具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。

下面以具体地实施例对本发明的技术方案进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例中不再赘述。下面将结合附图，对本发明的实施例进行描述。

为了方便理解本申请的技术方案，首先介绍下相关技术术语：

传递损失：声音经过消音元件后声音能量的衰减，即入射声功率级和透射声功率级的差值。

扩张比：消音器扩张腔的直径和管道的直径比。

掠过流：流体直通穿孔管消声器的流动，流体主要从穿孔的一侧掠过。

通过流：横流穿孔管消声器的流动为通过流，流体从入口管径上游穿孔进入消声器腔体，然后经下游穿孔流到出口管。

同时，为了更清楚理解本申请的技术方案，下面对现有技术的方案进行详细介绍。随着车辆的不断发展，如何降低汽车的噪音是如今车辆研究的重点。不管是燃油车、新能源车还是混动车，在车辆的日常运行过程中，排气噪声为影响整车通过噪声的重要噪声源，尤其是使用天然气发动机的车辆，其在通过噪声中的占比比重将更大。

为了解决车辆的排气噪声问题，目前主要是通过集成式催化转化消声器来进行降噪处理。集成式催化转化消声器是催化转化器和发动机排气消声器的集成体，包括了消声前处理装置、中间载体部分和后消声装置，其中包含的消声后处理装置在各种车辆工况情况下，比如怠速工况信息、低速工况信息、中速工况、高速工况或急加速工况，都是使用同一种方式进行排气降噪，其消音器扩张腔的直径和排气尾管的管道直径比值是固定的。因而，导致在各种工况下，降噪效果较差。

所以针对现有技术中后消声装置在各种工况下，降噪效果较差的技术问题，发明人在研究中发现，尾管噪声由两部分组成：空气噪声和气流摩擦噪声。稳定的气流在排气尾管处发出空气噪声，而不稳定的气流则产生摩擦噪声。排气尾管中流量小和速度低时，空气噪声占主要成分，而流量大和流速快时，摩擦噪声占主要成分。

管道中的流量Q，取决于管道的截面积A和流速u，表达式为：

Q＝uA

对于圆管来说，流体速度为：

u＝4Q/πd²

其中，d为圆管直径。由计算公式可知，流体速度与流量成正比而与管道直径的平方成反比。在怠速及低速运行工况，摩擦噪声对尾管噪声几乎没有影响，尾管噪声完全由空气噪声决定，其大小和扩张比直接相关。扩张比越大，声学传递损失越大，尾管噪声也越小，即尾管直径越小，流速越大，尾管噪声越低。在中、高速工况及通过噪声测试急加速工况，管道中的流量迅速增加，流速也快速增加，这时摩擦噪声起主导作用。管道直径越大，流速就越低，因而，摩擦噪声就越小。

因此，发明人认为可以通过改变排气尾管在车辆运行过程中内部尾气流速，利用蝶阀通过旋转挡住不同程度的尾气，来改变消音器扩张腔的直径和排气尾管的近似管道直径比值，即根据车辆工况改变扩张比的大小，来实现车辆在不同工况下的对应排气降噪。具体为，可通过在排气尾管上设置蝶阀，然后利用控制器来确定工况排气信息并根据工况排气信息生成对应的控制指令，将控制指令发送至蝶阀的动力单元。利用动力单元根据控制指令驱动蝶板在排气尾管中进行对应角度的旋转，从而可以改变排气尾管的尾气流速，实现根据车辆工况改变扩张比的大小，进而实现车辆在不同工况下的对应排气降噪，降噪效果较好。

发明人基于上述的创造性发现，提出了本申请的技术方案。

下面结合说明书附图对本发明实施例进行介绍。

图1为本发明第一实施例提供的车辆排气降噪装置的结构示意图，如图1所示，本实施例提供的车辆排气降噪装置包括：蝶阀20和控制器10。

其中，蝶阀20包括蝶板22和动力单元21。动力单元21与控制器10通信连接。蝶板22设于后消声装置的排气尾管中，蝶板22对应的水平面与排气尾管的尾气流向垂直。

同时，控制器10用于确定工况排气信息并根据工况排气信息生成对应的控制指令，将控制指令发送至动力单元21。动力单元21用于根据控制指令驱动蝶板22在排气尾管中进行对应角度的旋转。

在本实施例中，控制器10可以是微处理器、车载控制系统、单片机等等电子设备，蝶板22的形状可以是圆形、方形或其他形状，本实施例对此不作限定。

在本实施例中，蝶阀20是常开阀，旋转角度可以为0度-90度，也可以根据实际需求进行设置，本实施例对此不作限定。蝶板22对应的水平面与排气尾管的尾气流向垂直可以使蝶板22在转动角度时更好的改变排气尾管的尾气流速。

