專利名稱：排氣系統(tǒng)及其生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種與內(nèi)燃機(jī)共同使用的排氣系統(tǒng)，其包括排氣管和消聲器。
這種排氣系統(tǒng)總體上已知。
通過(guò)內(nèi)燃機(jī)供能的這種類(lèi)型的汽車(chē)，裝備有一種排氣系統(tǒng)以便降低發(fā)動(dòng)機(jī)所發(fā)出的噪音。這種已知的排氣系統(tǒng)包括一個(gè)或更多個(gè)通過(guò)管子互連的用作消聲器的大罐或室。它們通常放置于汽車(chē)下面并占據(jù)相當(dāng)大的空間。在現(xiàn)代設(shè)計(jì)中，要優(yōu)化空間使用情況以便最大限度地利用可用空間，努力尋找消耗較小空間的解決方案。同樣，已知排氣系統(tǒng)的尺寸與形狀對(duì)于汽車(chē)的空氣動(dòng)力性能具有負(fù)面影響。這是另一個(gè)重要方面，因?yàn)楸仨殐?yōu)化空氣動(dòng)力性能以便盡可能減少燃料消耗，從而也盡可能地減少污染。已知排氣系統(tǒng)的另一個(gè)負(fù)面因素是，由于在設(shè)計(jì)中使用鋼材，所以重量通常很高。鋼材在高溫下的抗腐蝕能力極低，這導(dǎo)致要增大罐與管的壁厚，以便延長(zhǎng)使用壽命(直到腐蝕穿透壁厚為止)。壁厚的增加導(dǎo)致重量增加，這也導(dǎo)致燃料消耗的增加。為了減緩腐蝕，通常將一種鋁涂層涂敷于鋼制排氣系統(tǒng)上，這至少起到部分作用，但是由于原料進(jìn)行混合因而使得用過(guò)的排氣系統(tǒng)難以重復(fù)利用。同樣，也提出了由不銹鋼來(lái)制成排氣系統(tǒng)，但是由于材料價(jià)格高而使得它們成本較高，并且由于不銹鋼比標(biāo)準(zhǔn)鋼材要難以進(jìn)行機(jī)加工和銅焊而造成難以生產(chǎn)。
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種空氣動(dòng)力性能改良的排氣系統(tǒng)。另一個(gè)目的是提供一種消耗較少空間的排氣系統(tǒng)。又一目的是提供一種重量減輕的排氣系統(tǒng)。又一目的是提供一種使用壽命增長(zhǎng)的排氣系統(tǒng)。
根據(jù)本發(fā)明，這些目的可以通過(guò)一種排氣系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)，這種排氣系統(tǒng)包括一截面大致均一的外殼和一包括用于降低內(nèi)燃機(jī)的噪聲的許多室與通道的內(nèi)部系統(tǒng)。帶有截面大致均一的外殼的排氣系統(tǒng)同已知類(lèi)型的系統(tǒng)相比并沒(méi)有尺寸偏移和大量銳邊，而大大增強(qiáng)了空氣動(dòng)力性能。截面大致均一的外殼與包括許多室和通道的內(nèi)部系統(tǒng)容許排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)消耗較少的空間并且重量減輕。排氣系統(tǒng)可由輕質(zhì)金屬例如鋁制成，因此使用壽命可以增加至任意選定時(shí)間，并且同時(shí)減少總重量。
本發(fā)明還涉及一種用于生產(chǎn)上述排氣系統(tǒng)的方法。
這種生產(chǎn)排氣系統(tǒng)的方法包括擠壓至少一個(gè)外殼，并提供一內(nèi)壁系統(tǒng)以便形成用于降低內(nèi)燃機(jī)噪聲的室與通道。
這樣，就能夠以低成本生產(chǎn)排氣系統(tǒng)，因?yàn)橥鈿そ孛娴母鼜?fù)雜的設(shè)計(jì)可以在不顯著增加成本的情況下進(jìn)行。這在某些程度上是由于使用擠壓加工方法來(lái)生產(chǎn)。
這種方法可包括擠壓加工至少部分室，從而可以具有與外殼相同的優(yōu)點(diǎn)。
這種方法可包括進(jìn)行塑性變形以便形成至少部分的室，以便使它們?cè)O(shè)置有用于優(yōu)化降低所發(fā)出噪聲的適用設(shè)計(jì)要素。
這種方法可包括形成通道，從而可以形成任意形狀或形式的精密和/或小以及大的通道。
這種方法可包括插入阻塊以便提供更多設(shè)計(jì)自由。
這種方法可包括形成一入口和/或一出口，從而使得它們可以集成于設(shè)計(jì)中。另外，它們可以隨后進(jìn)行連接，例如通過(guò)焊接來(lái)進(jìn)行。
在下文中，將參照附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行描述，這些附圖示出了若干本發(fā)明實(shí)施例的實(shí)例。


