CN116480439B - 一种集成式排气净化消声器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种集成式排气净化消声器，包括消声器壳体，消声器壳体一侧设置有进气管，进气管用于与发动机的排气管相连接；混合结构设置于消声器壳体内腔靠近进气管的一侧，包括气流扰动结构和调制结构，气流扰动结构用于对喷入消声器壳体内腔的气流造成扰动；调制结构用于对还原剂喷雾和气流进行充分混合；排气结构设置于消声器壳体内腔远离进气管的一侧，排气结构上形成有共振腔，共振腔通过共振来降低排气噪声；催化转化器设置于混合结构和消声结构之间，用于对充分混合后的气流中污染物进行催化转化。本发明集成式排气净化消声器兼顾了降低流阻和降低中低频排气噪声的作用，对发动机低频阶次的噪声具有良好的消声效果。

Description

一种集成式排气净化消声器

技术领域

本发明涉及商用车排气技术领域，具体为一种集成式排气净化消声器。

背景技术

目前柴油机的排气系统向集成式方向发展，即将尾气净化处理系统和排气消声器结构集成在一起，从而满足轻量化和空间布置的要求。但现在集成式排气净化消声器还缺乏成熟的设计方案，设计出来的方案对于喷射还原剂（尿素）喷雾的混合不够均匀，而且气动阻力较大，造成催化还原效率较低，排放污染物较高，同时也增加了发动机的背压损失。此外，由于集成式设计，排气消声器的尺寸空间有限，造成了消声器在中、低频消声性能差，特别对于发动机的阶次噪声消减不足，严重影响整车的排气声品质。

发明内容

本发明的目的在于提供一种集成式排气净化消声器，解决汽车消声器气流与催化还原物混合不均，排气背压高以及对中低频噪声处理的不足等问题。该消声器结构设计合理，工艺简单，可以兼顾到有效降低排气背压、促进尿素与气流的混合以及控制排气的低频阶次噪声。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种集成式排气净化消声器，包括：

消声器壳体，所述消声器壳体一侧设置有进气管，所述进气管用于与发动机的排气管相连接；

混合结构，所述混合结构设置于消声器壳体内腔靠近进气管的一侧，包括气流扰动结构和调制结构，所述气流扰动结构用于对喷入消声器壳体内腔的气流造成扰动；所述调制结构用于对还原剂喷雾和气流进行充分混合；

排气结构，所述排气结构设置于消声器壳体内腔远离进气管的一侧，所述排气结构上形成有共振腔，所述共振腔通过共振来降低排气噪声；

催化转化器，所述催化转化器设置于混合结构和消声结构之间，催化转化器用于对充分混合后的气流中污染物进行催化转化。

由上述技术方案可见，本发明通过气流扰动结构对从进气管喷入消声器壳体腔内的气流造成扰动，改变气流方向，有利于气流与还原剂喷雾更多地进行混合，再通过调制结构对还原剂喷雾和气流混合物起调制作用，使得还原剂喷雾和气流混合物均匀地进入到催化转化器，从而提高催化效率，同时使得气流混合物通过催化转化器器更加顺滑，减小气流通过的阻力，降低排气背压；而排气结构上形成有共振腔，共振腔可以有效的控制低频次噪声，提高整车的排气噪声品质。

进一步的方案是，所述消声器壳体远离排气结构的一端设置有前端盖，所述进气管安装于前端盖上，且前端盖上还焊接有还原剂喷嘴，所述还原剂喷嘴与进气管的出气方向之间的夹角为10~20°。可以理解的是，如此设置，配合气流扰动结构对消声器壳体腔内的气流造成扰动，有利于气流与还原剂喷雾更多地进行混合，便于混合物均匀地进入调制结构。

进一步的方案是，所述气流扰动结构包括设置于消声器壳体内腔的偏心圆锥结构，所述偏心圆锥结构包括偏心圆锥，所述偏心圆锥设置于第一圆环内，第一圆环焊接固定在消声器外壳内壁上，且偏心圆锥的尖端正对进气管的出气口。可以理解的是，偏心圆锥的尖端正对进气管的出气口，方便对从通过进气管喷入腔内的气流造成扰动，来改变气流方向。

进一步的方案是，所述调制结构包括多环形展向波纹杆结构，所述多环形展向波纹杆结构包括若干半径不同的环形展向波纹杆，所述环形展向波纹杆固定在第二圆环上，所述第二圆环固定在消声器外壳内壁上。

