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四分之一波长管

四分之一波长管

四分之一波长管,英文One Quarter Wave Tube,是根据声学原理对汽车进、排气系统进行降噪处理的一种声学元件。其基本构成是一端开口,一端封闭的T形管,如下图所示。

14tube01_wm.jpg

当声波进入T型管道后,部分声波进入封闭端管道,然后反射回来,与入射声波相遇,如下图所示,两声波相遇相互抵消,达到消声效果。

14tube02_wm.jpg

根据声学原理,声波在四分之一波长处刚好处于波峰或波谷位置,因此通过结构设计使反射声波与入射声波刚哈在波峰或者波谷相遇,从而达到最佳的消声效果。

共振消声频率与封闭端管长的四分之一成比例关系,因此也称这种消声元件为四分之一波长管

共振消声频率与音速、管长的关系:

fr=c/4Ld

其中, fr为共振消声频率,单位赫兹,c为音速,单位米每秒,Ld为管长,单位米。

四分之一波长管传递损失的计算公式:

quarter tube3.jpg

其中 f为激振频率,fr为共振消声频率,S为开口端截面积,Sb为封闭端截面积。

四分之一波长管的作用:

四分之一波长管的主要作用是用于汽车进、排气系统的降噪,由于四分之一波长管使进气压力波刚好在波峰重叠的时候进入气缸内,因此也可以增加进气量,使得燃烧更加充分,同时由于其材料多为塑料管或柔性管,因此还可以起到一定的减振作用。

四分之一波长管一般用于高频消声,其原因主要是因为高频噪声的波长短,因此其1/4长度管极易设计和安装布置。而如果要消低频噪声,就需要管子极长,这样发动机进气系统狭小的空间内,其安装布置是极难实现的的。因此一般是和消低频的赫尔姆兹消声器配合使用来消除不想要的特殊频段噪声。

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