一种小型汽油发动机消音器
阅读说明：本技术 一种小型汽油发动机消音器 (Small-size gasoline engine muffler ) 是由 刘永根 杨慧明 费吴凯 徐华俊 苑文龙 方秋余 于 2021-07-23 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种小型汽油发动机消音器,包括壳体,壳体内被中间隔板隔分为隔热室、膨胀室,膨胀室壳壁设有进气口,中间隔板设有第一窗孔,第一窗孔的两侧窗面位置分别被罩盖围出有触媒室、谐振室,触媒室一面设有第二窗孔,触媒室内填充有触媒,谐振室一面连通安装有排气管,排气管从壳壁穿出。本发明利用声波的滤波原理而设计,有效的提高了废气的排除效果。(The invention discloses a silencer of a small gasoline engine, which comprises a shell, wherein the shell is divided into a heat insulation chamber and an expansion chamber by a middle partition plate, the wall of the expansion chamber is provided with an air inlet, the middle partition plate is provided with a first window hole, window surfaces at two sides of the first window hole are respectively covered by a cover to enclose a catalyst chamber and a resonance chamber, one side of the catalyst chamber is provided with a second window hole, a catalyst is filled in the catalyst chamber, one side of the resonance chamber is communicated with and provided with an exhaust pipe, and the exhaust pipe penetrates out of the shell wall. The invention is designed by utilizing the filtering principle of sound waves, and effectively improves the exhaust effect.)
技术领域
本发明涉及汽油发动机消音器领域，具体是一种小型汽油发动机消音器。
背景技术
消音器作为小型汽油机重要的零部件,排气方式及结构布置对汽油机的性能有着重要的影响。发动机燃烧做功产生的高温废气在消音器中存在着强烈的压力传播和叠加,一般消音器在内部通过管道、隔板等部件形成膨胀、谐振室等，并配合使用管材组成各种消音单元。排气压力波在传播时不断发生收缩与膨胀，反射和干涉；用以消除低、中频带噪音,降低声能量并使高温废气能安全有效的排出,从而达到消音目的。另一方面随着法规对发动机排放要求的日益提高,消音器内部需采用三元催化剂作为触媒介质,触媒像滤清器那样将有害成分进行化学反应转化为无害气体,才能满足环保法规要求。
目前常用的小型汽油机消音器,一般使用薄壁板材冲压成型左右两半，之后简单铆接压焊成型,隔成膨胀室和谐振室,并未考虑排气压力波的惯性效应和脉动效应,即利用排气波能量来提升发动机的性能。同时为符合法规要求加装三元催化剂类型的触媒介质来净化废气,但触媒布局不合理,净化废气时易出现高温发红甚至喷火现象,导致靠近消音器上的其它零件无法进行有效防护,降低了整机的使用寿命并增加了用户的安全风险。
发明内容
本发明的目的是提供一种小型汽油发动机消音器，以解决现有技术小型汽油机消音器存在的未考虑排气压力波的惯性效应和脉动效应的问题。
为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：
一种小型汽油发动机消音器，包括壳体，壳体内被中间隔板隔分为隔热室、膨胀室两个并列腔室，膨胀室其与中间隔板相对的一侧壳壁设有进气口，所述中间隔板设有贯通中间隔板的第一窗孔，第一窗孔的两侧窗面位置分别被罩盖围出有封闭空间，其中位于膨胀室内的封闭空间作为触媒室，位于隔热室内的封闭空间作为谐振室，所述触媒室其与中间隔板相对的一面设有贯通的第二窗孔，且触媒室内填充有触媒，所述谐振室其与中间隔板相对的一面连通安装有排气管，所述排气管从隔热室对应方向的壳壁穿出。
进一步的，所述进气口位置与触媒室相互错开。
进一步的，所述中间隔板贯穿固定有支撑管，支撑管一端固定于进气口所在的壳壁，支撑管另一端穿过对应方向壳壁后形成管口用于连接发动机。
进一步的，所述壳体壳壁外表面连接有挂板用于固定于发动机。
进一步的，所述谐振室由隔热罩罩盖围出。
进一步的，所述隔热室内部充入有隔热气体。
进一步的，所述隔热室隔热气体为纯空气。
本发明通过合理布局消音器内部膨胀室和谐振室,利用高速气流产生的惯性效应和脉动效应来提升发动机的性能。
