消声器的分类

陈建

摘 要：消声器一般可归纳为四种类型，扩张式消声器、共振式消声器、干涉式消声器以及吸收式消声器。

关键词：消声器；类型；结构

排气消声器是现代汽车排气系统的重要设备之一，它的主要作用是将汽车在排放尾气的过程中，将尾气排放所造成的噪音降到最低级别。现在中国整体经济技术和科学技术水平发展到今天，可以说一些工艺水准已经达到或接近国际的高水平，伴随着中国经济的持续、健康有序发展，也有很多机动车开始进入了我们的日常生活中，而此时，原来因为车辆的保有量并不是那么多，也没有达到那么的饱和，所以并没有暴露出机动车辆由于过多地在马路上行驶而产生的噪声对在外界环境中工作和生活的人们所构成的严重影响的问题，另一方面也对驾驶者和乘车人员的健康产生了直接的危害和不良后果。

因此，在我国现代的经济社会和社会生产力都不断发展的过程中，如今的中国已非常重视环境污染和汽车排放噪声对人们身体健康所带来的巨大危害，所以今后伴随着我国新的噪声法规的出台和日益加剧的能源类的危机，使得人们不得不更早地、更将重视对待噪声污染和节约能源的问题，所以对继续研究消声器性能提高的问题，就变得更加有意义和更加迫切了。

一、消声器的类型

首先我们来了解和掌握一下消声器的总体分类。消声器按常用的类型可以分为扩张式、吸收式、共振式以及干涉式等几种抗性消声器，接下来我们依次介绍一下：

1.扩张式消声器。扩张式消声器的工作原理是利用管道横截面处横截面积的突然放大或者突然的减少，造成汽车尾气管道内声阻抗发生了突然的变化，从而令从排气管中传播的一些高、快频率的排气声波，通过消声器管道的变化来进行逐渐降低噪声的作用。它主要适用于中低频率降噪的作用。

2.共振式消声器。共振式消声器的工作原理是利用物理学中的共振原理来降低排气时所产生的噪声，也就是当从汽车排气管道排放出的尾气的声波频率达到了与共振消声器共振腔中所固有的频率一致的时候所产生的共振使其自然的抵消，使这一部分频率的声能由于与排气管道的不断摩擦成为热能而消耗掉，所以达到降低噪声效果。

3.干涉式消声器。干涉式消声器的工作原理是根据排气管道声波干涉的原理制作而成的。也就是制作有一定的结构，让两个相位相反的声波在消声器中自由相遇，互相对抗，从而达到抵消彼此能量的和将排气管道中噪声降到最低的目的。干涉式消声器运用的范围不是很广，它适用于减少某单个突出的频率的噪声的降低过程，并且只有当这个频率保持在一个稳定的数值不变的时候才有降低噪声的作用。所以，对于范围比较宽的噪声，这种类型的降噪效果是无效的。因此干涉式的消声器主要用作转速的变化不是很大的发动机，所以在汽车等要求转速变化频率较大的这样的设备上并不采用这种方式来降低噪声。所以，干涉式消声器只适用于中低频率降噪的效果比较合适，较高频率的要稍逊一些。

4.吸收式消声器。吸收式消声器的工作原理主要是借助于安放在排气管道管壁上的负责吸收声音的材料（比如岩棉等）或者是为了吸声而特制的排气系统的结构用来达到吸声的效果。这种吸收式消声器对中高段频率排气噪声有较好的降低噪声的效果，但对低频率段的降低噪声的效果比较一般，并且它的吸声材料也极易被高温的尾气熔化掉，或被排放的尾气中的碳烟、油污等堵塞而使消声性能大幅降低。

二、消声器的结构

1.扩张式消声器结构

扩张式消声器的结构是抗性类型消声器中使用的频率比较高的结构形式之一，也称膨胀式消声器。它的作用是利用管道横截面处横截面积的突然放大或者突然减少，造成汽车尾气管道内声阻抗的大小发生了突然的变化，从而令从排气管中传播的一些高、快频率的排气声波能够通过消声器管道的横截面大小的变化来逐渐降低声音。扩张式消声器主要由管和室两种基本部分组成，其最常用的、最基础的类型是单节扩张式排气消声器。

汽车的尾气在排放过程中在管道中传播时，横截面积的突然变大或者突然变小都会使传播过来的噪声降低，从而也使管道中透射的能量逐渐降低下来。

2.共振式消声器结构

共振式消声器也是现在汽车行业里运用的领域比较多的一种类型，它的结构主要就是由一段设计有一定数量的通道同通道外一个密闭的空腔体相连而组合成的一个共振的系统结构，那么这个共振式消声器基本上也是通过共振吸声特性的一种运用，其最根本的原理为亥姆霍兹的共振器。联通的通道内的小孔中纯在有空气柱，空气柱类似于汽车发动机里的活塞，管道里密闭的腔室就像是空气的弹簧，它们组成了一个比较完整的主要用于共振的一个结构。

3.干涉式消声器结构

干涉式消声器的结构是在共振式吸声结构的基础上演化而来的，就是制作有一定结构的部件，然后让两个相位相反的尾气排放声波在排气消声器中自由地遇见，互相对抗从而抵消的作用，最终达到将排气管道中噪声降低的目的。其结构特点是在细小的金属板面上钻许多小的透孔，这些透孔主要作用是：当由排气管道排放出来的热气体流过这些微小的透孔时，通过流经透孔而产生的摩擦来降低汽车排放尾气的流动速度，从而达到衰减汽车尾气流动速度的目的，进而达到降低汽车尾气排放噪声的效果。一般将所设计的透孔的直径定为1 mm以下，这是由于尽量要加宽吸收尾气的频率的范围，透孔在设计的过程中应做到孔径尽可能地小一些。

4.吸收式消声器结构

吸收式消声器的结构主要是一种利用一些制作好的吸声材料而进行吸收汽车排放尾气的噪声的一种消声器，吸收式消声器的降噪性能有点像活性炭的吸收过程。一般情况下，吸收式消声器的结构具有良好的中高频段的汽车尾气降噪的特点，因此对于那些经常在低段频率降噪的设备上使用效果会很一般。

参考文献：

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编辑 段丽君