在本实施例中，工况排气信息可以是怠速工况信息、低速工况信息、中速工况信息、高速工况信息、急加速工况信息中的其中一种，也可以根据车辆的实际运行情况，设置更多的工况信息。

本实施例中，当蝶板22在转动对应角度时，蝶板22阻挡的尾气面积会发生对应的改变，当蝶板22阻挡的尾气面积变小时，流速会变小，扩张比变小，而同理，当蝶板22阻挡的尾气面积变大时，流速会变大，扩张比变大。从而可以根据车辆工况的不同，控制蝶板22进行对应角度旋转。

本发明实施例提供的一种车辆排气降噪装置，该装置包括：蝶阀20和控制器10。蝶阀20包括蝶板22和动力单元21。动力单元21与控制器10通信连接。蝶板22设于后消声装置的排气尾管中，蝶板22对应的水平面与排气尾管的尾气流向垂直。控制器10用于确定工况排气信息并根据工况排气信息生成对应的控制指令，将控制指令发送至动力单元21。动力单元21用于根据控制指令驱动蝶板22在排气尾管中进行对应角度的旋转。本发明实施例的装置通过控制器10确定工况排气信息，然后根据工况排气信息生成对应的控制指令，由于工况排气信息随车辆工况变化而产生变化，因而生成的对应控制指令也会发生对应变化。装置中的动力单元21会根据控制指令驱动蝶板22在排气尾管中进行对应角度的旋转，从而可以根据车辆工况改变排气尾管中尾气的流速，进而实现在不同工况下的车辆排气降噪。

图2为本发明第二实施例提供的车辆排气降噪装置中蝶阀20的结构示意图，如图2所示，本实施例提供的车辆排气降噪装置，在上一实施例提供的车辆排气降噪装置的基础上，对蝶阀20的结构和控制器10的功能进行了进一步地细化，则本实施例提供的车辆排气降噪装置还包括以下技术方案。

可选的，本实施例中，控制器10在确定工况排气信息时具体用于：

获取目标车辆的发动机运行参数数据，并根据发动机运行参数数据确定工况排气信息。

本实施例中，发动机运行参数数据可以包括发动机转速、进气流量、内扭矩等参数数据，本实施例对此不作限定。根据发动机运行参数数据可以确定工况排气信息，比如当发动机转速处于低速工况的阈值范围时，可以判断车辆运行在对应的低速工况，工况排气信息为低速工况信息。同理，对于其他的工况排气信息也可以同样进行确定，对此不再进行一一说明。

本实施例中，可以通过用户输入目标车辆的发动机运行参数数据，来获取目标车辆的发动机运行参数数据，也可以通过车辆管理系统中获取目标车辆的发动机运行参数数据，本实施例，对此不作限定。

可选的，本实施例中，控制指令为增加流速控制指令或降低流速控制指令。工况排气信息为中速工况信息、高速工况信息、急加速工况信息、怠速工况信息或低速工况信息中的任意一种。

控制器10在根据工况排气信息生成控制指令时，具体用于：

若工况排气信息为中速工况信息、高速工况信息或急加速工况信息，则根据工况排气信息生成降低流速控制指令。

若工况排气信息为怠速工况信息或低速工况信息，则根据工况排气信息生成增加流速控制指令。

本实施例中，若发动机运行在怠速或低速工况下，即工况排气信息为怠速工况信息或低速工况信息，此时，发动机排气量小，排气噪声中空气噪声占主要成分，则根据工况排气信息生成增加流速控制指令，以通过蝶阀20改变蝶板22的旋转角度，增加排气尾管的流速，同时，蝶板22阻挡的尾气面积变大，也增大了扩张比，从而降低排气噪声。

本实施例中，若发动机运行在中速、高速及急加速工况，即工况排气信息为中速工况信息、高速工况信息或急加速工况信息，此时，发动机排气流量大，摩擦噪声起主导作用，则根据工况排气信息生成降低流速控制指令，以通过蝶阀20改变蝶板22的旋转角度，降低排气尾管的流速，同时蝶板22阻挡的尾气面积变小，也降低了扩张比，可以降低摩擦噪声，从而降低排气噪声。

本实施例，在急加速工况下，通过控制尾管中尾气流速变化对通过噪声的影响结果进行对比，流速降低后，在350Hz～2000Hz中低频宽频噪声明显降低，最终通过噪声降低了3.6dBA。

