車輛排氣系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種車輛排氣系統(tǒng)，所述車輛排氣系統(tǒng)包括各種排氣部件。被動閥組件與至少一個排氣部件相關(guān)。被動閥被朝向閉合位置彈性偏置，而且被動閥響應(yīng)于廢氣壓增大超過彈簧偏置力而能夠朝向打開位置運(yùn)動。本發(fā)明的一個方面涉及被動閥相對于其它排氣系統(tǒng)部件的定位。本發(fā)明的另一方面涉及與填塞式共振器相結(jié)合的被動閥。本發(fā)明的再一個方面涉及被動閥，所述被動閥包括有利于降低噪音的同時還提高閥的性能和耐久性的止擋墊片。本發(fā)明的又一個方面涉及在無旁通結(jié)構(gòu)中使用被動閥，當(dāng)處于閉合位置時所述被動閥具有高百分比的覆蓋。本發(fā)明的另一個方面涉及在車輛排氣系統(tǒng)中提供偏離的被動閥結(jié)構(gòu)。
【專利說明】車輛排氣系統(tǒng)
[0001]相關(guān)申請
[0002]本申請是2008年11月18日提交的、申請?zhí)枮?00880001337.7、發(fā)明名稱為“排
氣閥組件”的中國專利申請的分案申請。
[0003]本申請要求于2007年11月21日提交的臨時申請第60/989,508號、于2007年12月4日提交的美國專利申請11/950，034、于2008年I月7日提交的美國專利申請11/969，936、于2007年12月11日提交的美國專利申請11/953，930、于2008年I月14日提交的美國專利申請12/013，652以及于2007年12月26日提交的美國專利申請11/964，062的優(yōu)先權(quán)。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0004]本發(fā)明涉及一種車輛排氣系統(tǒng)，尤其是用于車輛排氣系統(tǒng)的閥組件。本發(fā)明的一個方面涉及被動閥相對于其它排氣系統(tǒng)部件的定位。本發(fā)明的另一個方面涉及一種被動閥和共振器結(jié)構(gòu)，更具體而言，涉及組合有填塞式共振器的被動閥。本發(fā)明的再一個方面涉及一種具有止擋墊片的被動閥，所述止擋墊片有助于噪音衰減，同時還改進(jìn)了閥的性能和耐久性。本發(fā)明的又一個方面涉及一種在無旁通的結(jié)構(gòu)中的被動閥，當(dāng)處于閉合位置時，所述被動閥具有高百分比的覆蓋。本發(fā)明的另一個方面涉及在車輛排氣系統(tǒng)中偏移的被動閥。
【背景技術(shù)】
[0005]排氣系統(tǒng)廣泛公知并應(yīng)用于內(nèi)燃機(jī)。典型的，排氣系統(tǒng)包括排氣管，所述排氣管將熱廢氣從發(fā)動機(jī)輸送至諸如消音器、共振器等其它排氣系統(tǒng)部件。消音器和共振器包括消除廢氣所攜帶的聲波的聲室。盡管有效，但是這些部件一般尺寸較大且提供的噪音衰減有限。
[0006]在消音器中采用被動閥來提供進(jìn)一步的噪音衰減。然而，所提議的閥具有很多缺陷，這些缺陷限制了將它們廣泛應(yīng)用于各種應(yīng)用。被動閥的一個缺點(diǎn)在于其在高溫條件下的使用受限。已知被動閥結(jié)構(gòu)的另一個缺點(diǎn)在于這些閥無法有效地衰減低頻噪音。進(jìn)一步的，當(dāng)這些類型的閥應(yīng)用于具有多個消音器的排氣系統(tǒng)中時，還存在有額外的難題。
[0007]曾經(jīng)嘗試在不使用被動閥的情況下通過增加消音器體積或增大背壓來增大低頻噪音衰減。從成本、材料和封裝空間的角度來看，增加消音器體積是不利的。增大背壓會不利地影響發(fā)動機(jī)功率。
