本發(fā)明涉及渦輪增壓器領(lǐng)域，特別涉及一種渦輪增壓器壓氣機(jī)的進(jìn)口消聲裝置。

背景技術(shù)：

1、渦輪增壓技術(shù)在現(xiàn)代汽車發(fā)動(dòng)機(jī)中的應(yīng)用帶來(lái)了顯著的環(huán)保和性能優(yōu)勢(shì)。它通過利用發(fā)動(dòng)機(jī)排出的廢氣能量，驅(qū)動(dòng)渦輪機(jī)旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而壓縮進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣，提高燃燒效率和動(dòng)力輸出。

2、渦輪增壓技術(shù)的主要優(yōu)點(diǎn)包括增加的功率輸出、較低的燃料消耗和減小的污染物排放。這種技術(shù)使得發(fā)動(dòng)機(jī)在不增加排量的情況下，通過增加進(jìn)氣量來(lái)提升功率和扭矩，從而提高燃油效率和降低尾氣排放。隨著全球?qū)?jié)能減排的要求日益嚴(yán)格，渦輪增壓技術(shù)因其在降低二氧化碳(co2)排放方面的潛力而變得越來(lái)越重要。

3、渦輪增壓器的基本構(gòu)造包括渦輪機(jī)和壓縮機(jī)，它們通過軸連接在一起。發(fā)動(dòng)機(jī)排出的廢氣驅(qū)動(dòng)渦輪機(jī)旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而帶動(dòng)壓縮機(jī)吸入并壓縮空氣，再將高壓空氣送入氣缸，增加燃燒效率和動(dòng)力輸出。這種利用廢氣能量的方式提高了發(fā)動(dòng)機(jī)效率，尤其是在高轉(zhuǎn)速下，渦輪增壓器能夠提供顯著的動(dòng)力提升。

4、隨著渦輪增壓器在高轉(zhuǎn)速下工作，噪聲等級(jí)增大成為一大挑戰(zhàn)。渦輪增壓器噪聲一般由喘振和同步振動(dòng)引起，渦輪增壓器喘振通常是發(fā)動(dòng)機(jī)在一定的轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)下，壓氣機(jī)的氣體流量減小到一定程度時(shí)，進(jìn)入工作葉輪和擴(kuò)壓管入口處的氣體流動(dòng)形式發(fā)生顯著變化，葉片的來(lái)流攻角增大，在葉輪葉片背面的邊界氣流出現(xiàn)不穩(wěn)定的分離，分離出的紊流或渦流迅速地?cái)U(kuò)展到壓氣機(jī)通道的其它區(qū)域，引起氣流的循環(huán)振蕩或強(qiáng)烈脈動(dòng)，并且出現(xiàn)氣流的倒流現(xiàn)象或者氣體回流的趨勢(shì)，導(dǎo)致壓氣機(jī)流量、壓力或溫度等特征參數(shù)的明顯波動(dòng)，增壓器效率急劇地下降，同時(shí)伴隨著渦輪增壓器產(chǎn)生異常的振動(dòng)噪聲問題，因此喘振是不允許發(fā)生的，一般在出廠時(shí)進(jìn)行檢測(cè)。而同步振動(dòng)主要激勵(lì)源有兩種類型，分別是氣動(dòng)脈沖激勵(lì)和轉(zhuǎn)子系統(tǒng)動(dòng)不平衡振動(dòng)激勵(lì)，因此同步振動(dòng)產(chǎn)生的噪音也就是同步脈沖噪聲。而同步脈沖噪聲主要是由于鑄造、研磨、切削、熱處理和裝配等制造工藝原因，或者長(zhǎng)時(shí)間高負(fù)荷使用之后葉片損傷等原因，導(dǎo)致壓氣機(jī)葉片之間腔室容積的微小差異引起的。

