专利摘要

专利摘要

本实用新型公开了一种磁流变弹性体主动吸声消音器，包括筒体，筒体设有进气管和出气管，筒体内设有两块隔板分成三个腔体，两块隔板上均开有流通孔；中间的腔体内设有与筒体同轴的固定轴，固定轴上套设有至少两块导磁板，相邻的两块导磁板之间设有磁流变弹性体，磁流变弹性体与固定轴之间设有线圈，导磁板和磁流变弹性体与筒体内壁之间留有流通通道。本实用新型的优点是：通过线圈调整电流大小控制线圈中的磁场大小，改变磁流变弹性体的场致微结构，能够依据入射声波频率变化调整其吸声系数和声阻抗大小，实现声阻抗可调，噪声在粘滞性内摩擦和弛豫作用下被有效吸收，故吸声能力强，可靠性高；声阻抗大小和吸声系数可调，故吸声频带宽，声阻抗可变范围大。

权利要求

1.一种磁流变弹性体主动吸声消音器，其特征在于：包括筒体，沿筒体轴线的两端分别设有进气管(1)和出气管(8)，所述筒体内由两块隔板(10)沿垂直筒体轴线方向将筒体分隔为第一腔体(15)、第二腔体(13)和第三腔体(9)，所述进气管(1)与第一腔体(15)相通，所述出气管(8)与第三腔体(9)相通，两块隔板(10)上均开有流通孔(14)；所述第二腔体(13)内设有与筒体同轴的固定轴(7)，所述固定轴(7)的两端分别固定在两块所述隔板(10)上，所述固定轴(7)上套设有至少两块导磁板(12)，相邻的两块导磁板(12)之间设有磁流变弹性体(11)，磁流变弹性体(11)与固定轴(7)之间设有线圈(6)，所述导磁板(12)和磁流变弹性体(11)与筒体内壁之间留有流通通道(16)。

说明书

技术领域

本实用新型涉及吸声技术领域，具体涉及一种磁流变弹性体主动吸声消音器。

背景技术

随着人们生活水平的提高，人们对汽车行驶的舒适性，尤其对汽车噪声提出了更高的要求。车辆行驶噪声限值标准的降低必然要求更安静的发动机，汽车发动机噪声中排气噪声约占总噪声的30％，是最主要的噪声源，比其它噪声高10dB～15dB。消音器是安装在发电机气流通道上的关键部件，是控制排气噪声普遍采用的最有效的降噪手段。在传统的被动消声器中，其对窄带噪声的效果较好，不能满足宽频带的消声要求，且被动消声装置存在着结构复杂、低频降噪效果差、尺寸偏大等缺点。因此，人们提出了主动消声的方法，主动消声的控制目标一般是使局部区域声能量减小，从而达到消声降噪的目的，但是该方法脱离噪声源主体，难免使声源中一些需要的部分被抑制。因此，主动吸声的思想引起了学者们极大的兴趣，该方法是从噪声传播途径上和受声体进行控制，目标是使入射声波的反射系数很小或接近于零，形成“黑洞”现象，使得吸声系数达到最大，从而达到吸声降噪的目的。与传统的吸声技术相比，主动吸声可以使吸声效果随声源特性的变化而变化，实现智能、主动地控制噪声。目前，主动吸声方法主要有基于阻抗匹配、基于压电材料及基于金属橡胶材料的主动吸音方法，但这些主动吸音方法还有其各自的局限性而难于推广使用，原因在于：1.基于阻抗匹配的吸音方法对低频的效果好而高频效果差；2.采用压电材料通过压电效应耗能来提高吸声系数，但一般声波的声压并足够大到使吸声材料弯曲振动，导致该主动吸声系统在低频时吸声效果不理想；3.金属橡胶材料受本身静态流阻率较大，故吸声效果不稳定。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种磁流变弹性体主动吸声消音器，能够有效解决现有消音器吸声效果不理想的问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型是通过以下技术方案实现的：一种磁流变弹性体主动吸声消音器，包括筒体，沿筒体轴线的两端分别设有进气管和出气管，所述筒体内由两块隔板沿垂直筒体轴线方向将筒体分隔为第一腔体、第二腔体和第三腔体，所述进气管与第一腔体相通，所述出气管与第三腔体相通，两块隔板上均开有流通孔；

所述第二腔体内设有与筒体同轴的固定轴，所述固定轴上套设有至少两块导磁板，相邻的两块导磁板之间设有磁流变弹性体，磁流变弹性体与固定轴之间设有线圈，所述导磁板和磁流变弹性体与筒体内壁之间留有流通通道。

