專利名稱：車輛發(fā)動機(jī)的排氣設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種包括消聲裝置的排氣設(shè)備，所述消聲裝置設(shè)置于車輛 發(fā)動機(jī)的排氣系統(tǒng)中。
背景技術(shù)：
通常，車輛發(fā)動機(jī)的排氣系統(tǒng)設(shè)置有包括消聲裝置的排氣設(shè)備，用于 降低排氣的溫度和壓力。對于上述排氣設(shè)備，基于在車輛的下表面中的消 聲裝置的安裝空間方面的需求，已知一種水平消聲器式排氣i更備，在該水 平消聲器式排氣設(shè)備中，管狀消聲裝置以中心軸線沿著車輛的橫向方向延
伸的方式設(shè)置。圖5示出了常規(guī)的水平消聲器式排氣設(shè)備的俯視圖。
如圖5所示，排氣設(shè)備設(shè)置有形成膨脹室的消聲裝置110，以及用 于將排氣引入至消聲裝置110并將排氣從消聲裝置110排放的排氣管120。 消聲裝置110具有大體形成為橢圓形的管狀形狀的周向表面部分111,以 及以覆蓋周向表面部分111的兩端開口部分的方式設(shè)置的端板112和113。 此外，消聲裝置110以周向表面部分111的中心軸線C沿著車輛的橫向方 向T(與車輛的縱向方向相垂直的方向)延伸的方式安裝在車輛中。
排氣管120的一部分穿過形成于端板112中的上游通孔112A以及形成 于端板113中的下游通孔113A，在消聲裝置110的內(nèi)部延伸。排氣管120 具有對應(yīng)于上游通孔112A的上游側(cè)部分的入口部分121，以及對應(yīng)于下游 通孔113A的下游側(cè)部分的出口部分122。入口部分121具有第一彎曲部分 121A，且出口部分122具有第二彎曲部分122A。此外，將排氣管120的 內(nèi)部空間與消聲裝置110的內(nèi)部空間相連的開口部分123形成于排氣管 120中容置在消聲裝置110內(nèi)部的那部分中。
從發(fā)動機(jī)的多個(gè)氣缸排放的排氣經(jīng)由連接至氣釭的排氣歧管、排氣催 化裝置以;S^口部分121被引入至消聲裝置110的內(nèi)部，并經(jīng)由開口部分 123擴(kuò)散至消聲裝置110的內(nèi)部。如上所述擴(kuò)散的排^X復(fù)碰撞消聲裝置 IIO的內(nèi)壁，籍此逐漸降低排氣的溫度和壓力，并于此后經(jīng)由出口部分122排放至外部。
在上述水平消聲器式排氣設(shè)備中，入口部分121的彎曲部分121A和 出口部分122的彎曲部分122A分別i殳置在消聲裝置110的外部。因此， 難以在不改變消聲裝置110的形狀的情況下，使得排氣設(shè)備沿車輛橫向方 向T的長度變小。因此，不可能忽略安裝空間上的束縛，而且限制了能夠 安裝所述排氣設(shè)備的車輛種類。
在日本專利公開No. 8-58404中公開了圖6所示的排氣設(shè)備。在此排氣 設(shè)備中，排氣管220的入口部分221形成為直管形狀，并構(gòu)造為要被連接 至消聲裝置210的周向表面部分211。因此，可以在不改變消聲裝置210 的形狀的情況下，減小排氣設(shè)備在車輛橫向方向T上的長度。但是，就入 口部分221與消聲裝置210之間的#部而言，所述排氣設(shè)備具有以下缺 點(diǎn)。
由于入口部分221與消聲裝置210之間的^部存在于在曲面形狀的 周向表面部分211中形成的上游通孔112A的外圍邊緣部分上，所以，難 以對所述a部提供足夠的強(qiáng)度。
此外，由于入口部分221與消聲裝置210之間的>^部對應(yīng)于發(fā)動機(jī) 工作時(shí)間與發(fā)動機(jī)停機(jī)時(shí)間之間的溫度差異大的部分，所以，根據(jù)溫度變 化由重復(fù)性的熱膨脹和熱收縮所引起的接合部的疲勞較顯著。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種車輛發(fā)動機(jī)的排氣設(shè)備，所述排氣設(shè)M 持排氣管相對于消聲裝置的高結(jié)合強(qiáng)度，冰同時(shí)保持在車輛橫向方向上的 安裝空間的余量。