[0008]一種解決方案是將被動閥定位在消音器外部。在 申請人:于2007年12月4日提交的、共同待審的申請11/950，034中提及該結(jié)構(gòu)的一種示例。盡管這種解決方案證明是有效的，但是這種安裝設(shè)置在整個排氣系統(tǒng)內(nèi)存在有其它難題。從減小噪音的角度來看，被動閥相對于其它排氣系統(tǒng)部件的定位變成重要的特性。被動閥在整個排氣系統(tǒng)中的特定位置直接依賴于閥的聲學(xué)效應(yīng)。比如，將閥定位在聲速節(jié)點(diǎn)是無效的。諸如包括多于一個消音器的系統(tǒng)等多排氣部件系統(tǒng)還存在有額外的難題。將被動閥定位在主消音器前方會因?yàn)楦叱潭鹊膲毫γ}動而引發(fā)振動問題。[0009]還有另一種嘗試是在排氣系統(tǒng)中消音器外側(cè)的位置使用被動閥。比如，已經(jīng)將被動閥應(yīng)用于具有旁通結(jié)構(gòu)的排氣管內(nèi)。被動閥包括定位于排氣管內(nèi)的擋板閥體或葉片，葉片能夠在打開位置與閉合位置之間樞轉(zhuǎn)。被動閥被朝向閉合位置彈性偏置，而且當(dāng)廢氣壓足以克服彈簧偏置作用時，葉片朝向打開位置樞轉(zhuǎn)。在旁通結(jié)構(gòu)中，當(dāng)處于閉合位置時，葉片提供對排氣部件100%的覆蓋，即完全封閉排氣部件。當(dāng)閉合時，廢氣能夠經(jīng)由旁通管道流出容置葉片的排氣管道之外，所述旁通管道在葉片的上游和下游位置連接至排氣管。葉片通常配置為使得在樞轉(zhuǎn)運(yùn)動期間葉片的邊緣不會接觸排氣部件的內(nèi)表面。盡管使用這種閥增大了低頻噪音衰減，但是在葉片邊緣產(chǎn)生的紊流引發(fā)了附加的流動噪音。因此，盡管在消音器外部使用被動閥解決了一些問題，但是它帶來了附加的需要解決的噪音難題。
[0010]進(jìn)一步的，由于使用彈簧，所以在排氣管內(nèi)很難使葉片返回同一閉合位置。同時，使用彈簧引起被動閥的附加的噪音難題。比如，當(dāng)彈簧使葉片返回閉合位置時，會產(chǎn)生不希望的閉合噪音。
[0011]此外，當(dāng)在諸如消音器中的管道之類的排氣管內(nèi)使用被動閥時，或者當(dāng)在旁通管道結(jié)構(gòu)中使用被動閥時，在被動閥移向完全打開位置時存在難題。當(dāng)葉片移向完全打開位置時，管道本身的形狀會引起潛在的干涉難題。按照慣例，葉片已經(jīng)由安裝在管道壁上的軸支撐，限定旋轉(zhuǎn)的樞轉(zhuǎn)軸線的所述軸與葉片對齊，即，由葉片限定的平面與旋轉(zhuǎn)的樞轉(zhuǎn)軸線相交。管道典型地包括具有內(nèi)表面的彎曲管壁，所述內(nèi)表面限定廢氣流路。當(dāng)葉片在管道的該壁表面附近樞轉(zhuǎn)時，被動閥的打開角度受到葉片的寬度和壁的曲率限制。除了無法得到為了最大流量的實(shí)際完全打開位置以外，從背壓角度來看，限制打開角度也是不利的。
[0012]同時，眾所周知，消音器會受到應(yīng)用場合所決定的不同操作條件的影響。比如，由于其處于正常位置，客車的主消音器會受到600攝氏度廢氣的影響，當(dāng)消音器用于卡車、小型貨車或SUV (運(yùn)動型多功能車)應(yīng)用場合中時，該消音器受到可能超過750攝氏度的氣溫影響。
[0013]在客車應(yīng)用場合中，被動噪音衰減閥已經(jīng)直接并入消音器主體內(nèi)以提供噪音衰減。該閥包括用于使閥體偏置以在限定廢氣流路的閥殼體內(nèi)能夠進(jìn)行樞轉(zhuǎn)運(yùn)動的彈簧。該彈簧在高溫環(huán)境中的應(yīng)用受到限制。一般需要特殊的高溫彈簧材料，這些材料非常昂貴。而且，這些閥難以封裝在小型尺寸的消音器中，所述小型尺寸的消音器一般用作諸如卡車、SUV (運(yùn)動型多功能車)、小型貨車等大型車輛的多消音器結(jié)構(gòu)的一部分。
[0014]典型地，這些已知的被動閥用于設(shè)置旁通流路的結(jié)構(gòu)中。如上所述，這種結(jié)構(gòu)具有用于廢氣的主流路和旁通流路。閥體定位在限定主流路的內(nèi)消音器管內(nèi)。如上所述，閥體配置為當(dāng)處于閉合位置時阻擋100%的主流路。旁通管在閥體的上游位置和閥體的下游位置與內(nèi)消音器管流體連通。在諸如主流路被100%阻擋等的特定條件下，廢氣被經(jīng)由旁通管而環(huán)繞閥體引導(dǎo)。