5、傳統(tǒng)的隔音層對(duì)空壓機(jī)進(jìn)口的隔音效果并不明顯，尤其無(wú)法同時(shí)針對(duì)喘振和同步脈沖振動(dòng)，因此需要更先進(jìn)的噪聲控制技術(shù)。一些研究提出了在渦輪機(jī)出入口連接的管路上使用防音材料來(lái)隔音，但這種方法并不能完全解決問題，尤其是低頻噪音。為了降低噪聲，研究人員正在探索更有效的隔音和吸聲材料，以及優(yōu)化渦輪增壓器的設(shè)計(jì)，以減少噪聲的產(chǎn)生和傳播。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供了一種渦輪增壓器壓氣機(jī)的進(jìn)口消聲裝置，通過在共振腔內(nèi)設(shè)置靜電驅(qū)動(dòng)器，通過靜電驅(qū)動(dòng)器與振動(dòng)板接觸或分離，從而改變振動(dòng)板的振幅，可以根據(jù)檢測(cè)渦輪增壓器的出口的壓力變化或者噪聲大小，選擇性的使靜電驅(qū)動(dòng)器與振動(dòng)板接觸或分離，這樣可以減少或減弱同步脈沖噪聲的影響。

2、本發(fā)明是通過以下技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的的。

3、一種渦輪增壓器壓氣機(jī)的進(jìn)口消聲裝置，壓氣機(jī)進(jìn)口設(shè)有若干消聲腔，至少一個(gè)所述消聲腔內(nèi)設(shè)有懸臂的振動(dòng)板，在所述振動(dòng)板振動(dòng)的路徑上至少設(shè)有1個(gè)靜電驅(qū)動(dòng)器，通過控制靜電驅(qū)動(dòng)器產(chǎn)生局部形變，使靜電驅(qū)動(dòng)器干涉振動(dòng)板的振動(dòng)。

4、進(jìn)一步，所述靜電驅(qū)動(dòng)器包括正電極、負(fù)電極、介電薄膜囊和液體電介質(zhì)；在正電極與負(fù)電極之間設(shè)有介電薄膜囊，且介電薄膜囊不超過1/2的a部分位于正電極與負(fù)電極之間外；所述介電薄膜囊內(nèi)填充液體電介質(zhì)，一個(gè)電極安裝在消聲腔的壁面上；介電薄膜囊的a部分位于振動(dòng)板振動(dòng)的路徑上；通過正電極與負(fù)電極之間施加電壓，從而使兩個(gè)電極擠壓介電薄膜囊，用于將a部分干涉振動(dòng)板的振動(dòng)。

5、進(jìn)一步，通過正電極與負(fù)電極之間施加電壓，使介電薄膜囊的a部分與振動(dòng)板接觸。

6、進(jìn)一步，通過正電極與負(fù)電極之間施加電壓，使介電薄膜囊的a部分與振動(dòng)板之間存在間隙，且所述間隙小于振動(dòng)板的最大振幅。

7、進(jìn)一步，所述介電薄膜囊的a部分中設(shè)有空腔，所述空腔內(nèi)設(shè)有若干固體顆粒。

8、進(jìn)一步，還包括壓力傳感器和控制系統(tǒng)，所述壓力傳感器用于檢測(cè)渦輪增壓器出口的氣壓壓力；所述控制系統(tǒng)通過壓力傳感器檢測(cè)的氣壓壓力，用于判斷是否發(fā)生脈沖噪聲；當(dāng)發(fā)生脈沖噪聲，所述控制系統(tǒng)在正電極與負(fù)電極之間施加電壓。

9、進(jìn)一步，所述消聲腔內(nèi)上下壁面放置2個(gè)靜電驅(qū)動(dòng)器，在振動(dòng)板中部的上下兩側(cè)一前一后分別設(shè)有一個(gè)靜電驅(qū)動(dòng)器。