根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種發(fā)動機(jī)排氣設(shè)備。所述設(shè)備包括 大體橢圓形的管狀消聲裝置、入口部分、以及出口部分。所述管狀消聲裝 置安裝至車輛，并以中心軸線沿所述車輛的橫向方向延伸的方式來設(shè)置。 所^A口部分將發(fā)動機(jī)的排氣引入至所述消聲裝置。所述出口部分將排氣 從所述消聲裝置排放至外部。所述消聲裝置具有大體形成為橢圓形的管 狀形狀的周向表面部分，以及以覆蓋所述周向表面部分的兩端開口部分的 方式設(shè)置的一對端板。所述入口部分連接至其中一個(gè)所述端板，且所述出 口部分連接至所述周向表面部分。


通過參照以下對當(dāng)前優(yōu)選實(shí)施方式的描述以及附圖，可以最好地理解
本發(fā)明及其目的和優(yōu)點(diǎn)，在所述附圖中
圖l是根據(jù)本發(fā)明一種實(shí)施方式的發(fā)動機(jī)排氣設(shè)備的立體圖； 圖2是圖1中的排氣設(shè)備的橫截面圖3是示出根據(jù)本發(fā)明的改進(jìn)實(shí)施方式的發(fā)動機(jī)排氣設(shè)備的俯視圖； 圖4是示出根據(jù)本發(fā)明的另一改進(jìn)實(shí)施方式的發(fā)動機(jī)排氣設(shè)備的俯視
圖5是常規(guī)的發(fā)動機(jī)排氣設(shè)備的前視圖；以及 圖6是另 一常規(guī)的發(fā)動機(jī)排氣設(shè)備的前視圖。
具體實(shí)施例方式
以下將參照圖1和圖2對根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行描述。圖1是根 據(jù)本發(fā)明的發(fā)動機(jī)排氣設(shè)備1的立體圖。排氣設(shè)備1是水平消聲器式排氣 設(shè)備。
如圖1所示，排氣設(shè)備l設(shè)置有形成膨脹室的消聲裝置IO,以及用 于將排氣引入至消聲裝置10并將排氣從消聲裝置10排放的排氣管20。消 聲裝置10具有:大體形成為橢圓形的管狀形狀的周向表面部分(管狀表面 或管狀壁)ll,以及以覆蓋周向表面部分ll的兩端開口部分的方式設(shè)置的 第一端板和第二端板(上游端板和下游端板)12和13。消聲裝置10以如 下方式安裝到車輛上周向表面部分ll中具有大曲率的部分，即，具有小 曲率半徑的部分，面向車輛的縱向方向。
在端板12和13中，上游通孔12A形成于第一端板12中，所述第一 端板12設(shè)置有一側(cè)部，穿過所述側(cè)部將從發(fā)動機(jī)氣缸排放的排氣引入至消 聲裝置10內(nèi)。下游通孔11A形成于位于車輛后側(cè)的部分處，處于消聲裝 置10的周向表面部分ll中具有大曲率的部分中。排氣管20的一部分穿過 上游通孔12A和下游通孔11A在消聲裝置10的內(nèi)部延伸。排氣管20具有 入口部分21，其對應(yīng)于上游通孔12A的上游側(cè)的部分；以及出口部分22， 其對應(yīng)于下游通孔11A的下游側(cè)的部分。入口部分21以在消聲裝置10的 外部具有彎曲部分21A的狀態(tài)連接至消聲裝置10。出口部分22由形成為直管形狀的管構(gòu)成。入口部分21和出口部分22經(jīng)由設(shè)置在上述消聲裝置 IO的內(nèi)部中的中繼部分連接。在本實(shí)施方式中，消聲裝置10和排氣管20 都由不銹鋼形成。
圖2示出了圖1中的排氣設(shè)備1的橫截面圖。在圖2中，第一中心線 Cl是將周向表面部分ll的長徑劃分為兩等分的直線，并且對應(yīng)于周向表 面部分11的中心軸線。第二中心線C2垂直于第一中心線Cl，是沿著第 一中心線Cl的方向?qū)⑾曆b置10劃分為兩等分的直線。第一中心線Cl 沿著車輛的橫向方向t延伸，且第二中心線C2沿著車輛的縱向方向延伸。