圖1示出了一種排氣系統(tǒng)的成型件的截面的一個(gè)實(shí)施例；圖2示出了一種排氣系統(tǒng)的成型件的截面的另一個(gè)實(shí)施例；圖3示出了一種排氣系統(tǒng)的成型件的截面的又一個(gè)實(shí)施例；圖4示出了一種排氣系統(tǒng)的成型件的截面的另一個(gè)實(shí)施例；圖5示出了根據(jù)圖4的成型件的剖面A-A；圖6示出了一種排氣系統(tǒng)的端視圖；圖7示出了根據(jù)圖6的剖面B-B；圖8示出了根據(jù)圖6的剖面B-B，其中箭頭指示的是通過(guò)排氣系統(tǒng)的氣體流；圖9示出了一種排氣系統(tǒng)的另一成型件的截面；圖10示出了使用根據(jù)圖9的成型件的排氣系統(tǒng)的示意圖；以及圖11示出了一種完工的排氣系統(tǒng)，其可裝配于車(chē)輛上。
圖1示出的一外殼2包括一第一成型件及位于其內(nèi)部的另一成型件，該另一成型件包括許多壁3。外殼2的形狀具有良好的空氣動(dòng)力性能。內(nèi)成型件的壁3適于在進(jìn)行進(jìn)一步加工后構(gòu)成排氣系統(tǒng)內(nèi)的內(nèi)部分界。
圖2、3和4示出了外殼2的不同設(shè)計(jì)方案，其包括內(nèi)壁3作為單個(gè)件擠壓而成。
圖5示出了帶有外殼2和內(nèi)壁3的圖4的剖面A-A。
圖6示出了一種包括圖4和5的成型件的排氣系統(tǒng)。排氣系統(tǒng)包括一外殼2及內(nèi)壁3。壁3’在一側(cè)經(jīng)過(guò)塑性變形，并且通道6已經(jīng)過(guò)機(jī)加工例如經(jīng)過(guò)沖孔、鉆孔等等。在另一側(cè)，外殼2’與內(nèi)壁3”經(jīng)過(guò)塑性變形以便形成一入口14。同樣還已形成有通道6以及室4，在圖7中看得更為清楚。
圖7基本上示出了圖6的剖面B-B。然而，增加了阻塊或擋板12以便用于封閉端部并且還用于分隔各室4。外殼2與壁3在端部處經(jīng)過(guò)變形以便形成入口14和出口16。還形成了更多的室4，例如通過(guò)使用心軸來(lái)形成。通道6在適當(dāng)?shù)奈恢锰幮纬梢员銓?shí)現(xiàn)各室4之間的氣體流動(dòng)。通道6可以為任何尺寸、形狀及形式。各室4以及通道6的尺寸、形狀和形式均為設(shè)計(jì)參數(shù)，它們使用與氣體的流量、速度、所需噪聲降低等等相對(duì)應(yīng)的已知技術(shù)公式進(jìn)行計(jì)算，其為本發(fā)明所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員所熟知。
圖8基本上與圖7相同。只是增加了用來(lái)指示通過(guò)入口14經(jīng)一個(gè)室4穿過(guò)通道6而流入下一個(gè)室4等等的氣流的箭頭。
根據(jù)本發(fā)明，排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)可以采取各種形狀、尺寸以及形式，視汽車(chē)種類(lèi)、其用途、發(fā)動(dòng)機(jī)種類(lèi)等等而定。
如果方便，入口14和出口16可以裝備有便于與其它部件連接的管。尤其是，出口16可以裝備有一根設(shè)計(jì)用于容納發(fā)動(dòng)機(jī)的比噪音的管。入口14可以直接連接于燃燒室、歧管或例如催化單元和/或小顆粒過(guò)濾器上。
圖9示出了用作根據(jù)本發(fā)明的排氣系統(tǒng)的一種基本成型件的另一管20。對(duì)這種成型件的實(shí)際截面并無(wú)嚴(yán)格要求，只要其適于安裝于汽車(chē)的下面即可。鑒于此，其具有一扁平部分21和彎曲部分22、23。在彎曲部分22、23之間的連接處，設(shè)置有一半圓部分24，其大大超過(guò)180℃延伸，因此具有圓形截面和適當(dāng)直徑的管可以安裝于這個(gè)部分24上。
為了制造如圖10中所示的排氣系統(tǒng)，將除了開(kāi)放的圓形部分24之外，截面與圖9中的管20的截面相對(duì)應(yīng)的擋板25通過(guò)一端插入并置于距離該端的規(guī)定距離處。這可以按照與將擋板置于歧管中的方法相對(duì)應(yīng)的方法來(lái)進(jìn)行，例如專利EP-A-0 891 528或EP-A-0 214 670中所公開(kāi)。這樣，管20由擋板劃分成許多空間，并通過(guò)半圓部分24互連。這些空間的容積可與排氣系統(tǒng)起消聲器作用的需要相適應(yīng)。
可以作出的一種改進(jìn)方案是，將圓形管端26插入半圓部分24并將這些管端26放置成使得任一端與擋板處于相同平面中或使得各個(gè)管端伸入由擋板25所劃分的兩個(gè)相鄰空間其中之一中。這樣可以使得消聲功能得以優(yōu)化。