10、進(jìn)一步，所述消聲腔內(nèi)上下壁面對(duì)稱放置2個(gè)靜電驅(qū)動(dòng)器。

11、本發(fā)明的有益效果在于：

12、1.本發(fā)明所述的渦輪增壓器壓氣機(jī)的進(jìn)口消聲裝置，通過在共振腔內(nèi)設(shè)置靜電驅(qū)動(dòng)器，通過靜電驅(qū)動(dòng)器與振動(dòng)板接觸或分離，從而改變振動(dòng)板的振幅，可以根據(jù)檢測(cè)渦輪增壓器的出口的壓力變化或者噪聲大小，選擇性的使靜電驅(qū)動(dòng)器與振動(dòng)板接觸或分離，這樣可以減少或減弱同步脈沖噪聲的影響。

13、2.本發(fā)明所述的渦輪增壓器壓氣機(jī)的進(jìn)口消聲裝置，介電薄膜囊僅一半位于正電極與負(fù)電極之間，剩余部分則不受正電極與負(fù)電極約束，當(dāng)正電極與負(fù)電極之間通電后，正電極與負(fù)電極因麥克斯韋應(yīng)力會(huì)逐漸貼合，這樣位于正電極與負(fù)電極之間的介電薄膜囊內(nèi)的液體電介質(zhì)，會(huì)流入a部分，使a部分膨脹；膨脹后的a部分與振動(dòng)板接觸，可以限制振動(dòng)板的振幅，但是會(huì)增加振動(dòng)頻率，此外由于a部分可以視為一種液膜彈性阻尼，可以進(jìn)一步吸收振動(dòng)能，還可以減弱消聲腔內(nèi)噪聲能量，這里消聲腔內(nèi)噪聲不僅僅包括原本壓氣機(jī)的進(jìn)口產(chǎn)生的噪聲，還包括振動(dòng)板振動(dòng)過程中產(chǎn)生低頻噪聲。

14、3.本發(fā)明所述的渦輪增壓器壓氣機(jī)的進(jìn)口消聲裝置，通過介電薄膜囊的a部分內(nèi)用薄膜隔離一個(gè)空腔，空腔不與介電薄膜囊連通，空腔內(nèi)部放置若干固定顆粒，振動(dòng)板的振動(dòng)會(huì)帶動(dòng)介電薄膜囊內(nèi)的液體電介質(zhì)發(fā)生振動(dòng)，液體電介質(zhì)的振動(dòng)傳遞到彈性薄膜上帶動(dòng)若干固定顆粒振動(dòng)，而固定顆粒質(zhì)量低更容易先產(chǎn)生較低頻率的共振，從而有利于針對(duì)低頻的脈沖噪聲的吸聲。

15、4.本發(fā)明所述的渦輪增壓器壓氣機(jī)的進(jìn)口消聲裝置，通過介電薄膜囊的a部分內(nèi)用薄膜隔離一個(gè)空腔，空腔不與介電薄膜囊連通，空腔內(nèi)部放置若干固定顆粒，當(dāng)振動(dòng)板振動(dòng)時(shí)，先與空腔接觸或同時(shí)與空腔和a部分接觸，振動(dòng)板帶動(dòng)空腔內(nèi)的固定顆粒產(chǎn)生共振，這樣固定顆粒在空腔內(nèi)的振動(dòng)，更快的消耗聲能。