[0015]從組裝、材料和重量角度來看，設(shè)置旁通流路是不利的。進(jìn)一步的，如上所述，將這些閥封裝在小型消音器中是困難的，而且這些閥無法在高溫環(huán)境中有效工作。還已經(jīng)嘗試使用具有主動控制的真空操作的閥結(jié)構(gòu)的無旁通結(jié)構(gòu)。然而，從成本和封裝角度來看，這是不利的。
[0016]因此，需要提供一種能夠有效地衰減低頻噪音而不會引發(fā)其它類型噪音問題的排氣系統(tǒng)和被動閥裝置。進(jìn)一步的，需要提供這樣一種被動閥裝置，其能夠有效且高效地使葉片從完全打開位置返回同一閉合位置而不會產(chǎn)生額外噪音，而且閉合力應(yīng)該最小以改進(jìn)被動閥的耐久性。
[0017]本發(fā)明滿足這些需求，同時避免現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)和缺陷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0018]本發(fā)明的一個方面提供了一種車輛排氣系統(tǒng)，包括:
[0019]至少一個消音器，所述至少一個消音器具有入口和出口，所述出口包括第一管體，所述第一管體具有定位于所述至少一個消音器處的第一端并延伸至第二端以限定第一總管長，所述第一管體在所述第一管體的所述第一端與所述第二端之間限定唯一的廢氣流路，并且所述入口包括第二管體，所述第二管體具有定位于所述至少一個消音器處的第一端并延伸至第二端以限定第二總管長，所述第二管體在所述第二管體的所述第一端與所述第二端之間限定唯一的廢氣流路；以及
[0020]被動閥組件，所述被動閥組件安裝在所述至少一個消音器的外部以及所述第一管體和所述第二管體之一內(nèi)，而且所述被動閥組件相對于所述至少一個消音器的所述入口和所述出口中相關(guān)的一個定位在所述第一總管長和所述第二總管長中相應(yīng)的一個的初始25%以內(nèi)的位置。
[0021]本發(fā)明的另一方面提供了一個車輛排氣系統(tǒng)，包括:
[0022]一個第一消音器；
[0023]一個第二消音器，所述第二消音器通過一條在所述第一消音器和所述第二消音器之間限定唯一的廢氣流路的中間管道與所述第一消音器連接，所述中間管道的管體的第一端與所述第一消音器連接，所述中間管道的管體的第二端與所述第二消音器連接，其中，所述管體從所述第一端延伸到所述第二端限定了中間管道的總長；以及
[0024]一個被動閥組件，其安裝在所述管體內(nèi)，位于所述第一端和所述第二端之間的一個位置，所述被動閥組件相對于所述第一端和所述第二端之一位于所述總管長的初始25%以內(nèi)的位置。
[0025]—種車輛排氣系統(tǒng)，包括被動閥，所述被動閥在排氣系統(tǒng)內(nèi)相對于其它排氣部件定位在特定位置處，從而提供對整個排氣系統(tǒng)的噪音衰減的顯著聲學(xué)優(yōu)點(diǎn)。
[0026]在一種示例中，車輛排氣系統(tǒng)包括至少一個具有入口和出口的消音器。第一管體連接至所述出口，第二管體連接至所述入口。被動閥組件安裝在所述第一管體和所述第二管體之一內(nèi)，而且相對于所述消音器的所述入口和所述出口中的對應(yīng)一個定位在所述管體中的相應(yīng)一個的總管長的初始25%以內(nèi)的位置。
[0027]在一種示例中，第一管體具有第一端和第二端。所述第一端定位在所述消音器處，所述管體延伸至第二端以限定總管長。所述第一管體在所述第一端與所述第二端之間限定唯一的廢氣流路。被動閥組件安裝在第一管體內(nèi)，而且相對于所述第一端定位在總管長的初始25%以內(nèi)的位置，所述第一端定位于所述消音器的出口處。
