CN107023370A - 一种拖拉机的长方形仿生织构排气尾管 - Google Patents

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孙旭伟
刘丽杰
杜鹏雨
孙霁宇
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    • F01N13/08—Other arrangements or adaptations of exhaust conduits
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Abstract

本发明公开了一种拖拉机的长方形仿生织构排气尾管，包括外管壁、内管壁、内部凸体，内部凸体通过焊接方式与内管壁连接在一起；仿生排气尾管位于***的后面，仿生排气尾管与***焊接在一起；内部凸体为仿生织构，仿生织构为长方形的凸起结构；仿生织构在内管壁上均匀分布排列。流体经过***进入仿生排气尾管，当遇到仿生织构时流体会因为阻碍物一部分流体绕仿生过织构，在其两侧穿过；另一部分在仿生织构上方穿过。流体会因为途径的改变，加剧其能量消耗，尤其在仿生织构上方穿过的瞬间，流体流动方向发生改变，会在管内壁有形成反向半涡流的趋势，起到与原有流体相抵消的作用，使速度降低，从而噪声降低。

Description

一种拖拉机的长方形仿生织构排气尾管
技术领域
本发明涉及农用机械技术领域拖拉机的排气尾管，特别涉及一种用于拖拉机的长方形仿生织构排气尾管。
背景技术
随着我国对农业发展的重视，人们对农业作业车辆的需求日益增加，农业机械的普及在减轻农民负担作业的同时也带来了噪声环保问题。拖拉机作为农业机械产品的重要组成部分之一，其噪声在农业噪声中所占比例较大，这与它在农业用途的广泛性有直接的关系。拖拉机多应用于农业耕作、灌溉、收割和运输，但由于拖拉机在运作时噪声源比较多，噪声问题一直未能很好地解决，噪声污染日益加剧，严重危害人们的身心健康，已成为一种公害。
拖拉机排气***的噪声在整个发动机噪声中所占比例最大，在处理排气***噪声问题上，一般采用对凸轮传动结构和活塞结构进行优化、***、增设密封性更好的驾驶室等措施。目前降噪措施更多的是针对于***的研究，忽略了排气尾管对排气噪声的影响。
研究排气尾管的设计对噪声的影响是一个新的拓展领域。
发明内容
本发明的目的是实现拖拉机排气降噪。本发明从仿生学角度出发，在不改变拖拉机柴油发动机内部结构和排气***构造的前提下，利用仿生技术对拖拉机排气尾管内壁进行仿生改形设计，达到降噪目的。
拖拉机排气管是由排气尾管、消音器和进气管构成。
本发明是对排气尾管的改进，本发明之仿生排气管包括有外管壁、内管壁、内部凸体，内部凸体通过焊接方式与内管壁连接在一起；仿生排气尾管位于***的后面，仿生排气尾管与***焊接在一起；内部凸体为仿生织构，仿生织构为长方形的凸起结构；仿生织构在内管壁上均匀分布排列，仿生织构共10列。
本发明的有益效果：
1、本发明是在不改变拖拉机任何内部构造的前提下进行的，保持了拖拉机原有的性能；
2、本发明是在排气尾管内壁上进行仿生改形，实施简单，可以实现既经济又环保的降噪；
3、仿生织构是对鸮羽毛排列结构的模仿，更加符合空气动力学原理，当流体经过管道时，凸起的织构改变了流体传播途径，消耗流体能量，流体流动方向发生改变，会在管内壁有形成反向半涡流的趋势，有效的改变流体在管内原有的流动方向，从而使速度降低。
附图说明
图1为本发明在拖拉机排气管中装配位置的主视图。
图2为本发明的主视图。
图3为本发明的剖视图。
图4为图3中的A处放大图。
具体实施方式
请参阅图1所示，拖拉机排气管是由排气尾管1、消音器2和进气管7构成。
请参阅图2、图3和图4所示，本发明是对排气尾管的改进，本发明之仿生排气管1包括有外管壁11、内管壁12、内部凸体13，内部凸体13通过焊接方式与内管壁12连接在一起；仿生排气尾管1位于***2的后面，仿生排气尾管1与***2焊接在一起；内部凸体13为仿生织构，仿生织构为长方形的凸起结构；仿生织构在内管壁12上均匀分布排列，仿生织构共10列。
仿生织构是模仿模仿鸮翅膀排列结构，鸮翅膀上的羽毛排列呈条纹状分布，因此设计为长方形织构。这种结构分布使得鸮在空中飞行时既降低了空气阻力又减小了噪声。
参阅图2、图3所示，所述外管壁11直径为47 mm，内管壁12直径为44mm、内部凸体13高度为1.5mm。
本发明的工作过程和原理：
参阅图1所示，气体经过进气管7、消音器2最终通过仿生排气管1进入大气。仿生排气尾管1在***2的后面，且通过焊接连接在一起，避免了通过螺栓连接出现间隙，造成气体泄漏从而发生刺耳噪声的情况。
流体经过***2进入仿生排气尾管1，起初流体沿原有路径传播，当遇到仿生织构时流体会因为阻碍物的存在分为两部分；一部分流体绕仿生过织构，在其两侧穿过；另一部分在仿生织构上方穿过。流体会因为途径的改变，加剧其能量消耗，尤其在仿生织构上方穿过的瞬间，流体流动方向发生改变，会在管内壁有形成反向半涡流的趋势，起到与原有流体相抵消的作用，使速度降低，从而噪声降低。
本发明的降噪原理：
长方形仿生织构的设计使流体的流动方向和织构走向方向一致，这种结构可以该变管壁表面附面层的空气流动状态，使气流顺着长方形仿生织构方向流动。长方形仿生织构的导流作用使管壁附面层气流由紊流到层流的转变，减小了气体因速度过大造成的涡流噪声和压力脉动噪声。
本发明与原模型的降噪对比结果：
分别设计拖拉机的排气尾管的原模型和本发明进行噪声对比。在两管口设置相同的边界条件，在相同运行环境下，测出本发明比原模型降噪效果提高了28%，从而验证了拖拉机长方形仿生排气尾管的可行性。

Claims (3)

1.一种拖拉机的长方形仿生织构排气尾管，其特征在于：仿生排气尾管（1）包括有外管壁（11）、内管壁（12）、内部凸体（13），内部凸体（13）通过焊接方式与内管壁（12）连接在一起；仿生排气尾管（1）位于***（2）的后面，仿生排气尾管（1）与***（2）焊接在一起；内部凸体（13）为仿生织构，仿生织构为长方形的凸起结构；仿生织构在内管壁（12）上均匀分布排列。
2.根据权利要求1所述的一种拖拉机的长方形仿生织构排气尾管，其特征在于：所述的仿生织构共10列。
3.根据权利要求1所述的一种拖拉机的长方形仿生织构排气尾管，其特征在于：所述外管壁（11）直径为47 mm，内管壁（12）直径为44mm、内部凸体（13）高度为1.5mm。
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