本发明涉及车辆技术领域，特别是涉及一种消声管、排气降噪结构及车辆。
背景技术：
消声器是一种车辆上的重要部件之一，其允许气流通过而衰减噪声。消声器性能好坏不仅影响车辆的噪声大小，而且还对发动机的功率、油耗等性能有较大的影响。常见的消声器包括消声管，消声管上均匀地布设有多个消声孔。然而，这种消声管的气体流通性能较差，容易出现排气背压大的问题。并且，这种消声管的消声量较差。
技术实现要素：
基于此，有必要提供一种消声管、排气降噪结构及车辆，降低排气背压，增加消声管的消声量，降低排气噪声。
一种消声管，包括：
管本体，所述管本体设有进气口；所述管本体的侧壁设有多个消声孔，至少部分所述消声孔沿所述管本体的轴向间隔地设置，所述管本体轴向的相邻两个所述消声孔之间的间距沿远离所述进气口的方向逐渐减小。
在其中一个实施例中，至少部分所述消声孔也沿所述管本体的周向间隔设置，所述管本体周向的相邻两个消声孔之间的间距相等。
在其中一个实施例中，所述管本体远离所述进气口的一端设有管口；所述消声管还包括堵头，所述堵头安装于所述管口。
一种排气降噪结构，包括：膨胀腔室及所述的消声管，所述消声管设于所述膨胀腔室内。
在其中一个实施例中，所述排气降噪结构还包括尾气反应装置，所述尾气反应装置设有尾气出口及用于连通排气管的尾气入口，所述尾气反应装置通过所述尾气出口与所述消声管连通。
在其中一个实施例中，所述排气降噪结构还包括n级后锥管，其中，n≥2；所述n级后锥管均包括设有出口的小径端及设有进口的大径端，第一级后锥管的大径端连接于所述尾气反应装置的下游，所述第一级后锥管的入口与所述尾气出口对应设置，第n级后锥管的小径端连接于所述消声管，所述第n级后锥管的出口与所述进气口对应设置；所述第一级后锥管至所述第n级后锥管沿所述尾气反应装置至所述消声管的方向顺序布置，且前一级后锥管的出口与后一级后锥管的入口对应设置；其中，第一级后锥管至第n级后锥管的入口尺寸沿尾气反应装置至消声管的方向依次减小，第一级后锥管至第n级后锥管的出口尺寸沿尾气反应装置至消声管的方向依次减小。
在其中一个实施例中，所述第一级后锥管至所述第n级后锥管沿所述尾气反应装置至所述消声管的方向依次连接；或者，所述排气降噪结构还包括过渡圆筒，所述过渡圆筒的一径端连接于任意两级后锥管中前一级后锥管的出口，另一径端连接于后一级后锥管的入口。
在其中一个实施例中，相邻两级后锥管中，后一级后锥管的入口尺寸大于或等于前一级后锥管的出口尺寸。
在其中一个实施例中，所述排气降噪结构还包括前锥管，所述前锥管包括设有入口的小径端及设有出口的大径端，所述前锥管的大径端连接于所述尾气反应装置的上游，且所述前锥管的出口与所述尾气入口对应设置，所述前锥管的小径端的入口用于连通排气管。
一种车辆，包括排气管、动力总成及所述的排气降噪结构，所述动力总成通过所述排气管与所述排气降噪结构连通。
上述的消声管、排气降噪结构及车辆，使用时，消声管设于膨胀腔室内，声波通过消声管上的消声孔进入膨胀腔室内，然后在膨胀腔室内来回反射实现消声的效果。相比于常规的轴线方向均布消声孔的消声管，本方案中消声管轴向的相邻两个消声孔之间的间距沿远离进气口的方向逐渐减小，这样从消声管内进入各个消声孔的流量分配发生了变化，在流场上表现为压力和流速分布更加均匀，有利于降低部分消声孔出现极高流速而导致局部流通阻力损失大，改善气体的流通性能，降低排气背压。并且，由于各消声孔内气流的压力和流速分布更加均匀，可以充分发挥多孔消声管具有气体整流的作用。通过气体整流，可以降低高频气流噪声。此外，通过多孔消声管的气体扩张，降低中低频阶次噪声，从而最终降低总排气噪声。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获取其他的附图。