可选的，本实施例中，蝶阀20还包括：固定圈24及蝶杆23。动力单元21位于固定圈24上部。

排气尾管穿过固定圈24，蝶杆23穿过排气尾管，并延伸到蝶板22上。

动力单元21具体用于根据控制指令驱动蝶杆23在排气尾管中进行对应角度的旋转，以使蝶板22进行对应角度的旋转。

本实施例中，排气尾管穿过固定圈24，动力单元21位于固定圈24上部，因而，动力单元21可以通过固定圈24固定在排气尾管上，也可以置于其他区域，本实施例对此不作限定。

本实施例中，蝶杆23包括图2中的斜线区域，其表示蝶杆23穿过固定圈24和排气尾管，连接蝶板22上。从而可以实现控制蝶板22按照蝶杆23的旋转角度而进行对应的旋转。

本实施例中，动力单元21通过蝶杆23可以更简单而稳定的控制蝶板22进行对应角度的旋转。

本实施例的车辆排气降噪装置，通过控制器10确定工况排气信息，根据工况排气信息生成对应的控制指令。其中，工况排气信息为中速工况信息、高速工况信息、急加速工况信息、怠速工况信息或低速工况信息中的任意一种，控制指令为增加流速控制指令或降低流速控制指令。由于工况排气信息随车辆工况变化而产生变化，因而生成的对应控制指令也会发生对应变化。若发动机运行在怠速或低速工况下，即工况排气信息为怠速工况信息或低速工况信息，此时，发动机排气量小，排气噪声中空气噪声占主要成分，则根据工况排气信息生成增加流速控制指令，以通过蝶阀20改变蝶板22的旋转角度，增加排气尾管的流速，同时，也增大了扩张比，从而降低排气噪声。若发动机运行在中速、高速及急加速工况，即工况排气信息为中速工况信息、高速工况信息或急加速工况信息，此时，发动机排气流量大，摩擦噪声起主导作用，则根据工况排气信息生成降低流速控制指令，以通过蝶阀20改变蝶板22的旋转角度，降低排气尾管的流速，同时也降低了扩张比，可以降低摩擦噪声，从而降低排气噪声。因此，本实施例的车辆排气降噪装置可以根据车辆工况改变排气尾管中尾气的流速，进而实现在不同工况下的车辆排气降噪。

本实施例还提供一种车辆排气降噪方法，请参阅图3，图3为本发明第三实施例提供的车辆排气降噪方法的流程示意图。本实施例的车辆排气降噪方法包括：

步骤S101，控制器确定工况排气信息并根据工况排气信息生成控制指令，将控制指令发送至动力单元。

步骤S102，动力单元根据控制指令驱动蝶板在排气尾管中进行对应角度的旋转。

本实施例提供的车辆排气降噪方法中，基于车辆排气降噪装置的结构与功能，该车辆排气降噪装置的结构与功能与本发明上述实施例一提供的车辆排气降噪装置的结构和功能类似，在此不再一一赘述。

本发明实施例提供的一种车辆排气降噪方法，该方法包括：控制器确定工况排气信息并根据工况排气信息生成控制指令，将控制指令发送至动力单元。动力单元根据控制指令驱动蝶板在排气尾管中进行对应角度的旋转。本发明实施例的方法通过控制器确定工况排气信息，然后根据工况排气信息生成对应的控制指令，由于工况排气信息随车辆工况变化而产生变化，因而生成的对应控制指令也会发生对应变化。动力单元会根据控制指令驱动蝶板在排气尾管中进行对应角度的旋转，从而可以根据车辆工况改变排气尾管中尾气的流速，进而实现在不同工况下的车辆排气降噪。

本实施例还提供一种车辆排气降噪方法，在上一实施例提供的车辆排气降噪方法的基础上，对步骤101进行了进一步地细化，则本实施例的车辆排气降噪方法还包括以下方案：

可选的，本实施例中，步骤S101，包括：

步骤S1011，控制器获取目标车辆的发动机运行参数数据，并根据发动机运行参数数据确定工况排气信息。

本实施例中，控制指令为增加流速控制指令或降低流速控制指令。工况排气信息为中速工况信息、高速工况信息、急加速工况信息、怠速工况信息或低速工况信息中的任意一种。

步骤S1012，若工况排气信息为中速工况信息、高速工况信息或急加速工况信息，则控制器根据工况排气信息生成降低流速控制指令。

若工况排气信息为怠速工况信息或低速工况信息，则控制器根据工况排气信息生成增加流速控制指令。

本实施例提供的车辆排气降噪方法中，基于车辆排气降噪装置的结构与功能，该车辆排气降噪装置的结构与功能与本发明上述实施例一或实施例二提供的车辆排气降噪装置的结构和功能类似，在此不再一一赘述。