由上述技术方案可见，多环形展向波纹杆结构将偏心圆锥结构造成的大空间紊流，进行同心环分层，使其均匀化。而气流在绕过环形展向波纹杆时，会产生微小的纵向和横向湍流，使还原剂喷雾和气流在微观层面更好的混合，且多环形展向波纹杆结构本身具有低流阻性能，不会带来较大的排气背压损失。

进一步的方案是，所述多环形展向波纹杆结构的数量设置有两个，在消声器壳体内腔间隔设置，两个多环形展向波纹杆结构上的环形展向波纹杆在彼此之上的投影相互交错设置。

由上述技术方案可见，通过设置两个多环形展向波纹杆结构，使得第二个多环形展向波纹杆结构能够对通过第一个多环形展向波纹杆结构缝隙的气流进行调制，使得经过两个多环形展向波纹杆结构后，气流得到很好地均一化处理，气流流入催化转化器后，可以提高催化转化的效率。

进一步的方案是，所述催化转化器包括一级催化转化器和二级催化转化器，所述一级催化转化器和二级催化转化器上设置有多孔陶瓷载体及涂覆有贵金属催化剂，所述一级催化转化器和二级催化转化器之间间隔一段距离，与消声器壳体构成第二扩张腔。

进一步的方案是，所述催化转化器两侧安装有检测传感器，所述检测传感器用于检测气流中的氧气含量和氮氧化物含量。

进一步的方案是，所述排气结构包括设置于消声器壳体内腔的第一隔板、第二隔板、共振管、出气管以及设置于消声器壳体末端的后端盖；

所述催化转化器与第一隔板以及消声器壳体构成第三扩张腔；第一隔板与第二隔板及消声器壳体构成第四扩张腔，所述第二隔板与后端盖及消声器壳体构成共振腔；

所述共振管包括共振管穿孔段和共振管弯管段，所述共振管穿孔段安装于所述第一隔板和第二隔板上，所述共振管穿孔段的进气口设置于第三扩张腔，位于第四扩张腔内的共振管穿孔段侧壁上间隔开设有若干第一管孔，所述共振管弯管段设置于共振腔内，且共振管弯管段的出气孔正对于第二隔板上的阀门结构；

当共振管弯管段内的气流流速大于预设流速值时，阀门结构打开；当共振管弯管段内的气流流速小于预设流速值时，阀门结构关闭；

所述出气管包括出气管穿孔段和弯曲管段，所述出气管穿孔段的进气端贯穿第二隔板并延伸到第四扩张腔内；所述出气管穿孔段的出气端贯穿后端盖延伸到消声器壳体的外部与弯曲管段相连接。

由上述技术方案可见，在气流流速较小时，气流通过共振管穿孔段上的第一管孔流入第四扩张腔，然后经出气管排入到大气环境，此时位于第二隔板上的阀门结构闭合，由于第二隔板与后端盖之间的腔体不通气流，第二隔板与后端盖形成共振腔，起到共振的作用，可以有效的控制低频次噪声；当气流流速较大时，对应发动机转速大，此时低频阶次声会向中高频移动，由于共振管穿孔段上的第一管孔小，对大气流时通过的阻力比较大，此时大气流会冲开阀门结构，将共振腔变成扩张腔，从而使得大气流通过共振腔进入到第四扩张腔，而不是通过第一管孔进入到第四扩张腔，便于气流快速通过，减少排气压力损失，使得排气结构在小气流的时候，起到降低低频噪声的作用，而在大气流的时候，起到降低流阻的作用。

进一步的方案是，所述阀门结构包括圆形盖和扭簧，所述圆形盖转动连接在第二隔板远离后端盖的一面上，所述圆形盖的旋转轴上套设有扭簧。

由上述技术方案可见，当气流流速较小时，气流不足以克服扭簧的扭力，从而不能打开阀门结构，当气流流速较大时；气流能够克服扭簧的扭力，方便打开阀门结构，从而使得阀门结构根据气流的流速实现自动启闭，操作方便，结构又简单。