[0028]在一種示例中，車輛排氣系統(tǒng)包括至少第一消音器和第二消音器以及中間管道，所述中間管道將所述第一消音器連接至所述第二消音器。所述中間管道在所述第一消音器與所述第二消音器之間限定唯一廢氣流路。中間管道具有管體，所述管體帶有連接至所述第一消音器的第一端和連接至所述第二消音器的第二端。所述管體從所述第一端延伸至所述第二端以限定總中間管長。所述被動閥組件在所述管體內(nèi)安裝在所述第一端與所述第二端之間的位置。所述被動閥組件相對于所述第一端和所述第二端中的一個定位在總管長的初始25%以內(nèi)的位置。
[0029]在這些示例中，通過如所限定地那樣將所述被動閥組件定位在總管長的初始25%以內(nèi)，所述閥靠近速度腹點(diǎn)位置以使相關(guān)管道內(nèi)發(fā)生聲學(xué)共振。
[0030]在另一種示例結(jié)構(gòu)中，車輛排氣系統(tǒng)包括具有中間管道的第一排氣部件和第二排氣部件，所述中間管道將所述第一排氣部件的出口流體連接至所述第二排氣部件的入口。被動閥安裝在所述中間管道內(nèi)。所述第二排氣部件限定內(nèi)部空腔，所述內(nèi)部空腔至少部分地填塞有高頻吸收材料。該填塞式結(jié)構(gòu)與所述被動閥配合以有效地衰減低頻噪音和高頻噪
曰?
[0031]在一種示例中，所述第一排氣部件和所述第二排氣部件包括第一消音器(或第一共振器)和第二消音器(或第二共振器)，所述中間管道包括在所述第一出口與所述第二入口之間的唯一廢氣流路。
[0032]在一種示例中，所述第一排氣部件具有第一入口和第一出口，所述第二排氣部件限定具有第二入口和第二出口的內(nèi)部空腔。所述第二入口和所述第二出口共同限定通過所述第二排氣部件的內(nèi)部流路。所述內(nèi)部流路占據(jù)了部分內(nèi)部空腔，從而留下了剩余部分。所述內(nèi)部空腔的剩余部分完全填塞有高頻吸收材料。所述中間管道連接所述第一出口與所述第二入口，所述被動閥安裝在所述中間管道內(nèi)。
[0033]在一種示例中，所述第二排氣部件包括將所述第二入口連接至所述第二出口以限定所述內(nèi)部流路的管道。所述管道由管徑限定，而且所述被動閥相對于所述第二排氣部件的所述第二入口以指定距離安裝在所述中間管道內(nèi)。在一種示例中，該指定距離是至少四倍于所述內(nèi)部流路的管徑的距離。
[0034]在一種示例中，所述管道包括多孔段，而且所述高頻吸收材料定位于所述內(nèi)部空腔內(nèi)以接觸至少部分所述多孔段。在一種示例中，高頻吸收材料接觸整個長度的所述多孔段。
[0035]被動閥與相關(guān)的填塞式消音器的上述組合相配合以有效地衰減低頻噪音和高頻噪音。在無旁通中間管道內(nèi)使用被動閥提供了非常有效的低頻噪音衰減，同時使用填塞式后部定位的消音器使得因被動閥定位和結(jié)構(gòu)而產(chǎn)生的噪音問題得以解決。
[0036]在另一種示例性排氣系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中，被動閥包括定位在廢氣流路內(nèi)的葉片。所述葉片由軸支撐，而且能夠在打開位置與閉合位置之間樞轉(zhuǎn)。在所述廢氣流路內(nèi)還定位有止擋件，所述止擋件限定了用于所述葉片的閉合位置。
[0037]在一種示例中，所述葉片包括具有聯(lián)接至所述軸的第一部分的主體結(jié)構(gòu)。所述主體結(jié)構(gòu)從所述第一部分延伸至末端。當(dāng)處于閉合位置時，所述主體結(jié)構(gòu)的末端接合所述止擋件。在該結(jié)構(gòu)中，所述止擋件定位于離所述軸限定的旋轉(zhuǎn)軸線最遠(yuǎn)。這減小了在所述止擋件與所述葉片之間的接觸力以提供提高的耐久性。
[0038]在一種示例中，止擋件包括從所述葉片上游開始的傾斜面。排氣部件具有帶外表面和內(nèi)表面的壁，所述內(nèi)表面限定了廢氣流路。所述傾斜面從所述壁的內(nèi)表面朝向所述葉片延伸。于是止擋端面從所述傾斜面朝所述壁的內(nèi)表面向回延伸。當(dāng)所述被動閥處于閉合位置時，所述葉片的所述末端接合所述止擋端面。上游的傾斜面減小了流動噪音的發(fā)生、背壓以及紊流。