发动机燃烧做功后，废气以声速进入消音器的进气口，这样就在消音器进气口很快形成长时间的负压区,大量吸出废气,从而增加气缸内的新气充量；与此同时，负压波它会形成余弦函数压力向前推进，该压力波到达消音器排气管时会形成反向余弦函数正压波并重新到达进气口，与此前进气口的负压波相互振荡重合，产生振幅更大的复合压力波，吸取更多的废气，达到惯性排气的效果。
在发动机排气后期即消音器进气口即将关闭时,惯性排气刚好在消音器进气口形成正压区,阻止已进入气缸的新鲜混合气被排出,同时正压能使缸内气体压力提高,提高压缩比来达到提升发动机性能的目的。
同时，本发明通过优化布置触媒位置,在触媒室的对面，增加一层隔热罩设计,形成双腔隔热效果。避开触媒转化时形成的高温气流直接吹向壳体，并且壳体与谐振室之间的隔热室内形成空气隔热层，从而降低了消音器表面温度,避免了消音器表面发红及喷火现象。结构牢固耐用,性能安全可靠，并且维护保养方便。
与现有技术相比，本发明的优点为：
本发明利用声波的滤波原理而设计，有效的提高了废气的排除效果，并避免了经触媒净化的高温废气直接冲向外壳而引起的表面高温，提高了小型汽油机的耐久和安全性能。
附图说明
图1是本发明结构爆炸图。
图2是本发明结构侧向剖视图。
图3是本发明外部结构正视图(进气口方向)。
图4是本发明中间隔板部分结构正视图。
图5是本发明中间隔板部分结构后视图。
图6是本发明内部结构俯视图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
如图1所示，本发明一种小型汽油发动机消音器包括壳体，壳体由上壳1、下壳8前后对合连接构成，并由上壳1、下壳8共同围成壳体内部空间。上壳1、下壳8之间对合连接处固定设置有中间隔板3，由中间隔板3与上壳1之间包围的区域为隔热室14，中间隔板3与下壳8包围的区域为膨胀室12。其中下壳8其与中间隔板3相对的前侧壳壁上部设有进气口11，用于通入尾气，下壳8前侧壳壁内表面对应进气口11位置固定有法兰7，法兰7的中间通孔与进气口11同轴连通。
中间隔板上部贯穿固定有一对支撑管6，两支撑管6前端向前延伸并固定于法兰7，两支撑管6后端从上壳1后侧壳壁露出形成管口用于连接汽油发动机。下壳8后侧壳壁外表面下部固定有挂板9，挂板9同样用于连接汽油发动机。
中间隔板3的下部设有第一窗孔，该第一窗孔呈栅格形式，中间隔板3朝向膨胀室12的前侧板面位于第一窗孔位置罩盖连接有触媒罩5，由中间隔板3与触媒罩5围成触媒室，触媒室内填充有触媒4，触媒罩5前侧面设有第二窗孔，第二窗孔同样呈栅格形式，由第二窗孔连通膨胀室和触媒室。
中间隔板3朝向隔热室14的后侧板面位于第一窗孔位置罩盖连接有隔热罩2，由隔热罩2与中间隔板3围成谐振室13，并通过中间隔板3的第一窗孔连通触媒室和谐振室13，隔热罩2的后侧面连接有排气管10，排气管10前端连通至谐振室13内，排气管10后端倾斜向下从上壳1后侧壳壁穿出。
隔热室14内环绕隔热罩2的区域充入隔热气体，隔热气体采用纯空气，用于隔绝热量。
本发明中，上壳1和下壳8采用翻边铆接工艺合为一体,装配两根支撑管6来固定在发动机上；并且下壳8内侧带有法兰盘7；通过中间隔板3分成膨胀室12和隔热室14，并且隔热室14内部装有谐振室13，膨胀室12内部装有触媒室；发动机燃烧后排出的高温高速废气从下壳8上的进气口11冲入膨胀室12,容积瞬间急速膨胀扩大,然后穿过中间隔板3上的触媒4，产生缩收，之后高温废气再次膨胀进入谐振室13,最后通过排气管10排处发动机，这样反复缩收膨胀，可以使某些频率或频段的噪音部分地反射回去，产生消声作用。同时在进气口11处产生长时间的负压,并形成负压波向前推进，该压力波到达消音器排气管10时又会反射变成余弦函数正压波并重新到达消音器进气口11，与此前进气口11的负压波相互振荡重合变成复合压力波，吸取更多的燃烧后的废气，提升了燃烧室里新鲜混合气的比例。
另一方面，膨胀室12中的废气经过触媒4的净化后,通过中间隔板3上的通道进入谐振室13,谐振室13内部按流体力学脉冲原理形成脉冲波,在排气管10处排除废气.该脉冲波遇见隔热罩2内壁后会反射回进气口11形成负压，刚好与发动机下一循环的废气排放过程重合，有助于废气的排除，改善了燃烧，提高了动力性能；另外，隔热罩2与上壳1之间的隔热室14内部充满纯空气作为绝热层，阻止了高温废气对上壳1的直接冲击，形成双腔隔热效果，降低了消音器表面的温度，避免了表面发红现象，同时也消除了触媒4净化尾气后形成的喷火现象,有效防护了消音器周围的零部件，尤其是整机上的塑料导风罩等零部件。结构简洁、效果明显，在满足严苛法规的同时有效的提高了发动机的使用性能。
本发明所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行的描述，并非对本发明构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计思想的前提下，本领域中工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变型和改进，均应落入本发明的保护范围，本发明请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。
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