图1为本发明一实施例的消声管连接于后锥管的结构示意图；
图2为本发明一实施例的排气降噪结构的结构示意图；
图3为图2中沿e-e的剖视图；
图4为图2所示的排气降噪结构中前锥管、尾气反应装置、后锥管及消声管的结构示意图；
图5为常规单级锥管及在消声管均匀布设消声孔时消声管内流速适量截面图；
图6为本发明一实施例的排气降噪结构中消声管内流速适量截面图；
图7为图5中消声管的消声孔在截面位置s1处的流速矢量图；
图8为图5中消声管的消声孔在截面位置s2处的流速矢量图；
图9为图6中消声管的消声孔在截面位置s1处的流速矢量图；
图10为图6中消声管的消声孔在截面位置s2处的流速矢量图。
附图标号说明：10、消声管；11、管本体；111、消声孔；12、堵头；20、膨胀腔室；30、尾气反应装置；31、尾气入口；32、尾气出口；40、后锥管；41、第一级后锥管；42、第二级后锥管；43、第n级后锥管；50、前锥管；60、排气管。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
请参阅图1，图1示出了本发明一实施例的消声管连接于后锥管的结构示意图。本发明一实施例的消声管，包括管本体11。所述管本体11设有进气口。所述管本体11的侧壁设有多个消声孔111，至少部分所述消声孔111沿所述管本体11的轴向间隔地设置，所述管本体11轴向的相邻两个所述消声孔111之间的间距沿远离所述进气口的方向逐渐减小。
需要说明的是，参阅图1，管本体11轴向的相邻两个消声孔111之间的间距沿远离进气口的方向逐渐减小也可理解为在沿气流流动的方向，相邻两个消声孔111之间的间距逐渐减小。例如，在沿气流流动的方向，相邻两个消声孔111之间的间距依次为a、b、c和d，a＞b＞c＞d。
参阅图5至图10，图5示出了常规单级锥管及在消声管均匀布设消声孔时消声管内流速适量截面图，图6示出了本发明一实施例的排气降噪结构中消声管内流速适量截面图，图7示出了图5中消声管的消声孔在截面位置s1处的流速矢量图，图8示出了图5中消声管的消声孔在截面位置s2处的流速矢量图，图9示出了图6中消声管的消声孔在截面位置s1处的流速矢量图，图10示出了图6中消声管的消声孔在截面位置s2处的流速矢量图。上述的消声管，使用时，消声管10设于膨胀腔室20内，声波通过消声管10上的消声孔111进入膨胀腔室20内，然后在膨胀腔室20内来回反射实现消声的效果。相比于常规的轴线方向均布消声孔111的消声管10，本方案中消声管10轴向的相邻两个消声孔111之间的间距沿远离进气口的方向逐渐减小，这样从消声管10内进入各个消声孔111的流量分配发生了变化，具体在流场上表现为压力和流速分布更加均匀，有利于降低部分消声孔111出现极高流速而导致局部流通阻力损失大，改善气体的流通性能，降低排气背压。并且，由于各消声孔111内气流的压力和流速分布更加均匀，可以充分发挥多孔消声管10具有气体整流的作用。通过气体整流，可以降低高频气流噪声。此外，通过多孔消声管10的气体扩张，降低中低频阶次噪声，从而最终降低总排气噪声。
进一步地，参阅图1，至少部分所述消声孔111也沿所述管本体11的周向间隔设置，所述管本体11周向的相邻两个消声孔111之间的间距相等。如此，有助于消声管10内的气体排出至膨胀腔室20内，增加消声管10的消声量，降低排气噪声。
具体地，参阅图1，沿管本体11的轴向间隔地设有多排消声孔111，每排消声孔111中，相邻两个消声孔111之间的间距相等。沿管本体11的周向设有多列消声孔111，每列消声孔111的中心位于同一水平线；并且，每列消声孔111中，相邻两个消声孔111之间的间距沿远离进气口的方向逐渐减小。