进一步的方案是，所述共振管弯管段远离共振管穿孔段的一端抵住阀门结构，所述共振管弯管段的末端设置有共振管全穿孔管段，所述共振管全穿孔管段上开设有若干圈第三管孔，所述共振管穿孔段外侧设置有级联微穿孔共振腔，所述级联微穿孔共振腔内设置有第三隔板，级联微穿孔共振腔由第三隔板分割成若干个大小不同的腔室，共振管穿孔段侧壁上开设有若干圈微穿孔，所述微穿孔的大小与腔室的大小相对应。

由上述技术方案可见，在共振管的末端增设了共振管全穿孔管段，且共振管全穿孔管段的末端抵住阀门结构；当气流流速较小时，气流流速不足以打开阀门结构，此时共振管全穿孔管段上的第三管孔用于透声，从而使得共振管发挥共振消声的作用；当气流流速较大时，共振管全穿孔管段可以引导气流冲击阀门结构，而由于共振管全穿孔管段的末端抵住阀门结构，可以避免气流分散开来，实现减少气流阻力的目的，从而进一步降低消声器的排气背压。此外，在共振管穿孔段增加了级联微穿孔共振腔，级联微穿孔共振腔由第三隔板分割成若干个大小不同的腔室，每个腔室对应的共振管管壁处上开设有一圈微穿孔；通过调整腔室大小、微穿孔的孔径及数量，可以用于调整级联微穿孔共振腔的共振消声频段及带宽。在气流流速较小时，级联微穿孔共振腔与共振管相互耦合，起到增强整个消声器的低频消声能力的作用，并能更有效地调整低频消声频带和带宽。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

（1）、本发明集成式排气净化消声器在小气流的时候，第二隔板与后端盖之间的腔体不通气流，形成共振腔，起到降低低频噪声的作用，而在大气流的时候，阀门机构自动打开，第二盖板与后端盖之间的腔体通气流，成为扩张腔，起到降低流阻的作用，使得本申请消声器兼顾了降低流阻和降低中低频排气噪声的作用，对发动机低频阶次的噪声具有良好的消声效果；

（2）、本发明集成式排气净化消声器，可以使尿素喷雾与气流高效的混合，对排气污染物进行高效的催化转化，达到尾气排放要求；

（3）、本发明集成式排气净化消声器，可以有效地降低排气背压，从而提高发动机功率；

（4）、本发明的共振管全穿孔管段的末端抵住阀门结构，在气流流速较大时，气流在共振管全穿孔管段的导向作用下打开阀门结构，可以避免气流在共振腔内分散开来，实现减少气流阻力的目的，从而进一步降低消声器的排气背压；在气流流速较小时，发动机转速低，此时的低频阶次声频率也低，对低频消声能力要求高，通过级联微穿孔共振腔与共振管相互耦合，进一步起到增强整个消声器的低频消声能力的作用，并能更有效地调整低频消声频带和带宽；

（5）、本发明集成式排气净化消声器，结构紧凑，占用空间较小，成本低，制造工艺简单，适合批量化生产的要求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例集成式排气净化消声器的内部结构示意图；

图2为本发明实施例集成式排气净化消声器的多环形展向波纹杆结构的结构示意图；

图3为本发明实施例集成式排气净化消声器的共振管的结构示意图；

图4为本发明实施例集成式排气净化消声器的偏心圆锥结构的结构示意图；

图5为本发明实施例集成式排气净化消声器的出气管的结构示意图；

图6为本发明实施例集成式排气净化消声器的第二隔板上的阀门结构的结构示意图。

附图标记：1法兰；2进气管；3尿素喷嘴；4前端盖；5第一扩张腔；6偏心圆锥结构；7多环形展向波纹杆结构；8传感器安装座；9一级催化转化器；10第二扩张腔；11二级催化转化器；12第三扩张腔；13第一隔板；14第四扩张腔；15第二隔板；16共振腔；17后端盖；18出气管；19共振管；20阀门结构；601偏心圆锥；602第一十字架结构；603第一圆环；701环形展向波纹杆；702第二十字架结构；703第二圆环；1801出气管穿孔段；1802阻性包；1803弯曲管段；1804第二管孔；1901共振管穿孔段；1902共振管弯管段；1903第一管孔；1904共振管全穿孔管段；1905级联微穿孔共振腔；1906第三隔板；1907微穿孔；1908第三管孔；2001圆形盖；2002扭簧。

具体实施方式

为使本发明的目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及／或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参阅图1~图6，本发明提供一种集成式排气净化消声器，包括：

