáng)聲器[3] 等組成。
汽車(chē)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(lèi)
1. 抗性消聲器 抗性消聲器是在內(nèi)部通過(guò)管道、隔板等部件組成擴(kuò)張室、共振室等各種消聲單元時(shí),聲波在傳播時(shí)發(fā)生反射和干涉,降低聲能量達(dá)到消聲目的??剐韵暺飨曨l帶有限,通常對(duì)低、中頻帶消聲效果好,高頻消聲效果差,貨車(chē)多采用抗性消聲器。
2. 阻性消聲器 E是在內(nèi)部排氣通過(guò)的管道周?chē)畛湮暡牧蟻?lái)吸收聲能量達(dá)到消聲目的的消聲器。對(duì)中、高頻消聲效果好,單純用作汽車(chē)排氣消聲器較少,通常是與抗性消聲器組合起來(lái)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(diǎn)。對(duì)低、中、高頻噪聲都有很好的消聲效果。
主要作用
降低發(fā)動(dòng)機(jī)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(qiáng)度。消聲器要經(jīng)受500℃~700℃高溫排氣,保證在汽車(chē)規(guī)定的行駛里程內(nèi),不損壞、不失去消聲效果。
相關(guān)運(yùn)用
汽車(chē)噪聲主要來(lái)自汽車(chē)排氣噪聲。若不加消聲器,在一定速度下,噪聲可達(dá)100分貝以上。其次為引擎噪聲和輪胎噪聲,引擎噪聲在汽車(chē)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),可達(dá)90分貝以上,而輪胎噪聲在車(chē)速為90公里/時(shí)以上時(shí),可達(dá)95分貝左右。因此,在排氣系統(tǒng)中加上消聲器,可使汽車(chē)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。
汽車(chē)消聲器是阻礙聲音傳播而讓氣流通過(guò)的、防治氣流動(dòng)力性噪聲的專(zhuān)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(lái)是汽車(chē)消音器面臨的主要問(wèn)題。
故障現(xiàn)象:一輛東風(fēng)EQ1090D型汽車(chē)在行駛中消聲器出現(xiàn)放炮現(xiàn)象,停車(chē)檢查中,當(dāng)把點(diǎn)火線圈高壓總火線拔下,在距離缸體34mm處試火,扳動(dòng)分電器斷電觸點(diǎn)或搖轉(zhuǎn)曲軸時(shí),跳火均正常,但發(fā)現(xiàn)分電器斷電觸點(diǎn)有燒蝕現(xiàn)象。用砂條修磨觸點(diǎn)并調(diào)整間隙至0.35-0.45mm后,發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后運(yùn)轉(zhuǎn)正常,但是當(dāng)汽車(chē)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(duì)消聲器放炮原因進(jìn)行了仔細(xì)分析,為找出故障癥結(jié),檢查了點(diǎn)火次序、分電器斷電觸點(diǎn)臂彈簧力、點(diǎn)火正時(shí)、火花塞等均未發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。繼續(xù)檢查化油器空氣濾清器、氣門(mén)間隙也沒(méi)結(jié)果。再次啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)又運(yùn)轉(zhuǎn)正常,但是沒(méi)有多久舊病又復(fù)發(fā)了。
停車(chē)再次檢查分電器部分。通過(guò)拆卸和仔細(xì)檢查,終于發(fā)現(xiàn)斷電器觸點(diǎn)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(jí)電路電阻增大,電路中電流減小,造成點(diǎn)火線圈產(chǎn)生的高壓不足。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)溫低時(shí),雖然啟動(dòng)困難一些,但啟動(dòng)后發(fā)動(dòng)機(jī)能正常運(yùn)轉(zhuǎn)。待發(fā)動(dòng)機(jī)溫度升高后,點(diǎn)火線圈溫度隨之升高,電阻又隨溫度上升而增大,所以點(diǎn)火線圈產(chǎn)生的高壓電會(huì)更加不足,高壓火花更弱,甚至斷火。由于不時(shí)斷火,氣缸里未被點(diǎn)燃的可燃混合氣排入消聲,在消聲器中膨脹時(shí),遇到廢氣中的火星即發(fā)生爆燃,表現(xiàn)為消聲器放炮。