在一个实施例中，参阅图1，所述管本体11远离所述进气口的一端设有管口。所述消声管10还包括堵头12，所述堵头12安装于所述管口。如此，通过在管本体11远离进气口一端的管口设置堵头12，堵头12能够堵塞消声管10的管口，阻挡进入消声管10内的气体从管口流出，进而使得进入消声管10的气体从消声孔111进入膨胀腔室20内，达到排气降噪的目的。
参阅图2和图3，图2示出了本发明一实施例的排气降噪结构的结构示意图，图3示出了图2中沿e-e的剖视图。本发明一实施例的排气降噪结构，包括膨胀腔室20及上述任一实施例的消声管10，所述消声管10设于所述膨胀腔室20内。
上述的排气降噪结构，使用时，消声管10设于膨胀腔室20内，声波通过消声管10上的消声孔111进入膨胀腔室20内，然后在膨胀腔室20内来回反射实现消声的效果。相比于常规的轴线方向均布消声孔111的消声管10，本方案中消声管10轴向的相邻两个消声孔111之间的间距沿远离进气口的方向逐渐减小，这样从消声管10内进入各个消声孔111的流量分配发生了变化，具体在流场上表现为压力和流速分布更加均匀，这样有利于降低部分消声孔111出现极高流速而导致局部流通阻力损失大，改善气体的流通性能，降低排气背压。并且，由于各消声孔111内气流的压力和流速分布更加均匀，可以充分发挥多孔消声管10具有气体整流的作用。通过气体整流，可以降低高频气流噪声。此外，通过多孔消声管10的气体扩张，降低中低频阶次噪声，从而最终降低总排气噪声。
在一个实施例中，参阅图3和图4，图4示出了图2所示的排气降噪结构中前锥管、尾气反应装置、后锥管及消声管的结构示意图。所述排气降噪结构还包括尾气反应装置30。所述尾气反应装置30设有尾气出口32及用于连通排气管60的尾气入口31，所述尾气反应装置30通过所述尾气出口32与所述消声管10连通。具体地，尾气反应装置30内装有触媒。在发动机中燃烧后产生的废气经尾气入口31流进尾气反应装置30内，尾气反应装置30内的触媒对尾气进行净化，净化后的尾气经尾气出口32流进消声管10内。如此，能够净化尾气，使尾气排放达到相关要求。
随着车辆尾气的排放要求越来越严格，尾气净化率就需要相应提高。通常地，应对排放较好的措施为改变触摸的规格，例如增加触摸的直径。然而，增加触媒的直径后，连接触媒的锥管也需要相应增大，但是考虑到空间布置、性能及声学需求，锥管远离触媒一端的管径不能随之增大，即锥管的进出口截面积差异大。尤其是触媒下游的锥管，尾气经过触媒后在触媒下游的锥管内立刻收缩，造成气体流动损失大，导致排气背压增大，发动机性能下降。此外，由于触媒下游的锥管锥度大，截面积过渡收缩，经过触媒下游的锥管收缩后的气体流速剧增，在高速气流惯性作用下，使得消声管10的前两排消声孔111的流量减小，这样会削弱消声管10的消声作用，导致排气音品质下降。
因此，参阅图3和图4，在一个实施例中，所述排气降噪结构还包括n级后锥管40；其中，n≥2。n级后锥管40均包括设有出口的小径端及设有进口的大径端。第一级后锥管41的大径端连接于尾气反应装置30的下游，第一级后锥管41的入口与尾气出口32对应设置。第n级后锥管43的小径端连接于消声管10，第n级后锥管43的出口与进气口对应设置。第一级后锥管41至第n级后锥管43沿尾气反应装置30至消声管10的方向顺序布置，且前一级后锥管的出口与后一级后锥管的入口对应设置。具体地，第一级后锥管41至第n级后锥管43的入口尺寸沿尾气反应装置30至消声管10的方向依次减小，第一级后锥管41至第n级后锥管43的出口尺寸沿尾气反应装置30至消声管10的方向依次减小。如此，通过在尾气反应装置30与消声管10之间安装n级后锥管40，并采用n级后锥管40逐级过渡，这样能够确保截面积突变减小，降低排气压力损失，减小排气背压，提高发动机的性能。此外，还能够为消声管10的消声能力提供初始流动条件。