消声器壳体，消声器壳体两端分别安装有前端盖4和后端盖17，消声器壳体、前端盖4和后端盖17构成消声器外边界，决定消声器的尺寸空间。前端盖4上设置有进气管2，进气管2远离前端盖4的一端安装有法兰1，进气管2通过法兰1与发动机的排气管相连接，使得发动机的排气通过进气管2进入到消声器壳体内；在消声器壳体内，沿着气流的流动方向，依次设置有混合结构、催化转化器和排气结构，其中混合结构包括气流扰动结构和调制结构。

请参阅图1和图4，在前端盖4上还安装有尿素喷嘴3，尿素喷嘴3用于向消声器壳体内腔喷出尿素喷雾，且尿素喷嘴3与进气管2的出气方向呈一定夹角，在本实施例中，尿素喷嘴3与进气管2的夹角呈15°。

为了对喷入消声器壳体内腔的气流造成扰动，在消声器壳体内腔靠近进气管2的一侧设置有气流扰动结构。在本实施例中，气流扰动结构设置为偏心圆锥结构6。偏心圆锥结构6包括偏心圆锥601、第一十字架结构602和第一圆环603，第一圆环603、前端盖4和消声器壳体构成第一扩张腔5，第一圆环603固定焊接在消声器壳体内壁上，偏心圆锥601通过第一十字架结构602安装在第一圆环603上，偏心圆锥601正对进气管2的出气管。可以理解的是，如此设置，使得偏心圆锥601的尖端正对进气管2的出气口，方便对从进气管2喷入第一扩张腔5内的气流造成扰动，来改变气流方向，有利于气流与尿素喷雾更多地进行混合，便于混合物均匀地进入调制结构。

请参阅图1和图2，调制结构包括多环形展向波纹杆结构7，多环形展向波纹杆结构7包括若干半径不同的环形展向波纹杆701、第二十字架结构702和第二圆环703，第二圆环703也焊接在消声器壳体内壁上，半径不同的环形展向波纹杆701通过第二十字架结构702安装在第二圆环703上。可以理解的是，多环形展向波纹杆结构7将偏心圆锥结构6造成的大空间紊流进行同心环分层，使其均匀化。而气流在绕过环形展向波纹杆701时，会产生微小的纵向和横向湍流，使尿素喷雾和气流在微观层面更好的混合，从而使得尿素和气流混合物均匀地进入催化转化器中，从而提高催化效率；此外，多环形展向波纹杆结构7本身具有低流阻性能，使通过其中的混合物更加顺滑，减小气流通过的阻力，降低排气背压。

进一步地，多环形展向波纹杆结构7的数量设置有两个，在消声器壳体内腔沿气流流动方向上间隔设置，两个多环形展向波纹杆结构7上的环形展向波纹杆701在彼此之上的投影相互交错设置，即：其中一个多环形展向波纹杆结构7上的环形展向波纹杆701在另外一个多环形展向波纹杆结构7上的投影与另外一个多环形展向波纹杆结构7上的环形展向波纹杆701之间的缝隙相重合。经过两级多环形展向波纹杆结构7后，气流得到很好的均一化处理，再流入催化转化器，可以提高催化转化的效率。

请继续参阅图1，催化转化器包括一级催化转化器9和二级催化转化器11，一级催化转化器9和二级催化转化器11上设置有多孔陶瓷载体及涂覆有贵金属催化剂，配合尿素喷雾将气流中的污染物还原催化，分解排气中的一氧化碳和氮氧化物，同时可以消降部分中高频的噪声。一级催化转化器9和二级催化转化器11之间间隔一段距离，与消声器壳体构成第二扩张腔10，气流通过第二扩张腔10时也会产生一定的消声效果，一级催化转化器9对排气中的污染物进行初步的分解，二级催化转化器11继续进行排气污染物进行深度分解，经过两级催化转化后，排气达到尾气排放要求。

为了更好对排气中的污染物进行分解，在催化转化器两侧的消声器壳体上设置传感器安装座8，传感器安装座8上安装有检测传感器，检测传感器包括氧含量和氮氧化物含量检测传感器，检测传感器感知排气特定成分含量的变化并反馈相关信号，用于前端尿素喷嘴3的控制，使得任何工况下都能达到最佳的排放控制。