擋板25和管端26可以通過(guò)本領(lǐng)域通常所使用的焊接方法固定于管20內(nèi)部。
在圖11中，示出了一種可根據(jù)本發(fā)明制造的排氣系統(tǒng)的最終形狀，其可直接應(yīng)用于汽車(chē)的底部。由于管的截面較大，因此排氣管線具有足夠的強(qiáng)度，同時(shí)具有足夠容積來(lái)用于降低噪聲。鑒于后一種需要，對(duì)擠壓成型件進(jìn)行彎曲這一點(diǎn)對(duì)于具有足夠長(zhǎng)度，從而具有足夠容積以用于降低噪聲以及安裝于汽車(chē)底部都很重要。另外鑒于其它結(jié)構(gòu)元件例如驅(qū)動(dòng)軸等等安裝于汽車(chē)底部，這種彎曲操作也很重要。消聲器可以使用鋼/合金鋼制成，但是其優(yōu)選地使用輕質(zhì)金屬合金如鈦、鋁、鎂制成。其還可包括由陶瓷材料制成的部件。也可以部分地或全部使用帶有或不帶有增強(qiáng)材料的塑料。任選地，帶有一用于增強(qiáng)抗熱能力的內(nèi)罩。
權(quán)利要求
1.一種與內(nèi)燃機(jī)共同使用的排氣系統(tǒng)，其包括排氣管和消聲器，其特征在于，其包括一截面大致均一的外殼(2)和一包括用于降低內(nèi)燃機(jī)噪聲的許多室(4)與通道(6)的內(nèi)部系統(tǒng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的排氣系統(tǒng)，其特征在于，其包括多個(gè)單獨(dú)元件，包括一設(shè)置有易于形成室的內(nèi)壁的擠壓成型的管元件。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的排氣系統(tǒng)，其特征在于，在擠壓后，內(nèi)壁被部分去除、部分穿孔和/或部分變形，以便形成室與通道。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的排氣系統(tǒng)，其特征在于，至少一個(gè)擋板安裝于外殼中以便形成室。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的排氣系統(tǒng)，其特征在于，外殼為多口式擠壓成型的管元件。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的排氣系統(tǒng)，其特征在于，外殼設(shè)置有至少一個(gè)形成兩個(gè)相鄰室的擋板，并且管狀中空元件形成相鄰室之間的通道，所述管狀元件至少伸入所述室其中一個(gè)內(nèi)。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的排氣系統(tǒng)，其特征在于，其基本上包括鋁或鋁合金。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的排氣系統(tǒng)，其特征在于，外殼(2)包括至少兩個(gè)具有正確形狀并且互相連接的部段。
9.一種用于生產(chǎn)根據(jù)前述權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述的排氣系統(tǒng)的方法，其特征在于，這種方法包括擠壓至少一個(gè)外殼并提供內(nèi)壁系統(tǒng)以便形成用于降低內(nèi)燃機(jī)噪聲的室與通道。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，多口式管被擠壓成型，使得內(nèi)壁被部分去除、部分穿孔和/或部分變形以便形成室與通道。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，至少一個(gè)擋板安裝于外殼中。
12.根據(jù)權(quán)利要求9-11中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，外殼成形為配裝在汽車(chē)底盤(pán)上。
全文摘要
一種與內(nèi)燃機(jī)共同使用的排氣系統(tǒng)，其包括排氣管和消聲器，其特征在于，其包括一截面大致均一的外殼(2)和一包括用于降低內(nèi)燃機(jī)噪聲的許多室(4)與通道(6)的內(nèi)部系統(tǒng)。
文檔編號(hào)F01N13/18GK1589366SQ02823102
公開(kāi)日2005年3月2日 申請(qǐng)日期2002年10月14日 優(yōu)先權(quán)日2001年11月20日
發(fā)明者H·R·漢森 申請(qǐng)人:挪威海德羅公開(kāi)有限公司