优选的，所述筒体由外之内依次包括外壁、磁流变弹性体和穿孔板，所述穿孔板上开有若干气孔。

优选的，所述气孔所占面积不小于穿孔板面积的30％。

优选的，每块所述隔板上均开有至少六个流通孔，所述流通孔均匀分布在所述隔板上。

优选的，所述固定轴的两端分别固定在两块所述隔板上。

优选的，所述进气管伸入到第一腔体内，所述出气管也伸入到第三腔体内。

与现有技术相比，本实用新型的优点是：通过线圈调整电流大小控制线圈中产生的磁场大小，从而改变第二腔体内设置磁流变弹性体的场致微结构，进而改变其力学性能，而其力学性能改变将导致声阻抗和吸声系数发生变化，故能够依据入射声波频率变化调整其吸声系数和声阻抗大小，实现声阻抗可调；磁流变弹性体低频段吸声系数随电流增加而增大，并在电流大小达到某一值时吸声系数达到峰值；当入射声波频率与磁流变弹性体固有频率相同或相近时二者发生共振，声能损耗量将出现峰值，从而提高整体吸声性能。

因此，噪声在粘滞性内摩擦和弛豫作用下被有效吸收，故吸声能力强，可靠性高；声阻抗大小和吸声系数可调，故吸声频带宽，声阻抗可变范围大。

所述筒体由外之内依次包括外壁、磁流变弹性体和穿孔板，所述穿孔板上开有若干气孔，被隔板反射的声波，通过穿孔板与磁流变弹性体共同作用吸收转化为热能而消耗，提高消音性能。

所述气孔所占面积不小于穿孔板面积的30％，保证有穿孔板后方的磁流变弹性体能发挥足够的效果，气孔占比过少，磁流变弹性体将无法发挥出最大效果。

每块所述隔板上均开有至少六个流通孔，所述流通孔均匀分布在所述隔板上。隔板上开的流通孔，能让声波在筒体内正常的传播而逐步被吸收。

所述固定轴的两端分别固定在两块所述隔板上，让固定轴能稳定的固定住，不易晃动而影响消音效果。

所述进气管伸入到第一腔体内，所述出气管也伸入到第三腔体内让，声音在筒体内不易从进气管或者出气管逃逸出去，进行多次反射而被吸收。

附图说明

图1为本实用新型一种磁流变弹性体主动吸声消音器的结构示意图；

图2为本实用新型中磁流变弹性体弹性模量与磁场强度关系曲线图；

图3为本实用新型中吸声系数与声波入射频率关系曲线图。

具体实施方式

参阅图1、图2、图3为本实用新型一种磁流变弹性体主动吸声消音器的实施例，一种磁流变弹性体主动吸声消音器，包括筒体，沿筒体轴线的两端分别设有进气管1和出气管8，所述筒体内由两块隔板10沿垂直筒体轴线方向将筒体分隔为第一腔体15、第二腔体13和第三腔体9，所述进气管1与第一腔体15相通，所述出气管8与第三腔体9相通，两块隔板10上均开有流通孔14；

所述第二腔体13内设有与筒体同轴的固定轴7，所述固定轴7上套设有至少两块导磁板12，相邻的两块导磁板12之间设有磁流变弹性体11，磁流变弹性体11与固定轴7之间设有线圈6，所述导磁板12和磁流变弹性体11与筒体内壁之间留有流通通道16。

通过线圈6调整电流大小控制线圈6中产生的磁场大小，从而改变第二腔体13内设置磁流变弹性体11的场致微结构，进而而改变其力学性能，而其力学性能改变将导致声阻抗和吸声系数发生变化，故能够依据入射声波频率变化调整其吸声系数和声阻抗大小，实现声阻抗可调；磁流变弹性体3低频段吸声系数随电流增加而增大，并在电流大小达到某一值时吸声系数达到峰值；当入射声波频率与磁流变弹性体3固有频率相同或相近时二者发生共振，声能损耗量将出现峰值，从而提高整体吸声性能。

进一步，所述筒体由外至内依次包括外壁2、磁流变弹性体3和穿孔板4，所述穿孔板4上开有若干气孔5，被隔板10反射的声波，通过穿孔板4与磁流变弹性体3共同作用吸收转化为热能而消耗，提高消音性能。