[0039]在另一種排氣系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的示例中，用于車輛排氣系統(tǒng)的被動閥設(shè)置在無旁通結(jié)構(gòu)中，而且在閉合位置時提供高百分比的覆蓋。
[0040]在一種示例中，被動閥組件安裝在排氣管內(nèi)。所述排氣管具有限定廢氣流路的空腔，所述廢氣流路具有橫截面積。所述排氣管的一端用于連接至第一排氣部件，所述排氣管第二端用于連接至第二排氣部件，從而使得所述排氣管形成在所述第一排氣部件與第二排氣部件之間的唯一排氣通路。所述被動閥組件包括安裝在所述空腔內(nèi)的葉片，所述葉片能夠在打開位置與閉合位置之間運(yùn)動。彈性構(gòu)件朝向閉合位置偏置葉片。當(dāng)所述葉片處于閉合位置時，所述葉片覆蓋80-97%的橫截面積。
[0041]由此，在無旁通裝置中使用高覆蓋度的單被動閥組件以有效地衰減低頻噪音。
[0042]在另一種排氣系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的不例中，排氣部件包括具有內(nèi)表面的壁，所述內(nèi)表面限定廢氣流路。被動閥組件包括定位在所述廢氣流路內(nèi)以能夠在打開位置與閉合位置之間樞轉(zhuǎn)的葉片。所述葉片由延伸跨過所述葉片寬度的平面限定。所述葉片由限定旋轉(zhuǎn)軸線的軸支撐。旋轉(zhuǎn)軸線偏離所述葉片的所述平面。
[0043]在一種示例中，所述排氣部件包括具有彎曲內(nèi)壁表面的管道。外殼安裝至所述管道的彎曲外表面。至少一個軸套安裝在所述外殼內(nèi)以樞轉(zhuǎn)式支撐所述軸。彈性構(gòu)件朝向閉合位置偏置所述葉片，所述葉片響應(yīng)于超過所述彈性構(gòu)件的偏置力的廢氣流而從閉合位置朝向打開位置樞轉(zhuǎn)。
[0044]在一種示例中，所述平面和所述旋轉(zhuǎn)軸線不相交，連接臂用于保持在所述平面與所述旋轉(zhuǎn)軸線之間的間隔開的關(guān)系。所述連接臂具有聯(lián)接至所述軸的一部分和聯(lián)接至所述葉片的另一部分。所述連接臂橫向延伸至所述平面和所述旋轉(zhuǎn)軸線。
[0045]在一種示例中，所述葉片包括寬度比厚度大的盤狀主體。所述平面限定為跨過所述盤狀主體的寬度。
[0046]通過使所述平面偏離所述葉片，所述葉片能夠樞轉(zhuǎn)至完全打開位置以使流量最大而不會與所述管道的所述壁的彎曲內(nèi)表面相互干擾。
[0047]在一個示例中，所述第一管體和所述第二管體的所述第一端和所述第二端是不同軸的。
[0048]在一個示例中，所述第一總管長和所述第二總管長包括了管的展開長度，所述相對于所述至少一個消音器的所述入口和所述出口中相關(guān)的一個的所述第一總管長和所述第二總管長中相應(yīng)一個的初始25%大致對應(yīng)于存在于所述第一管體和所述第二管體之一內(nèi)的聲共振的腹點(diǎn)位置。
[0049]在一個示例中，所述被動閥組件僅僅位于所述第一管體及所述第二管體之一內(nèi)，從而所述第一管體和所述第二管體中的另一個是無閥的。
[0050]在一個示例中，所述被動閥組件是位于所述第一管體的所述第二端和所述第二管體的所述第二端之間的唯一的閥組件。
[0051]本發(fā)明的另一方面提供了一種車輛排氣系統(tǒng)，包括:
[0052]一個第一消音器；
[0053]一個第二消音器，所述第二消音器通過一條在所述第一消音器和所述第二消音器之間限定唯一的廢氣流路的中間管道與所述第一消音器連接，所述中間管道的管體的第一端與所述第一消音器連接，所述中間管道的管體的第二端與所述第二消音器連接，其中，所述管體從所述第一端延伸到所述第二端限定了中間管道的總長；以及