图4为本发明第四实施例提供的后消声装置的结构示意图，如图4所示，本实施例还提供一种后消声装置，则本实施例的后消声装置包括：

实施例一或实施例二的车辆排气降噪装置210和排气尾管220。

车辆排气降噪装置210与排气尾管220固定连接。

本实施例提供的后消声装置中，该车辆排气降噪装置的结构与功能与本发明上述实施例一和实施例二提供的车辆排气降噪装置的结构和功能类似，在此不再一一赘述。

图5为本发明第五实施例提供的后消声装置的结构示意图。如图5所示，本实施例提供的后消声装置，在上一实施例提供的后消声装置的基础上，进行了进一步地细化，则本实施例提供的后消声装置还包括以下技术方案。

其中，蝶阀20设置于排气尾管220上方。

可选的，本实施例中，还包括：穿孔管260。

穿孔管260的出气端与排气尾管220的进气端连接。

其中，穿孔管260表面覆盖有多个穿孔，且靠近排气尾管220的预设长度区域的表面上不存在穿孔。

本实施例中，穿孔管260主要起节流消声的作用，当气流在孔中流动时，因孔壁上的阻尼与摩擦，消耗了部分声能并且将其转化为热能，主要降低的是中低频噪声。

本实施例中，预设长度区域可以是大概四排穿孔的长度区域，当后四排穿孔处不存在穿孔时，预设长度区域没有掠过-吹出混合流，不会形成声源。同时，预设长度区域内去掉后穿孔后，出口的其他穿孔处通过流速度会增大，射流强度增大，破坏掠过流，即减弱了其他穿孔处掠-通混合流的影响，进一步减弱声源的形成，降低宽频流噪声，从而降低排气噪声。

可选的，本实施例中，还包括：壳体230、隔板240、尾板250和进气管270。

壳体230的前端设有隔板240，且后端设有尾板250，进气管270穿过隔板240并延伸至壳体230内。

其中，在隔板240与尾板250之间设有穿孔管260。排气尾管220设于壳体230外部。穿孔管260出气端贯穿尾板250并与排气尾管220的进气端连接。

本实施例中，进气管270主要用于将中间载体部分输出的尾气排进壳体230、隔板240和尾板250组成的扩张腔内，尾气在进入扩张腔后，通过穿孔管260和排气尾管220降噪后，对外排出。

可选的，本实施例中，尾板250为穿孔板。

同时，后消声装置还包括吸声材料280。吸声材料280填充在尾板与壳体之间。

本实施例中，由于尾板250为穿孔板，尾气在进入扩张腔后，还可以经过尾板250进入吸声材料280，声能量被吸声材料吸收而转变成热能，从而可以通过吸声材料280进一步的降噪。

为了更进一步的方便理解本实施例的技术方案中穿孔管的改进，以下将通过图6来进行对应说明。图6为本发明第五实施例提供的后消声装置的穿孔管优化结构示意图。

传统穿孔管为如图6左所示，整个穿孔管都覆盖有穿孔。而经研究发现，车辆的急加速过程主要声源存在于穿孔管后四排穿孔处，这是因为穿孔管后四排穿孔处的流动为掠过-吹出混合流(由背腔流向管道中)，穿孔处的掠过-吹出混合流是最容易产生噪声的流动形式，再加上与背腔的共振耦合就会形成宽频噪声。本实施例通过取消掉四排穿孔，如图6右所示，可有如下效果：其一，后四排穿孔处没有掠过-吹出混合流，不会形成声源。其二，去掉后四排穿孔后，出口的其他穿孔处通过流速度会增大，射流强度增大，破坏掠过流，即减弱了其他穿孔处掠-通混合流的影响，进一步减弱声源的形成，降低宽频流噪声，从而降低了排气噪声。

图7为本发明第六实施例提供的集成式催化转化消声器结构示意图。如图7所示，本发明实施例还提供一种集成式催化转化消声器，则本实施例的一种集成式催化转化消声器包括：

消声前处理装置310、中间载体部分320和实施例四或实施例五的后消声装置330。

消声前处理装置310通过中间载体部分320连接后消声装置330。

本实施例提供的集成式催化转化消声器中，该后消声装置的结构与功能与本发明上述实施例四和实施例五提供的后消声装置的结构和功能类似，在此不再一一赘述。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明实施例的其它实施方案。本发明旨在涵盖本发明实施例的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明实施例的一般性原理并包括本发明实施例未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明实施例的真正范围和精神由下面的权利要求书指出。

应当理解的是，本发明实施例并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明实施例的范围仅由所附的权利要求书来限制。