请参阅图1、图3、图5和图6，气流经过催化转化器后，进入到排气结构中，排气结构包括设置于消声器壳体内腔的第一隔板13、第二隔板15、共振管19、出气管18以及设置于消声器壳体末端的后端盖17。

其中，二级催化转化器11与第一隔板13以及消声器壳体构成第三扩张腔12；第一隔板13与第二隔板15及消声器壳体构成第四扩张腔14，而第二隔板15与后端盖17及消声器壳体构成共振腔16。

进一步地，共振管19包括共振管穿孔段1901和共振管弯管段1902，共振管穿孔段1901安装于第一隔板13和第二隔板15上，共振管穿孔段1901的进气口设置于第三扩张腔12，位于第四扩张腔14内的共振管穿孔段1901侧壁上间隔开设有若干第一管孔1903；而共振管弯管段1902设置于共振腔16内，共振管穿孔段1901为直管，共振管弯管段1902为弯曲管，且共振管弯管段1902的出气孔正对于第二隔板15上的阀门结构20。当共振管弯管段1902内的气流流速大于预设流速值时，阀门结构20自动打开；当共振管弯管段1902内的气流流速小于预设流速值时，阀门结构20自动关闭。出气管18包括出气管穿孔段1801和弯曲管段1803，出气管穿孔段1801的进气端贯穿第二隔板15并延伸到第四扩张腔14内；而出气管穿孔段1801的出气端贯穿后端盖17后延伸到消声器壳体的外部，并与弯曲管段1803相连接，使得出气管18连通第四扩张腔14和外部大气环境。可以理解的是，在气流流速较小时，气流流速不足以打开阀门结构20，此时位于第二隔板15上的阀门结构20保持闭合状态，气流通过共振管穿孔段1901上的第一管孔1903流入到第四扩张腔14，然后经出气管18排入到大气环境，由于第二隔板15与后端盖17之间的腔体不通气流，第二隔板15与后端盖17之间的腔体形成共振腔16，起到共振的作用，可以有效的控制低频次噪声；而当气流流速较大时，由于共振管穿孔段1901上的第一管孔1903小，大气流时通过的阻力比较大，同时气流流速足以打开阀门结构20，此时位于第二隔板15上的阀门结构20将保持开启状态，在大气流的作用下固定在第二隔板15上的阀门结构20打开，气流通过共振管19再进入第四扩张腔14中，并由出气管18排出到大气环境，从而便于气流快速通过，减小流阻，减少排气压力损失。因此本申请的排气结构在小气流的时候，降低低频噪声，而在大气流的时候，降低流阻，使得本申请消声器兼顾了降低流阻和降低中低频排气噪声的作用。

可选地，请继续参阅图3，所述共振管弯管段1902远离共振管穿孔段1901的一端抵住阀门结构20，所述共振管弯管段1902的末端设置有共振管全穿孔管段1904，所述共振管全穿孔管段1904上开设有若干圈第三管孔1908，所述共振管穿孔段1901外侧设置有级联微穿孔共振腔1905，所述级联微穿孔共振腔1905内设置有两块第三隔板1906，级联微穿孔共振腔1905由第三隔板1906分割成若干个大小不同的腔室，共振管穿孔段1901侧壁上开设有若干圈微穿孔1907，所述微穿孔1907的大小与腔室的大小相对应。可以理解的是，在共振管19的末端增设了共振管全穿孔管段1904，且共振管全穿孔管段1904的末端抵住阀门结构20；当气流流速较小时，如前所述，气流流速不足以打开阀门结构20，此时共振管全穿孔管段1904上的第三管孔1908用于透声，从而使得共振管19发挥共振消声的作用；当气流流速较大时，共振管全穿孔管段1904可以引导气流冲击阀门结构20，而由于共振管全穿孔管段的末端抵住阀门结构，可以避免气流分散开来，实现减少气流阻力的目的，从而进一步降低消声器的排气背压。此外，在共振管穿孔段1901外侧增设了级联微穿孔共振腔1905，级联微穿孔共振腔1905由第三隔板1906分割成若干个大小不同的腔室，每个腔室对应的共振管19管壁处上开设有一圈微穿孔1907；通过调整腔室大小、微穿孔1907的孔径及数量，可以用于调整级联微穿孔共振腔1905的共振消声频段及带宽。在气流流速较小时，发动机转速低，此时的低频阶次声频率也低，对低频消声能力要求高，因此通过级联微穿孔共振腔1905与共振管19相互耦合，进一步起到增强整个消声器的低频消声能力的作用，并能更有效地调整低频消声频带和带宽。