[0054]一個被動閥組件，其安裝在所述管體內(nèi)，位于所述第一端和所述第二端之間的一個位置，所述被動閥組件相對于所述第一端和所述第二端之一位于所述總管長的初始25%以內(nèi)的位置。
[0055]在一個示例中，所述被動閥組件相對于所述第一端位于所述總管長的初始25%以內(nèi)的位置。
[0056]在一個示例中，所述被動閥組件相對于所述第二端位于所述總管長的初始25%以內(nèi)的位置。
[0057]在一個示例中，所述的車輛排氣系統(tǒng)包括一個位于所述第一消音器上游的第三消音器，一條與所述第二消音器的出口連接的尾管，所述第一消音器處于所述第二消音器的上游。
[0058]在一個示例中，所述被動閥組件包括位于所述第一消音器和所述第二消音器之間的唯一的閥組件。
[0059]在一個示例中，所述被動閥組件包括葉片以及彈簧，所述葉片支撐在軸上以能夠在所述管體內(nèi)于打開位置與閉合位置之間樞轉(zhuǎn)運(yùn)動，所述彈簧朝向所述閉合位置偏置所述葉片，所述葉片響應(yīng)于超過所述彈簧的偏置力的廢氣流而從所述閉合位置朝向所述打開位直樞轉(zhuǎn)。
[0060]在一個示例中，所述第一消音器有一個接收來自發(fā)動機(jī)的廢氣流的入口，第二消音器有一個將廢氣流引導(dǎo)到尾管的出口。
[0061]在一個示例中，所述被動閥組件包括位于所述入口和所述尾管的一個出口之間的唯一閥組件。
[0062]在一個示例中，所述中間管道的總長包括展開的管長，其中，所述被動閥組件是位于所述第一消音器的入口與所述第二消音器的出口之間的廢氣流路內(nèi)的唯一閥組件。
[0063]在一個示例中，所述第一消音器的所述入口包括第一管體，所述第一管體具有位于所述入口處的第一端并延展到第二端從而限定了第一管道的總長，所述第一管體在所述第一管體的所述第一端與所述第二端之間限定唯一的廢氣流路；其中，所述第二消音器的所述出口包括第二管體，所述第二管體具有位于所述出口處的第一端并延展到第二端從而限定了第二管道的總長，所述第二管體在所述第二管體的所述第一端與所述第二端之間限定唯一的廢氣流路；其中，所述被動閥組件是位于所述第一管體的第二端與所述第二管體的第二端之間的唯一的閥。
[0064]在一個示例中，所述相對于所述第一端和所述第二端之一的所述總管長的初始25%大致對應(yīng)于存在于所述中間管道內(nèi)的聲共振的腹點(diǎn)位置。
[0065]本發(fā)明的這些和其它特征能夠從以下說明和附圖中得到最好的理解，以下是附圖的簡要描述。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0066]圖1示出了排氣管部件和被動組件的立體圖。
[0067]圖2示出了具有開口端的管道的聲速振型(mode shape)。[0068]圖3示出了車輛排氣系統(tǒng)中的被動閥的一種示例。
[0069]圖4示出了車輛排氣系統(tǒng)中的被動閥的另一種示例。
[0070]圖5示出了車輛排氣系統(tǒng)中的被動閥的再一種示例。
[0071]圖6不出了車輛排氣系統(tǒng)中的被動閥的一種不例。
[0072]圖7示出了圖6中最后面的排氣部件的截面圖。
[0073]圖8示出了與圖7的排氣部件相關(guān)的被動閥的安裝位置的示意圖。
[0074]圖9是具有多孔管道的填塞式排氣部件的一種示例的示意圖。
[0075]圖10是具有調(diào)音管的填塞式排氣部件的另一種示例的示意圖。
[0076]圖11示出了排氣管部件和被動閥組件的一種示例的立體圖。
[0077]圖12示出了具有用于葉片的止擋件的排氣部件的側(cè)視圖。
[0078]圖13A是示出止擋件相對于排氣部件的中心線的傾斜面角度的示意性側(cè)視圖。
[0079]圖13B是示出止擋件相對于排氣部件的中心線的端面角度的示意性側(cè)視圖。
[0080]圖14是止擋件的一種示例的示意性側(cè)視圖。
[0081]圖15是止擋件的另一種示例的示意性側(cè)視圖。
[0082]圖16A是止擋件的另一種示例的立體圖。
