1.一种柴油发动机消声器,其特征在于:包括消声器本体(32)、发动机排气管(15)、消声器排气管(31)、空气预热进气管(30)和空气预热出气管(1);
所述发动机排气管(15)连接所述消声器本体(32)的尾气进气端,所述消声器本体(32)的尾气出气端连接所述消声器排气管(31);所述空气预热进气管(30)连接所述消声器本体(32)的冷空气进气端,所述消声器本体(32)热空气出气端连接所述空气预热出气管(1)。
2.根据权利要求1所述的一种柴油发动机消声器,其特征在于:所述消声器本体(32)内部延长度方向依次包括第一舒张室(17)、过渡换热腔(18)、第二舒张室(19)、第三舒张室(29),所述第一舒张室(17)、过渡换热腔(18)、第二舒张室(19)和第三舒张室(29)分别为相互同轴心的柱腔结构;所述第一舒张室(17)和过渡换热腔(18)之间具有第一隔层(18.1),所述过渡换热腔(18)和第二舒张室(19)之间具有第二隔层(22),所述第二舒张室(19)和第三舒张室(29)之间具有第三隔层(27);
还包括夹于内层腔壁(24)和外层腔壁(26)之间的预热隔音空气层(11),所述预热隔音空气层(11)包覆于所述过渡换热腔(18)、第二舒张室(19)和第三舒张室(29)外侧;所述过渡换热腔(18)的圆周壁面上呈圆周阵列镂空设置有若干空气导通孔(5),所述空气导通孔(5)将所述过渡换热腔(18)和所述预热隔音空气层(11)相互导通;
还包括第一舒张室管(16)、第二舒张室管(28)、空气换热管束(3)和储气箱(21);所述第一舒张室管(16)同轴心穿过所述过渡换热腔(18),且所述第一舒张室管(16)两端分别伸入所述第一舒张室(17)和第二舒张室(19)中;所述第二舒张室管(28)同轴心穿过所述第三隔层(27),且所述第二舒张室管(28)两端分别伸入所述第二舒张室(19)和第三舒张室(29)中,所述发动机排气管(15)的出气端伸入所述第一舒张室(17)中;所述消声器排气管(31)的尾气排出入口(31.1)伸入所述第三舒张室(29)中;所述空气预热进气管(30)的空气出气口(30.1)伸入所述预热隔音空气层(11),且所述空气出气口(30.1)位于预热隔音空气层(11)远离过渡换热腔(18)的一端;
所述储气箱(21)一体化设置于所述第一舒张室(17)的舒张室包壁(20)外侧,且所述储气箱(21)位于所述第一舒张室(17)远离所述过渡换热腔(18)的一端;所述储气箱(21)内部为储气腔(2);
所述空气换热管束(3)由若干空气换热管并列成束状结构,且相邻空气换热管之间间距设置;所述空气换热管束(3)沿轴线方向穿过所述第一舒张室(17),且所述空气换热管束(3)两端分别伸入所述储气腔(2)和过渡换热腔(18)中;所述空气预热出气管(1)的热空气入口(1.1)伸入所述储气腔(2)中。
3.根据权利要求2所述的一种柴油发动机消声器,其特征在于:所述空气换热管束(3)分布于所述第一舒张室(17)的半腔室(4),所述发动机排气管(15)的出气端伸入所述第一舒张室(17)的另一半腔室中。
4.根据权利要求2所述的一种柴油发动机消声器,其特征在于:所述第一舒张室管(16)伸入所述第二舒张室(19)的一端呈喇叭口(33)状扩开;所述第二舒张室(19)中还包括第一导流锥(25),所述第一导流锥(25)为锥形薄壁结构,所述第一导流锥(25)同轴心于所述喇叭口(33)和所述第二舒张室管(28)之间,所述第一导流锥(25)的尖端伸入所述喇叭口(33)中,所述喇叭口(33)锥面与所述第一导流锥(25)的锥面相平行,且所述喇叭口(33)锥面与所述第一导流锥(25)的锥面之间形成环锥形型导音通道(7);
所述第二舒张室管(28)伸入所述第二舒张室(19)的端部与所述第一导流锥(25)的锥壁内侧一体化连接,且所述第二舒张室管(28)靠近所述第一导流锥(25)的一端侧壁均匀镂空设置有若干进气孔(23),若干进气孔(23)形成孔网群;
