[发明专利]用于旋转装置的可变频声音衰减器

说明书

技术领域

本发明的示例性实施例涉及用于旋转装置的可变频噪声衰减，更具体地，涉及具有可变长度和体积的四分之一波长管。

背景技术

内燃发动机的应用(无论是固定的还是移动的)通常都需要有效的噪声、振动和声振粗糙度(“NVH”)工程设计来降低自然产生的声音频率。安装在内燃发动机中或与其相关联的旋转装置通常是这些噪声的共同来源。例如，风扇叶片或增压器叶轮这样的旋转部分可以产生在一定频率范围内变化的声音；该声音主要作为该部件旋转速度的函数。另外，旋转组件也可以在其经过固定物体时产生噪声。

与汽车内燃发动机相关联的发动机室内噪声和进气系统噪声是有效的NHV所关注的目标，这是因为期望给车辆操作者提供安静且舒适的驾驶体验的缘故。发动机产生的进气噪声取决于特定的发动机配置，并可以被气缸数、进气歧管的容积和形状、压力通风系统和进气转轮(intake runners)等因素所影响。通过使用发动机驱动的增压器或者废气驱动的涡轮增压器的进气压缩应用也可以是发动机室内噪声的重要来源。其他由发动机产生的发动机室内噪声可以源自使副机传动旋转、使相关附件和用于冷却发动机的风扇旋转。

四分之一波长管产生一定频率的抵消声波，抵消声波被微调至四分之一波长管四倍长的波长。四分之一波长管常常用来降低发动机进气系统产生的声音，但通常为固定长度，所以只限于处理特定频率。变化频率的噪声或若干不同阶次的噪声(例如，由可变速旋转部件产生的噪声)可能需要使用多个四分之一波长管或其他的声音衰减方案，这些方案可能很昂贵、难于封装并且效果有限。

因此需要提供一种声音衰减器，其类似于四分之一波长管，并且能衰减由旋转装置产生的变化的声音频率。

发明内容

在本发明的一个示例性实施例中，提供了一种可变频的声音衰减装置，其包括：可绕第一轴线旋转的中心部分；从所述中心部分向外延伸的径向部分；由所述径向部分限定的腔室，所述腔室具有封闭的第一端和沿所述径向部分向外开口的第二端，并且还具有由所述腔室限定的第二轴线，所述第二轴线具有径向分量。活塞布置在所述腔室中，并且可以响应于由所述中心部分和所述径向部分绕所述第一轴线的旋转施加在所述活塞上的离心力从而沿所述第二轴线运动。具有固定在腔室内的第一端和固定到活塞的第二端的偏置构件被配置为限制该活塞沿第二轴线的运动。可变长度的四分之一波长腔室由腔室、腔室的第二开口端、以及活塞限定，并且具有由活塞沿所述腔室第二轴线的位置所限定的可变频率的声音衰减长度。

本发明还提供了以下方案：

方案1：一种可变频的声音衰减装置，包括：

能够绕第一轴线旋转的中心部分；

从所述中心部分向外延伸的径向部分；

由所述径向部分限定的腔室，所述腔室具有封闭的第一端和沿所述径向部分向外开口的第二端；

由所述腔室限定的第二轴线，所述第二轴线还具有到所述第一轴线的径向分量；

设置在所述腔室内的活塞，所述活塞用来响应于由所述中心部分和所述径向部分绕所述第一轴线的旋转而施加在所述活塞上的离心力，从而沿所述第二轴线运动；

偏置构件，其具有固定在所述腔室内的第一端和固定到活塞的第二端，以便限制所述活塞沿所述第二轴线运动；和

由所述腔室、所述腔室的第二开口端和所述活塞限定的长度可变的四分之一波长腔室，所述腔室具有由活塞沿所述腔室第二轴线的位置所限定的可变频率的声音衰减长度。

方案2：如方案1所述的可变频的声音衰减装置，其中，所述中心部分包括用于增压器的转子，并且所述径向部分包括了转子叶轮。

方案3：如方案2所述的可变频的声音衰减装置，进一步包括：

增压器壳体；

在所述增压器壳体中与所述腔室的第二开口端相邻的开口，其中所述腔室径向向内延伸，并轴向通过所述转子叶轮，其中所述第二开口端位于和所述增压器壳体上的开口相邻，以便衰减与所述开口相邻的噪声。

方案4：如方案3所述的可变频的声音衰减装置，其中，所述增压器壳体中的开口包括燃烧空气进口。

方案5：如方案2所述的可变频的声音衰减装置，其中，所述偏置构件包括具有非线性弹簧刚度的弹簧，以便作为所述转子和所述转子叶轮绕所述第一轴线的转速的函数来改变所述活塞的运动和所述四分之一波长腔室的声音频率衰减。

方案6：如方案2所述的可变频的声音衰减装置，其中，所述偏置构件包括具有线性弹簧刚度的弹簧，以便以所述转子和所述转子叶轮绕所述第一轴线的第一转速所生成的第一频率，和以所述转子和所述转子叶轮绕所述第一轴线的第二转速所生成的第二频率来改变所述活塞的运动和四分之一波长腔室的声音频率衰减。