技術(shù)特征：

1.一種渦輪增壓器壓氣機(jī)的進(jìn)口消聲裝置，壓氣機(jī)的進(jìn)口設(shè)有若干消聲腔(2)，其特征在于，至少一個(gè)所述消聲腔(2)內(nèi)設(shè)有懸臂的振動(dòng)板(4)，在所述振動(dòng)板(4)振動(dòng)的路徑上至少設(shè)有1個(gè)靜電驅(qū)動(dòng)器(3)，通過控制靜電驅(qū)動(dòng)器(3)產(chǎn)生局部形變，使靜電驅(qū)動(dòng)器(3)干涉振動(dòng)板(4)的振動(dòng)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦輪增壓器壓氣機(jī)的進(jìn)口消聲裝置，其特征在于，所述靜電驅(qū)動(dòng)器(3)包括正電極(3-1)、負(fù)電極(3-2)、介電薄膜囊(3-3)和液體電介質(zhì)(3-4)；在正電極(3-1)與負(fù)電極(3-2)之間設(shè)有介電薄膜囊(3-3)，且介電薄膜囊(3-3)不超過1/2的a部分位于正電極(3-1)與負(fù)電極(3-2)之間外；所述介電薄膜囊(3-3)內(nèi)填充液體電介質(zhì)(3-4)，其中一個(gè)電極安裝在消聲腔(2)的壁面上；介電薄膜囊(3-3)的a部分位于振動(dòng)板(4)振動(dòng)的路徑上；通過正電極(3-1)與負(fù)電極(3-2)之間施加電壓，從而使兩個(gè)電極擠壓介電薄膜囊(3-3)，用于將a部分干涉振動(dòng)板(4)的振動(dòng)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的渦輪增壓器壓氣機(jī)的進(jìn)口消聲裝置，其特征在于，通過正電極(3-1)與負(fù)電極(3-2)之間施加電壓，使介電薄膜囊(3-3)的a部分與振動(dòng)板(4)接觸。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的渦輪增壓器壓氣機(jī)的進(jìn)口消聲裝置，其特征在于，通過正電極(3-1)與負(fù)電極(3-2)之間施加電壓，使介電薄膜囊(3-3)的a部分與振動(dòng)板(4)之間存在間隙，且所述間隙小于振動(dòng)板(4)的最大振幅。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的渦輪增壓器壓氣機(jī)的進(jìn)口消聲裝置，其特征在于，所述介電薄膜囊(3-3)的a部分中設(shè)有空腔(8)，所述空腔(8)內(nèi)設(shè)有若干固體顆粒(9)。

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的渦輪增壓器壓氣機(jī)的進(jìn)口消聲裝置，其特征在于，還包括壓力傳感器和控制系統(tǒng)，所述壓力傳感器用于檢測(cè)渦輪增壓器出口的氣壓壓力；所述控制系統(tǒng)通過壓力傳感器檢測(cè)的氣壓壓力，用于判斷是否發(fā)生脈沖噪聲；當(dāng)發(fā)生脈沖噪聲，所述控制系統(tǒng)在正電極(3-1)與負(fù)電極(3-2)之間施加電壓。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦輪增壓器壓氣機(jī)的進(jìn)口消聲裝置，其特征在于，所述消聲腔(2)內(nèi)上下壁面放置2個(gè)靜電驅(qū)動(dòng)器(3)，在振動(dòng)板(4)中部的上下兩側(cè)一前一后分別設(shè)有一個(gè)靜電驅(qū)動(dòng)器(3)。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦輪增壓器壓氣機(jī)的進(jìn)口消聲裝置，其特征在于，所述消聲腔(2)內(nèi)上下壁面對(duì)稱放置2個(gè)靜電驅(qū)動(dòng)器(3)。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種渦輪增壓器壓氣機(jī)的進(jìn)口消聲裝置，壓氣機(jī)進(jìn)口設(shè)有若干消聲腔，至少一個(gè)所述消聲腔內(nèi)設(shè)有懸臂的振動(dòng)板，在所述振動(dòng)板振動(dòng)的路徑上至少設(shè)有1個(gè)靜電驅(qū)動(dòng)器，通過控制靜電驅(qū)動(dòng)器產(chǎn)生局部形變，使靜電驅(qū)動(dòng)器干涉振動(dòng)板的振動(dòng)。本發(fā)明通過在共振腔內(nèi)設(shè)置靜電驅(qū)動(dòng)器，通過靜電驅(qū)動(dòng)器與振動(dòng)板接觸或分離，從而改變振動(dòng)板的振幅，可以根據(jù)檢測(cè)渦輪增壓器的出口的壓力變化或者噪聲大小，選擇性的使靜電驅(qū)動(dòng)器與振動(dòng)板接觸或分離，可減少或削弱同步脈沖噪聲的影響。

技術(shù)研發(fā)人員：朱光前,陳展浩,黃建軍,董非
受保護(hù)的技術(shù)使用者：江蘇毅合捷汽車科技股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/28