[0083]圖16B是圖16A的止擋件的端視圖。
[0084]圖16C是圖16A的止擋件的側(cè)視圖。
[0085]圖16D是圖16A的止擋件的俯視圖。
[0086]圖17示出了如圖1的組件中所使用的閥軸、軸套和彈簧的示意圖。
[0087]圖18示出了圖17的彈簧的截面圖。
[0088]圖19是彈簧和葉片示意性側(cè)視圖，示出了大致閉合位置和打開位置。
[0089]圖20是葉片處于大致閉合位置時外部排氣管和被動閥組件的截面端視圖。
[0090]圖21是消音器和具有被動閥組件的外部排氣管的立體圖。
[0091]圖22示出了具有偏離葉片的排氣部件的側(cè)視圖。
[0092]圖23是圖22的排氣部件處于完全打開位置的示意性側(cè)視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0093]如圖1所示，諸如排氣管或排氣管道10等排氣部件包括排氣節(jié)流閥，稱為被動閥組件12。被動閥組件12能夠在對廢氣流路16阻擋最小的打開位置與大部分廢氣流路16被阻擋的閉合位置之間運(yùn)動。被動閥組件12被朝向閉合位置彈性偏置，而且當(dāng)廢氣流產(chǎn)生足以克服偏置力的壓力時被動閥組件12朝向打開位置運(yùn)動。
[0094]在所示的示例中，排氣管道10包括限定廢氣流路16的單管體14。被動閥組件12包括當(dāng)處于閉合位置時阻擋部分廢氣流路16的閥體或葉片18。如上所述，葉片18響應(yīng)于由廢氣施加在該葉片18上的壓力而朝向打開位置樞轉(zhuǎn)以使得對廢氣流路16的阻擋最小。
[0095]在一種示例中，葉片18通過柄腳、支架或連接臂22固定至軸20。在管體14的外表面內(nèi)形成有槽24。該槽24內(nèi)接收有外殼26,所述外殼26在本不例中不出為方形的金屬結(jié)構(gòu)，并且外殼26焊接至管體14。也可以使用其它的外殼結(jié)構(gòu)。軸20通過第一軸套或軸承28和第二軸套或軸承30可旋轉(zhuǎn)地支撐在外殼26內(nèi)。在所示的示例中，連接臂22包括一片金屬板，所述金屬板具有焊接至軸20的一個部分和從外殼26伸出的另一個部分，而且焊接至葉片18。因此，葉片18和軸20 —起繞著由軸20限定的軸線A樞轉(zhuǎn)。連接臂22僅是如何將軸20附接至葉片18的一種示例，應(yīng)當(dāng)理解，也可以采用其它附接機(jī)構(gòu)。
[0096]第一軸套28大致定位在第一軸端32。第一軸套28包括用于第一軸端32的密封接口。軸20包括具有第一軸環(huán)36和第二軸環(huán)38的軸體34。第一軸套28包括第一內(nèi)腔，所述第一內(nèi)腔接收第一軸端32，從而使得第一軸環(huán)36直接抵靠在第一軸套28的端面以提供密封接口。因而，廢氣無法沿著在軸20與第一軸套28之間的通路漏出第一軸套28。
[0097]第二軸套30包括第二內(nèi)腔，軸體34延伸通過所述第二內(nèi)腔至第二軸端40。第二軸環(huán)38在軸向上定位于第二軸套30的內(nèi)側(cè)。軸20延伸通過第二內(nèi)腔至相對于第二軸套30的軸向外側(cè)。諸如彈簧42等彈性構(gòu)件通過彈簧承座44聯(lián)接至第二軸端40。彈簧承座44包括固定至外殼26的第一承座件46和固定至第二軸端40的第二承座件48。一個彈簧端50經(jīng)由第一承座件46與外殼26相關(guān)，第二彈簧端(由于彈簧承座44的原因而在圖1不可見)經(jīng)由第二承座件48與軸20相關(guān)。
[0098]被動閥組件12有利地相對于其它排氣部件定位在車輛排氣系統(tǒng)內(nèi)的特定位置處，從而為整體噪音衰減提供顯著的聲學(xué)優(yōu)點(diǎn)。圖2示意性地示出了具有開口端62、64的管道60。66示出了這種管道結(jié)構(gòu)的典型聲速振型。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，被動閥組件12定位于排氣系統(tǒng)內(nèi)的位置決定它的聲學(xué)效應(yīng)。比如，將被動閥組件12定位在聲速節(jié)點(diǎn)P (圖2)對噪音衰減無效。