如圖2所示，用于支撐排氣管20的入口部分21的上游導(dǎo)向部分(上 游支撐部分)12B以朝消聲裝置10的外部延伸的方式形成于第一端板(上 游端板)12中。上游導(dǎo)向部分12B形成為管狀形狀，并設(shè)置于上述上游通 孔12A的外圍邊緣上。上游導(dǎo)向部分12B設(shè)置于朝消聲裝置10的上游側(cè) 偏移的位置，即，相對于第一中心線Cl朝圖2中的上側(cè)偏移的位置。入 口部分21以焊接方式固定至上游導(dǎo)向部分12B。
在消聲裝置10的內(nèi)部，入口部分21和出口部分22經(jīng)由對應(yīng)于中繼部 分的中繼管23彼此連接。中繼管23具有彎曲部分23A，在彎曲部分23A 中形成連通孔23B。膨脹管24從彎曲部分23A延伸，所述膨脹管24將從 入口部分21引入的排氣經(jīng)由連通孔23B導(dǎo)引至消聲裝置10的內(nèi)部空間以 便使排氣擴(kuò)散。膨脹管24具有與連通孔23B相連通的近端部分24A,以 及與消聲裝置10的內(nèi)部空間相連通的遠(yuǎn)端部分24B。近端部分24A通過 焊接在連通孔23B的外圍邊緣上固定至中繼管23。
用于支撐出口部分22的下游導(dǎo)向部分(下游支撐部分)11B以朝消聲 裝置10的外部延伸的方式形成于周向表面部分11中。下游導(dǎo)向部分11B 形成為管狀形狀，并設(shè)置于下游通孔11A的外圍邊緣上。下游導(dǎo)向部分11B 設(shè)置于朝消聲裝置10的下游側(cè)偏移的位置，即，相對于第二中心線C2朝 圖2中的右側(cè)偏移的位置。換言之，下游導(dǎo)向部分11B設(shè)置于靠近第二端 板13的位置處。換言之，下游導(dǎo)向部分11B設(shè)置于相對于第一中心線C1 處于上游導(dǎo)向部分12B的相對側(cè)且相對于第二中心線C2處于上游導(dǎo)向部 分12B的相對側(cè)的位置。換言之，上游導(dǎo)向部分12B和下游導(dǎo)向部分11B 設(shè)置于消聲裝置10的對角線位置處。出口部分22以焊接方式固定至下游 導(dǎo)向部分IIB。如上所述，根據(jù)本實(shí)施方式的排氣設(shè)備1形成為在消聲裝置10的內(nèi)部 未設(shè)置隔板的結(jié)構(gòu)，即，排氣管20僅由上游導(dǎo)向部分12B和下游導(dǎo)向部 分11B支撐于消聲裝置10的結(jié)構(gòu)。換言之，從發(fā)動機(jī)氣缸排放的排氣經(jīng) 由連接至氣釭的排氣歧管、排氣催化裝置以及排氣管20的入口部分21被 引入至消聲裝置10。被引入至消聲裝置10的排氣經(jīng)由中繼管23和膨脹管 24被引入至消聲裝置10的內(nèi)部空間以便得以擴(kuò)散。擴(kuò)^L^的排^X復(fù)碰 撞消聲裝置10的內(nèi)壁，從而排氣的溫度和壓力得以逐漸降低。此后，所述 排氣經(jīng)由排氣管20的出口部分22被排放至外部。
接下來，以下將對本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行說明。
(1 )排氣管20的入口部分21連接至相對于車輛橫向布置的消聲裝置 10的端板12。因此，相比在日本專利^>開No. 8-58404中所示的構(gòu)造為將 入口部分連接至消聲裝置的周向表面部分的排氣設(shè)備而言，可以對入口部 分與端板之間的#^部提供高強(qiáng)度。
由于上述排氣管20的出口部分22連接至上述消聲裝置10的周向表面 部分ll,所以可以在沿中心線C1延伸的方向上，即，在車輛的橫向方向 T上，縮短排氣設(shè)備l的長度。
(2) 消聲裝置10以如下方式安裝使周向表面部分ll中具有大曲率 的部分面向車輛的縱向方向。因此，能夠減小在車輛高度方向上所必需的 安裝空間。
(3) 排氣管20的入口部分21連接至端板12中朝消聲裝置10的上游 側(cè)偏移的位置。排氣管20的出口部分22連接至周向表面部分11中朝消聲 裝置10的下游側(cè)偏移的位置。換言之，上游導(dǎo)向部分12B和下游導(dǎo)向部 分11B以三維間隔盡可能大的方式i殳置于消聲裝置10的對角線位置處。 因此，可以更加有效地良好利用消聲裝置10的內(nèi)部空間。同樣，可以降低 靠近出口部分22的排氣溫度，并可以減小所述溫度的變化范圍。因而，可 以保持出口部分22與消聲裝置10之間的M部中的較高結(jié)合強(qiáng)度。