请继续参阅图6，阀门结构20包括圆形盖2001和扭簧2002，圆形盖2001转动连接在第二隔板15远离后端盖17的一面上，而扭簧2002套设在圆形盖2001的旋转轴上。当气流流速较小时，气流不足以克服扭簧2002的扭矩，从而不能打开阀门结构20；当气流流速较大时，气流能够克服扭簧2002的扭矩，方便打开阀门结构20，从而使得阀门结构20根据气流的流速实现自动启闭，操作方便，结构又简单。

需要说明的是，为了提高圆形盖2001的密封性，可以在圆形盖2001与第二隔板15相贴合的一面设置橡胶垫。

请继续参阅图5，出气管穿孔段1801的侧壁上包裹有阻性包1802，阻性包1802内设置有吸声材料，与阻性包1802接触的出气管穿孔段1801侧壁上间隔开设有若干第二管孔1804。当排气气流从第四扩张腔14进入到出气管18后，出气管穿孔段1801上开设的第二管孔1804和其外侧包裹的阻性包1802相配合，构成阻性消声结构，吸收出气管18中的噪声，起到有效消除排气噪声中的中高频段噪声的作用，从而进一步改善排气噪声的声品质。

下面结合附图图1-图6和具体实施详细说明本发明集成式排气净化消声器的工作原理：

集成式排气净化消声器通过法兰1与发动机的排气管相连接，柴油机排出的气体通过进气管2流入第一扩张腔5内；尿素喷嘴3焊接于前端盖4上，与进气管2成一定夹角；从进气管2喷出的气流会首先经过偏心圆锥结构6，偏心圆锥601对从进气管2喷入腔内的气流造成扰动，改变气流方向，使气流更多的和尿素喷雾混合，使其混合物均匀地进入多环形展向波纹杆结构7中；之后尿素喷雾与气流混合物通过多环形展向波纹结构7，多环形展向波纹结构7对气流和尿素喷雾混合物有良好的调制作用，提高尾气转化率，使尿素和气流混合物均匀地进入一级催化转化器9从而提高催化效率，多环形展向波纹结构7使通过其中的混合物更加顺滑，减小气流通过的阻力，降低排气背压；之后混合排气气流流入一级催化转化器9中，进行排气污染物的催化分解，同时可以消降部分中高频的噪声，一级催化转化器9与二级催化转化器11中间构成第二扩张腔10，气流通过此腔时会产生一定的消声效果。混合气流流入二级催化转化器11后，继续进行排气污染物的分解，经过两级催化转化排气达到尾气排放要求。同时安装于催化转化器两侧的传感器安装座8上的检测传感器，感知排气特定成分含量的变化并反馈相关信号，用于前端尿素喷射量的控制，使得任何工况下都能达到最佳的排放控制。净化后的气流流入第三扩张腔12，在气流流速较小时，气流通过共振管19上的第一管孔1903流入第四扩张腔14，然后经出气管18排入到大气环境，此时位于第二隔板15上的阀门结构20闭合，第二隔板15与消声器的后端盖17形成的共振腔16可以有效的控制低频次噪声；当气流流速较大时，气流在共振管全穿孔管段1904的导向作用下打开阀门结构20，气流进入到第四扩张腔14，然后经过出气管18排入大气环境，由于气流没有在共振腔16内发散，能够降低消声器的排气背压。排气气流从第四扩张腔14进入出气管18，出气管18上的出气管穿孔段1801和外侧包裹的阻性包1802相配合构成阻性消声结构，可以有效消除排气噪声中的中高频段噪声，最后排气气流经弯曲管段1803排入到大气环境中。

排气气流经过以上结构后，排放的污染物经过催化转化最终达到尾气排放要求，经共振及阻性控制排气噪声，从而改善排气噪声的声品质。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，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，因此不能理解为对发明的限制。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“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描述的具体特征、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一定指的是相同的实施例或示例。

显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或者特性可以包含在本实施例申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或是备选的实施例。本领域技术人员可以显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种集成式排气净化消声器，其特征在于，包括：