具体地，n级后锥管40为圆锥管，且每级后锥管40的入口直径大于出口直径。
需要说明的是，尾气反应装置30的下游是指尾气反应装置30设有尾气出口32的一端。前一级后锥管是指相邻两级后锥管中，靠近尾气反应装置30的后锥管为前一级后锥管，远离尾气反应装置30的后锥管为后一级后锥管。
另外，参阅图3和图4，在尾气反应装置30与消声管10之间安装n级后锥管40，结合消声管10轴向的相邻两个消声孔111之间的间距沿远离进气口的方向逐级减小，使得消声管10第一排及最后一排的消声孔111的流速差异较常规轴向均布多孔设计明显减小，有效提高消声孔111的消声作用。其中，在消声管10的轴向，沿气体流动方向定义第一排消声孔111和最后一排消声孔111，也可理解为离进气口最近的一排消声孔111为第一排消声孔111，离进气口最远的一排消声孔111为最后一排消声孔111。
可选地，第一级后锥管41至第n级后锥管43沿尾气反应装置30至消声管10的方向依次连接。具体地，例如，当n大于2时，第一级后锥管41的小径端与第二级后锥管42的大径端连接，且第一级后锥管41的出口与第二级后锥管42的入口对应设置；第二级后锥管42的小径端与第三级后锥管的大径端连接，且第二级后锥管42的出口与第三级后锥管的入口对应设置，依次类推。
当然，在其它实施例中，所述排气降噪结构还包括过渡圆筒。过渡圆筒的一径端连接于任意两级后锥管中前一级后锥管的小径端，另一径端连接于后一级后锥管的大径端。具体地，过渡圆筒的两个径端分别设有入口和出口，过渡圆筒的入口与前一级后锥管的出口对应设置，过渡圆筒的出口与后一级后锥管的入口对应设置。
具体到本实施例中，参阅图3和图4，n＝2，即排气降噪结构包括第一级后锥管41及第二级后锥管42。第一级后锥管41的大径端与尾气反应装置30的下游连接，且第一级后锥管41的入口与尾气出口32对应设置。第一级后锥管41的出口与第二级后锥管42的入口对应设置，第二级后锥管42的入口套接于第一级后锥管41的出口。第二级后锥管42的小径端与消声管10连接，且第二级后锥管42的出口与消声管10的进气口对应设置。如此，通过在尾气反应装置30与消声管10之间安装第一级后锥管41和第二级后锥管42，采用第一级后锥管41和第二级后锥管42逐级过渡，这样能够确保截面积突变减小，降低排气压力损失，减小排气背压，提高发动机的性能。此外，还能够为消声管10的消声能力提供初始流动条件。
具体地，第n级后锥管43与消声管10一体式；或者，第n级后锥管43与消声管10分体式连接。
在一个实施例中，参阅图4，相邻两级后锥管40中，后一级后锥管40的入口尺寸大于或等于前一级后锥管40的出口尺寸。具体地，后一级后锥管40的入口套接于前一级后锥管40的出口外。如此，能够进一步降低气体流动局部阻力损失，使得排气更加顺畅。
在一个实施例中，参阅图3和图4，所述排气降噪结构还包括前锥管50。前锥管50包括设有入口的小径端及设有出口的大径端，所述前锥管50的大径端连接于尾气反应装置30的上游，且所述前锥管50的出口与尾气入口31对应设置。前锥管50的小径端用于连接排气管60。具体地，前锥管50的入口套接于排气管60的出口，前锥管50的出口套接于尾气反应装置30的尾气入口31。如此，发动机中燃烧后产生的废气经排气管60及前椎体流进尾气反应装置30内，尾气反应装置30内的触媒对尾气进行净化。此外，还能够保证声学需求。