(4) 排氣管20的入口部分21以在消聲裝置10的外部具有彎曲部分 21A的方式連接至消聲裝置10，并且，排氣管20的出口部分22作為形成 為直管形狀的管連接至消聲裝置IO。因此，可以相對于車輛在空間方面有 效地安裝排氣i殳備1。由于入口部分21與端部12之間的"^部的剛^LA 夠高，所以存在入口部分21的彎曲部分21A的剛度相比入口部分21與端部12之間的M部的剛度變得相對較低的風(fēng)險(xiǎn)。但是，由于出口部分22 是作為形成為直管形狀的管連接至消聲裝置10的周向表面部分ll的，所 以出口部分22與周向表面部分11之間的接合部的剛度會以與彎曲部分 21A同樣的方式變?yōu)榈陀谂c端板12的a部的剛度。因此，以有利方式保 持了整個(gè)排氣設(shè)備1中的剛度平衡。
根據(jù)本發(fā)明的車輛發(fā)動機(jī)的排氣設(shè)備1并不局限于在上述實(shí)施方式中 所示例的結(jié)構(gòu)，而是例如可以如以下對上述實(shí)施方式的改型一樣來實(shí)施。
入口部分21連接至端板12的連接位置以及出口部分22連接至周向表 面部分11的連接位置并不局限于圖示的實(shí)施方式。每個(gè)連接位置都可以設(shè) 定為在以下的(A)項(xiàng)和(B)項(xiàng)中所描述的位置。
(A) 在圖3所示實(shí)施方式中，上游通孔312A以定位于第一中心線 Cl上的方式形成于消聲裝置310的端板312中。排氣管320的入口部分 321連接于上游通孔312A。排氣管320的出口部分322的連接位置與上述 實(shí)施方式相同。換言之，下游通孔311A形成在消聲裝置310的周向表面 部分311中相較于第二中心線C2朝端板313(圖3中的右側(cè))偏移的位置， 并且出口部分322以穿過下游通孔311A的方式固定于周向表面部分311。
(B) 在圖4所示實(shí)施方式中，下游通孔411A以定位于第二中心線 C2上的方式形成于消聲裝置410的周向表面部分411中，并且出口部分 422以穿過下游通孔411A的方式固定于周向表面部分411。排氣管420的 入口部分421的連接位置與上述實(shí)施方式相同。換言之，上游通孔412A 形成在消聲裝置410的端板412上相較于第一中心線Cl朝消聲裝置10的 上游側(cè)(圖4中的上側(cè))偏移的位置，并且排氣管420的入口部分421以 穿過上游通孔412A的方式固定于端板412。
換言之，將入口部分和出口部分按照使它們接合至消聲裝置的接合部 之間的三維距離變得盡可能大的方式來設(shè)置就足夠了。即，將入口部分和 出口部分中的至少一個(gè)設(shè)置于從消聲裝置的第一中心線Cl或第二中心線 C2偏移的位置處就足夠了。
在將消聲裝置以其周向表面部分中具有小曲率的部分面向車輛的向后 側(cè)及向前側(cè)的方式安裝于車輛中的情況下，可以將出口部分連接至周向表 面部分中具有小曲率的部分。
另外，在有效利用消聲裝置的內(nèi)部空間時(shí)，可以將排氣管的入口部分和出口部分連接至消聲裝置的連接位置設(shè)定如下。即，可以將結(jié)構(gòu)制成為
入口部分在消聲裝置的上游端板上被連接為位于第一中心線ci上，而出
口部分在周向表面部分上被連接為位于第二中心線C2上。此外，可以將 結(jié)構(gòu)制成為入口部分連接于相較于第一中心線Cl朝消聲裝置的下游側(cè)偏 移的位置，而出口部分在周向表面部分上連接為相較于第二中心線C2更 加靠近上游端板。
筒言之，可以將消聲裝置構(gòu)造為使得兩端表面形成為具有由端板封閉 的大體橢圓形的管狀形狀，排氣管的入口部分連接至消聲裝置的上游端 板，且排氣管的出口部分連接至周向表面部分。
權(quán)利要求