所述第二舒张室(19)中还包括导流环壁(9),所述环形导流壁(9)为与所述第二舒张室(19)同轴心的环壁结构,所述环形导流壁(9)靠近所述第三隔层(27)的一端与所述第一导流锥(25)的粗端一体化连接;所述环形导流壁(9)围合于所述喇叭口(33)外侧,所述环形导流壁(9)靠近所述第二隔层(22)的一端与所述第二隔层(22)间距设置;所述第一导流锥(25)与所述环形导流壁(9)之间形成第一小舒张室(8),所述第三隔层(27)和所述第一导流锥(25)内侧之间形成第二小舒张室(10)。
5.根据权利要求2所述的一种柴油发动机消声器,其特征在于:所述第三舒张室(29)中还包括第二导流锥(13),所述第二导流锥(13)为与所述第三舒张室(29)同轴心的锥形薄壁结构,所述第二导流锥(13)靠近所述尾气排出入口(31.1)的一端为尖端,所述第二舒张室管(28)伸入所述第三舒张室(29)的端部与所述第二导流锥(13)的锥壁内侧一体化连接,且所述第二舒张室管(28)靠近所述第二导流锥(13)的一端侧壁均匀镂空设置有若干出气孔(14),若干所述出气孔(14)形成孔网群;所述第二导流锥(13)内侧与所述第三隔层(27)之间形成第三小舒张室(12)。
6.一种柴油发动机消声器的方法,其特征在于:
尾气路径:通过从柴油发动机的燃烧室排气口经发动机排气管(15)导入至第一舒张室(17)中,所述第一舒张室(17)中的烟气累积后通过第一舒张室管(16)导入到第二舒张室(19)中,然后第二舒张室(19)中的烟气通过第二舒张室管(28)导入到第三舒张室(29)中,最终烟气从第三舒张室(29)排入消声器排气管(31)中;
预热空气路径:空气预热出气管(1)连接发动机的进气管路,在柴油发动机的进气冲程作用下,空气预热出气管(1)连续形成负压,进而外界冷空气在负压作用下连续进入到预热隔音空气层(11)中,然后通过若干空气导通孔(5)进入到过渡换热腔(18)中,然后过渡换热腔(18)中的空气经过空气换热管束(3)吸入至储气腔(2)中,最终储气腔(2)中的空气经过空气预热出气管(1)吸入至发动机的进气管路中;
消声以及预热空气加热过程:发动机排气管(15)导入至第一舒张室(17)中时在扩张式抗性消音效应下,噪音在第一舒张室(17)中的声波强度第一次衰减,与此同时第一舒张室(17)中的烟气对空气换热管束(3)进行加热,进而对其空气换热管束(3)内部的空气加热;
被第一次衰减的声波随烟气冲击波进入第一舒张室管(16)中,并从第一舒张室管(16)的喇叭口(33)冲出,从喇叭口(33)出来的冲击波在第一导流锥(25)作用下在环锥形型导音通道(7)中形成逐渐扩张的环形冲击波,其冲击波强度被逐渐扩张的趋势稀释;进一步的,在第一小舒张室(8)中进一步衰减后经过导流环壁(9)和内层腔壁(24)之间的间隙导入到第二小舒张室(10)中,在冲击波经过导流环壁(9)和内层腔壁(24)之间的间隙过程中造成内层腔壁(24)振动,并将部分振动能量分散至隔音空气层(11)中,并部分转化成隔音空气层(11)的内能,使其冲击波能量被进一步稀释,与此同时在热传导作用下内层腔壁(24)被烟气加热的热量也部分传递给了隔音空气层(11)并对其内部的空气加热,进入第二小舒张室(10)中的冲击波强度被进一步衰减,与此同时,再热传导作用下第一隔层(18.1)和第二隔层(22)分别吸收第一舒张室(17)和第二舒张室(19)中的热量,并将热量传递给渡换热腔(18)中的空气,与此同时第一舒张室(17)和第二舒张室(19)中部分振动声波能也部分传递给渡换热腔(18)中的空气,进而部分转化成渡换热腔(18)的内能;由于第二小舒张室(10)中的冲击波已经衰减到一定程度,此时第二小舒张室(10)中的冲击波随烟气经过若干进气孔(23)网群进入第二舒张室管(28)中时受到的流体阻力较小,然后从若干出气孔(14)中导出到第三小舒张室(12)中,经过两道孔网结构使其阻性消声,第三小舒张室(12)中的冲击波被进一步被衰减,然后第三小舒张室(12)中的冲击波最后经过第四小舒张室(29.1)后从消声器排气管(31)排出。