本发明一实施的车辆，包括排气管60、动力总成及上述任一实施例的排气降噪结构，所述动力总成通过所述排气管60与所述排气降噪结构连通。
上述的车辆，使用时，消声管10设于膨胀腔室20内，声波通过消声管10上的消声孔111进入膨胀腔室20内，然后在膨胀腔室20内来回反射实现消声的效果。相比于常规的轴线方向均布消声孔111的消声管10，本方案中消声管10轴向的相邻两个消声孔111之间的间距沿远离进气口的方向逐渐减小，这样从消声管10内进入各个消声孔111的流量分配发生了变化，在流场上表现为压力和流速分布更加均匀，有利于降低部分消声孔111出现极高流速而导致局部流通阻力损失大，改善气体的流通性能，降低排气背压。并且，由于各消声孔111内气流的压力和流速分布更加均匀，可以充分发挥多孔消声管10具有气体整流的作用。通过气体整流，可以降低高频气流噪声。此外，通过多孔消声管10的气体扩张，降低中低频阶次噪声，从而最终降低总排气噪声。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
1.一种消声管，其特征在于，包括：
管本体，所述管本体设有进气口；所述管本体的侧壁设有多个消声孔，至少部分所述消声孔沿所述管本体的轴向间隔地设置，所述管本体轴向的相邻两个所述消声孔之间的间距沿远离所述进气口的方向逐渐减小。
2.根据权利要求1所述的消声管，其特征在于，至少部分所述消声孔沿所述管本体的周向间隔设置，所述管本体周向的相邻两个消声孔之间的间距相等。
3.根据权利要求1所述的消声管，其特征在于，所述管本体远离所述进气口的一端设有管口；所述消声管还包括堵头，所述堵头安装于所述管口。
4.一种排气降噪结构，其特征在于，包括：膨胀腔室及如权利要求1至3任一项所述的消声管，所述消声管设于所述膨胀腔室内。
5.根据权利要求4所述的排气降噪结构，其特征在于，所述排气降噪结构还包括尾气反应装置，所述尾气反应装置设有尾气出口及用于连通排气管的尾气入口，所述尾气反应装置通过所述尾气出口与所述消声管连通。
6.根据权利要求5所述的排气降噪结构，其特征在于，所述排气降噪结构还包括n级后锥管，其中，n≥2；所述n级后锥管均包括设有出口的小径端及设有进口的大径端，第一级后锥管的大径端连接于所述尾气反应装置的下游，所述第一级后锥管的入口与所述尾气出口对应设置，第n级后锥管的小径端连接于所述消声管，所述第n级后锥管的出口与所述进气口对应设置；所述第一级后锥管至所述第n级后锥管沿所述尾气反应装置至所述消声管的方向顺序布置，且前一级后锥管的出口与后一级后锥管的入口对应设置；
其中，第一级后锥管至第n级后锥管的入口尺寸沿尾气反应装置至消声管的方向依次减小，第一级后锥管至第n级后锥管的出口尺寸沿尾气反应装置至消声管的方向依次减小。
7.根据权利要求6所述的排气降噪结构，其特征在于，所述第一级后锥管至所述第n级后锥管沿所述尾气反应装置至所述消声管的方向依次连接；
或者，所述排气降噪结构还包括过渡圆筒，所述过渡圆筒的一径端连接于任意两级后锥管中前一级后锥管的小径端，另一径端连接于后一级后锥管的大径端。
8.根据权利要求6所述的排气降噪结构，其特征在于，相邻两级后锥管中，后一级后锥管的入口尺寸大于或等于前一级后锥管的出口尺寸。
9.根据权利要求5所述的排气降噪结构，其特征在于，所述排气降噪结构还包括前锥管，所述前锥管包括设有入口的小径端及设有出口的大径端，所述前锥管的大径端连接于所述尾气反应装置的上游，且所述前锥管的出口与所述尾气入口对应设置，所述前锥管的小径端的入口用于连通排气管。
10.一种车辆，其特征在于，包括排气管、动力总成及如权利要求4至9任一项所述的排气降噪结构，所述动力总成通过所述排气管与所述排气降噪结构连通。
技术总结