消声器壳体，所述消声器壳体一侧设置有进气管，所述进气管用于与发动机的排气管相连接；

混合结构，所述混合结构设置于消声器壳体内腔靠近进气管的一侧，包括气流扰动结构和调制结构，所述气流扰动结构用于对喷入消声器壳体内腔的气流造成扰动；所述调制结构用于对还原剂喷雾和气流进行充分混合；

排气结构，所述排气结构设置于消声器壳体内腔远离进气管的一侧，所述排气结构上形成有共振腔，所述共振腔通过共振来降低排气噪声；

催化转化器，所述催化转化器设置于混合结构和消声结构之间，催化转化器用于对充分混合后的气流中污染物进行催化转化；

所述气流扰动结构包括设置于消声器壳体内腔的偏心圆锥结构，所述偏心圆锥结构包括偏心圆锥，所述偏心圆锥设置于第一圆环内，第一圆环固定在消声器外壳内壁上，且偏心圆锥的尖端正对进气管的出气口；

所述调制结构包括多环形展向波纹杆结构，所述多环形展向波纹杆结构包括若干半径不同的环形展向波纹杆，所述环形展向波纹杆固定在第二圆环上，所述第二圆环固定在消声器外壳内壁上；

所述排气结构包括设置于消声器壳体内腔的第一隔板、第二隔板、共振管、出气管以及设置于消声器壳体末端的后端盖；

所述催化转化器与第一隔板以及消声器壳体构成第三扩张腔；第一隔板与第二隔板及消声器壳体构成第四扩张腔，所述第二隔板与后端盖及消声器壳体构成共振腔；

所述共振管包括共振管穿孔段和共振管弯管段，所述共振管穿孔段安装于所述第一隔板和第二隔板上，所述共振管穿孔段的进气口设置于第三扩张腔，位于第四扩张腔内的共振管穿孔段侧壁上间隔开设有若干第一管孔，所述共振管弯管段设置于共振腔内，且共振管弯管段的出气孔正对于第二隔板上的阀门结构；

当共振管弯管段内的气流流速大于预设流速值时，阀门结构打开；当共振管弯管段内的气流流速小于预设流速值时，阀门结构关闭；

所述出气管包括出气管穿孔段和弯曲管段，所述出气管穿孔段的进气端贯穿第二隔板并延伸到第四扩张腔内；所述出气管穿孔段的出气端贯穿后端盖延伸到消声器壳体的外部，并与弯曲管段相连接。

2.根据权利要求1所述的一种集成式排气净化消声器，其特征在于：所述消声器壳体远离排气结构的一端设置有前端盖，所述进气管安装于前端盖上，且前端盖上还焊接有还原剂喷嘴，所述还原剂喷嘴与进气管的出气方向之间的夹角为10~20°。

3.根据权利要求1所述的一种集成式排气净化消声器，其特征在于：所述多环形展向波纹杆结构的数量设置有两个，在消声器壳体内腔沿气流流动方向间隔设置，两个多环形展向波纹杆结构上的环形展向波纹杆在彼此之上的投影相互交错设置。

4.根据权利要求1所述的一种集成式排气净化消声器，其特征在于：

所述催化转化器包括一级催化转化器和二级催化转化器，所述一级催化转化器和二级催化转化器上设置有多孔陶瓷载体及涂覆有贵金属催化剂，所述一级催化转化器和二级催化转化器之间间隔一段距离，与消声器壳体构成第二扩张腔。

5.根据权利要求4所述的一种集成式排气净化消声器，其特征在于：

所述催化转化器两侧安装有检测传感器，所述检测传感器用于检测气流中的氧气含量和氮氧化物含量。

6.根据权利要求1所述的一种集成式排气净化消声器，其特征在于：所述阀门结构包括圆形盖和扭簧，所述圆形盖转动连接在第二隔板远离后端盖的一面上，所述圆形盖的旋转轴上套设有所述扭簧。

7.根据权利要求1所述的一种集成式排气净化消声器，其特征在于：所述共振管弯管段远离共振管穿孔段的一端抵住阀门结构，所述共振管弯管段的末端设置有共振管全穿孔管段，所述共振管全穿孔管段上开设有若干圈第三管孔，所述共振管穿孔段外侧设置有级联微穿孔共振腔，所述级联微穿孔共振腔内设置有第三隔板，级联微穿孔共振腔由第三隔板分割成若干个大小不同的腔室，共振管穿孔段侧壁上开设有若干圈微穿孔，所述微穿孔的大小与腔室的大小相对应。