1. 一種發(fā)動機(jī)排氣設(shè)備，包括安裝于車輛的大體橢圓形的管狀消聲裝置，其中，所述消聲裝置以中心軸線沿所述車輛的橫向方向延伸的方式設(shè)置；入口部分，其用于將發(fā)動機(jī)的排氣引入至所述消聲裝置；以及出口部分，其用于將排氣從所述消聲裝置排放至外部，所述設(shè)備的特征在于，所述消聲裝置具有大體形成為橢圓形的管狀形狀的周向表面部分，以及以覆蓋所述周向表面部分的兩端開口部分的方式設(shè)置的一對端板，所述入口部分連接至其中一個(gè)所述端板，且所述出口部分連接至所述周向表面部分。
2. 如權(quán)利要求1所述的排氣設(shè)備，其特征在于，所述出口部分連接至 所述周向表面部分中具有大曲率的部分。
3. 如權(quán)利要求2所述的排氣設(shè)備，其特征在于，在將把所述周向表面 部分的長徑劃分為兩等份的直線設(shè)定為第 一中心線的情況下，所述入口部 分連接至所述一個(gè)端板上的相較于所述第一中心線朝所述排氣的上游側(cè) 偏移的位置。
4. 如權(quán)利要求2所述的排氣設(shè)備，其特征在于，在將把所述周向表面 部分的長徑劃分為兩等份的直線設(shè)定為第 一 中心線并將與所述第 一 中心 線垂直且沿著所述第一中心線的方向把所述消聲裝置劃分為兩等份的直 線設(shè)定為第二中心線的情況下，所述出口部分設(shè)置于相對于所述第一中心線處于所述入口部分的相 對側(cè)且相對于所述第二中心線處于所述入口部分的相對側(cè)的位置。
5. 如權(quán)利要求2所述的排氣設(shè)備，其特征在于，所^口部分和所述 出口部分沒置于所述消聲裝置中的對角線位置。
6.如權(quán)利要求2所述的排氣設(shè)備，其特征在于，在將把所述周向表面 部分的長徑劃分為兩等份的直線設(shè)定為第一中心線并將與所述第一中心 線垂直且沿著所述第一中心線的方向把所述消聲裝置劃分為兩等份的直 線設(shè)定為第二中心線的情況下，以增大所述入口部分與所述端板間的接合部和所述出口部分與所述 周向表面部分間的#部之間的三維間隔距離的方式，將所述入口部分與 所述端板間的M部設(shè)置在從所述第一中心線偏移的位置，或者，將所述 出口部分與所述周向表面部分間的接合部設(shè)置在從所述第二中心線偏移的位置。
7. 如權(quán)利要求6所述的排氣設(shè)備，其特征在于，所述入口部分連接至 所述端板上的朝所述排氣的上游側(cè)偏移的位置。
8. 如權(quán)利要求6所述的排氣設(shè)備，其特征在于，所述出口部分連接至 所述周向表面部分上的朝所述排氣的下游側(cè)偏移的位置。
9. 如權(quán)利要求6所述的排氣設(shè)備，其特征在于，所^v口部分連接至 所述端板上的朝所述排氣的上游側(cè)偏移的位置，并且，所述出口部分連接 至所述周向表面部分上的朝所述排氣的下游側(cè)偏移的位置。
10. 如權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的排氣設(shè)備，其特征在于，所述 入口部分具有彎曲部，且所述出口部分形成為直管形狀。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種安裝于車輛的大體橢圓形的管狀消聲裝置(1)。消聲裝置以中心軸線沿車輛的橫向方向延伸的方式設(shè)置。消聲裝置設(shè)置有將發(fā)動機(jī)的排氣引入至消聲裝置的入口部分(21)，以及將排氣從消聲裝置排放至外部的出口部分(22)。消聲裝置具有大體形成為橢圓形管狀形狀的周向表面部分(11)，以及以覆蓋周向表面部分的兩端開口部分的方式設(shè)置的一對端板(12，13)。入口部分連接至一對端板的其中一個(gè)，且出口部分連接至周向表面部分。
文檔編號F01N1/02GK101523020SQ200780036928
公開日2009年9月2日 申請日期2007年10月1日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月3日
發(fā)明者堀江義毅 申請人:豐田自動車株式會社