进一步，所述气孔5所占面积不小于穿孔板4面积的30％，保证有穿孔板4后方的磁流变弹性体3能发挥足够的效果，气孔5占比过少，磁流变弹性体3将无法发挥出最大效果。

进一步，每块所述隔板10上均开有至少六个流通孔14，所述流通孔14均匀分布在所述隔板10上。隔板10上开的流通孔14，能让声波在筒体内正常的传播而逐步被吸收。

进一步，所述固定轴7的两端分别固定在两块所述隔板10上，让固定轴7能稳定的固定住，不易晃动而影响消音效果。

进一步，所述进气管1伸入到第一腔体15内，所述出气管8也伸入到第三腔体9内，让声音在筒体内不易从进气管1或者出气管8逃逸出去，进行多次反射而被吸收。

所述的磁流变弹性体3是一种在磁场作用下其弹性模量可随外加磁场强度变化而变化的材料，具有可控性、可逆性、响应迅速等特征；其微观结构为沿着外加场方向形成通链、支链、孤立链及束链等场致微结构，这种微观结构的变化造成了宏观力学行为的巨大变化。利用磁流变弹性体3的上述特性，通过调整线圈6中电流大小，进而控制线圈6中产生的磁场大小，从而改变磁流变弹性体3的场致微结构，最终实现对吸声性能的调控。

磁场作用下磁流变弹性体3在基体内的磁性颗粒形成链状结构，当声波进入消音器管道时，由声波振动引起磁流变弹性体3链状结构内部粘滞阻力、链状结构中链与链之间撞击力与摩擦力、链结构末端与消音器筒体由壁面效应引起的摩擦力等随之发生变化，声能主要转化为热能被耗散，并且由于各链状结构之间的排列不规则，每个链间隙周围又分布一些更微细的孔隙，此种结构更有效地增加孔隙内空气粘滞阻力，使得入射声波能量被更有效地吸收；其次磁流变弹性体3的基体是高分子聚合物颗粒，内阻尼较大，存在弹性弛豫效应吸声，在声波作用下，颗粒材料发生形变，由材料自身的弹性弛豫效应把声能转变为热能而损耗，故噪声在粘滞性内摩擦和弛豫效应共同作用下吸音能力更强。

在上述过程中，消音器内磁流变弹性体3可通过调整线圈6电流大小改变磁场大小，进而而改变其力学性能，而其力学性能改变将导致声阻抗和吸声系数发生变化，故能够依据入射声波频率变化调整其吸声系数和声阻抗大小，实现声阻抗可调；磁流变弹性体3低频段吸声系数随电流增加而增大，并在电流大小达到某一值时吸声系数达到峰值；当入射声波频率与磁流变弹性体3固有频率相同或相近时二者发生共振，声能损耗量将出现峰值，从而提高整体吸声性能。

当声波通过进气管1进入第一腔体15，大部分声波通过隔板10及隔板10上的流通通道16进入第二腔体13，少部分声波被隔板10反射后，通过穿孔板4与磁流变弹性体3共同作用吸收转化为热能而消耗；进入第二腔体13的声波主要在磁流变弹性体3表面形成“黑洞”效应，导致多次反射，多次吸收，使得吸声系数达到最大，部分气流通过穿孔板4与磁流变弹性体3共同作用吸声；声波从第二腔体13通过流通通道16及穿过隔板10进入第三腔体9，此时只剩少量噪声，可在穿孔板4与磁流变弹性体3共同作用下再次吸收转化为热能而消耗。显然，对于本实用新型的消音器，电流增加使声阻抗和吸声系数增加时，入射声波的频带宽度也随之增加，有效拓展了系统的入射声波的频带宽度，故可控性强，可调吸声频带宽，声阻抗可变范围大。

所述穿孔板4与磁流变弹性体3材料结合，可拓宽吸声频带，而且磁流变弹性体3能够降低消音器的振动能，达达阻尼减震和吸声的目的。

以上所述仅为本实用新型的具体实施例，但本实用新型的技术特征并不局限于此，任何本领域的技术人员在本实用新型的领域内，所作的变化或修饰皆涵盖在本实用新型的专利范围之中。

一种磁流变弹性体主动吸声消音器专利购买费用说明

Q：办理专利转让的流程及所需资料

A：专利权人变更需要办理著录项目变更手续，有代理机构的，变更手续应当由代理机构办理。

1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

2：按规定缴纳著录项目变更手续费。

3：同时提交相关证明文件原件。

4：专利权转移的，变更后的专利权人委托新专利代理机构的，应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

A：（1）直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,（2）通过代办处缴纳，（3）通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式

Q：专利转让变更，多久能出结果

A：著录项目变更请求书递交后，一般1-2个月左右就会收到通知，国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。