[发明专利]一种基于象鼻仿生型车用隔音降噪排气管组件

摘要

本发明公开了一种基于象鼻仿生型车用隔音降噪排气管组件，包括排气管和总管，所述排气管出气端和进气端截面曲线采用象鼻粗端和细端的截面曲线及尺寸比例；通过仿生成年大象的象鼻粗端和细端的截面轮廓线，来得到椭圆形的排气管，并仿生象鼻的变径截面得到排气管的进气端的长轴、短轴大于出气端的长轴和短轴，实现废气的平滑排出，降低发动机的噪音，改善排气管的弯曲刚度、扭转刚度、风噪系数、模态性能，改善汽车的燃油经济性，提高发动机散热性能。

主权项

1.一种基于象鼻仿生型车用隔音降噪排气管组件，其特征在于，包括排气管和总管，所述排气管出气端和进气端截面曲线采用象鼻粗端和细端的截面曲线及尺寸比例；具体制造方法：S1：通过高清相机获取成年象鼻标本两端横剖面图片，并筛选出轮廓清晰的象鼻两端横剖面图片，对图片经过优化处理后，将成年象鼻标本两端横剖面内轮廓几何特征曲线绘制于坐标纸上，依据统计数据得到象鼻原始两端横剖面内轮廓均为椭圆方程；S2：仿生象鼻横截面曲线的椭圆方程对排气管截面曲线限定为椭圆，为了延长使用寿命，降低加工成本，以及方便新型材料的应用将厚度设为1mm，以及依据排气管的设计标准进行优化得到进气端横剖面外轮廓椭圆的长轴和短轴尺寸；排气管进气端横剖面外轮廓椭圆长轴为55mm，短轴为40mm，轮廓曲线方程为：S3：依据排气管的设计标准进行优化得到出气端横剖面外轮廓椭圆的长轴和短轴尺寸；排气管出气端横剖面外轮廓椭圆长轴为40mm，短轴为25mm，轮廓曲线方程为：S4：在三维建模软件中建立进气端截面圆，第一进气端椭圆圆心为O₁(0，‑500，0)，第一进气端椭圆的四个端点坐标为A₁(0，‑460，0)，B₁(55，‑500，0)，C₁(0，‑540，0)，D₁(‑55，‑500，0)；从而确定第一进气端椭圆曲线，图4a右侧椭圆与左侧椭圆在同一平面内，第二进气端椭圆圆心为O₂(110，‑500，0)，第二进气端椭圆的四个端点坐标为A₂(110，‑460，0)，B₂(165，‑500，0)，C₂(110，‑540，0)，D₁(55，‑500，0)，从而确定第二进气端椭圆曲线；S5：第一出气端椭圆圆心为O₃(95，300，‑200)，第一出气端椭圆的四个端点坐标为A₃(95，300，‑175)，B₃(55，300，‑200)，C₃(95，300，‑225)，D₃(135，300，‑200)，从而确定第一出气端椭圆曲线，第二出气端椭圆圆心为O₄(15，300，‑200)，第二出气端椭圆的四个端点坐标为A₄(15，300，‑175)，B₃(55，300，‑200)，C₄(15，300，‑225)，D₄(‑25，300，‑200)，从而确定第二出气端椭圆曲线；S6：以第一进气端椭圆与第一出气端椭圆为轮廓线通过第一引导线放样得到第一排气管，所述第一引导线包括直线段和圆弧段，所述直线段两端点坐标为A₃(95，300，‑175)，F₁(106，‑285，‑175)，所述圆弧段两端点坐标为F₁(106，‑285，‑175)，A₁(0，‑460，‑0)半径为175mm；S7：以第二进气端椭圆与第二出气端椭圆为轮廓线通过第二引导线放样得到第二排气管，所述第二引导线包括直线段和圆弧段，所述直线段两端点坐标为A₄(15，300，‑175)，F₂(3，‑285，‑175)，所述圆弧段两端点坐标为F₂(3，‑285，‑175)，A₂(110，‑460，0)，半径为175mm；S8：将放样得到的第一排气管和第二排气管曲面向内侧进行加厚，厚度为0.5mm，得到一组排气管，第一排气管和第二排气管之间采用焊接的方式进行连接；S9：总管的建立，首先建立第一总管椭圆轮廓线和第二总管椭圆轮廓曲线，椭圆方程分别为下式3与式4；式3所示椭圆为第一总管椭圆轮廓线，椭圆圆心坐标为Q₁(55，‑500，115)，第一总管椭圆的四个端点坐标为H₁(55，‑455，115)，K₁(125，‑500，115)，W₁(55，‑545，115)，R₁(‑15，‑500，115)；式4为第二总管椭圆轮廓曲线椭圆圆心为Q₂(55，‑500，15)，第二总管椭圆的四个端点坐标为H₂(55，‑550，115)，K₂(175，‑500，15)，W₂(55，‑450，15)，R₂(‑65，‑500，15)，将第一总管椭圆和第二总管椭圆轮廓线经过凸台放样后，得到实体的总管本体；S10：确定切割轮廓线，所述切割轮廓线包括上切割轮廓线，第一下切割轮廓线和第二下切割轮廓线，所述上切割轮廓线与第一总管椭圆为等距同心椭圆，等距缩小长度为5mm，所述第一下切割轮廓线、第二下切割轮廓线与第二总管椭圆在同一平面内，第一下切割轮廓线椭圆圆心坐标分别为Q₃(0，‑500，15)，第二下切割轮廓线椭圆圆心为Q₄(110，‑500，15)，第一下切割轮廓线和第二下切割轮廓线对应的椭圆方程为式5：S11：拉伸切除得到总管，先通过上切割轮廓线与第一下切割轮廓线进行拉伸切除，再通过上切割轮廓线与第二下切割轮廓线进行拉伸切除，得到总管；S12：在第一总管椭圆、第二总管椭圆以及第一进气端椭圆和第二进气端椭圆处增设法兰结构，并将第一进气端椭圆和第二进气端椭圆的法兰与第二总管椭圆的法兰连接，实现总管与排气管的连接得到排气管组件。