[0099]圖3中示出了車輛排氣系統(tǒng)70的一種示例。該結(jié)構(gòu)包括至少一個具有入口 74的消音器72，所述入口 74接收來自由76所示的發(fā)動機(jī)的廢氣流。消音器72可以包括車輛排氣系統(tǒng)70中的唯一消音器，或者如果車輛排氣系統(tǒng)70中包括有其它消音器，那么消音器72包括車輛排氣系統(tǒng)70中最后面的消音器。消音器72包括將廢氣導(dǎo)向尾管80的出口 78。出口 78包括聯(lián)接至消音器72的后部并且聯(lián)接至尾管80的管82，或者管82可以包括尾管80本身。
[0100]在任一結(jié)構(gòu)中，管82形成在消音器72與尾管80出口之間的唯一廢氣流路，被動閥組件12是位于排氣系統(tǒng)的該區(qū)段內(nèi)的僅有的閥。換句話說，該結(jié)構(gòu)的消音器72下游沒有旁通管或旁通通路。因而，管82限定為具有聯(lián)接至出口 78的第一端84和延伸至尾管80的出口的第二端86。管82的總長度是從第一端84延伸至第二端86。該總長度稱為管道或管的展開長度?？傞L度不必是直線長度，即第一端84和第二端86可以不同軸，而且總長度可以限定為由直線部分和彎曲部分加在一起的長度。
[0101]在所示的示例中，被動閥組件12a安裝在消音器72的外側(cè)、即外部，同時在管82內(nèi)部位于第一端84與第二端86之間的位置。為了提供最有效的噪音衰減，被動閥組件12a定位于如90a所示的、相對于第一端84處于總管長的初始25%以內(nèi)的位置。通過將被動閥組件12a定位在該位置，提供了將閥組件12a定位在靠近速度腹點(diǎn)位置以使存在于管82內(nèi)的聲音發(fā)生聲共振的噪音衰減優(yōu)點(diǎn)。
[0102]在另一個位置，被動閥組件12b定位在與消音器72的入口 74流體連接的管或管道75內(nèi)。該管道75限定總管長，而且構(gòu)成在消音器72與上游排氣部件之間的唯一廢氣流路。被動閥組件12b定位在如90b所示的、相對于入口 74處于總管長的初始25%以內(nèi)的位置。
[0103]圖4不出了車輛排氣系統(tǒng)90的另一種不例。在這種結(jié)構(gòu)中，具有第一消音器92、第二消音器94以及連接第一消音器92與第二消音器94的中間管道96。中間管道96包括第一消音器92與第二消音器94之間的唯一氣路，即，沒有設(shè)置旁通結(jié)構(gòu)，而且被動閥組件12是位于排氣系統(tǒng)的該區(qū)段內(nèi)僅有的閥。中間管道96包括聯(lián)接至第一消音器92的出口100的第一端98和聯(lián)接至第二消音器94的入口 104的第二端102。中間管道96可以是單管或者可以包括連接在一起以形成位于第一消音器92與第二消音器94之間的單管的多個管部分。
[0104]第一消音器92包括入口 106，所述入口 106接收來自由108所示的發(fā)動機(jī)的廢氣流。第二消音器94包括聯(lián)接至尾管112的出口 110。被動閥組件12安裝在中間管道96內(nèi)，而且定位在第一端98與第二端102之間的、相對于第一端98和第二端102中的一者處于總管長的初始25%以內(nèi)的位置。
[0105]在一種示例中，被動閥組件12a定位在如114所示的、相對于第一端98處于總管長的初始25%以內(nèi)的位置處。在另一種可替代的示例中，被動閥組件12b定位在如116所示的、相對于第二端102處于總管長的初始25%以內(nèi)的位置。在任一種示例中，通過這樣定位被動閥組件12a或12b，提供了將閥組件12a或12b定位于靠近速度腹點(diǎn)位置以使存在于第一消音器92與第二消音器94之間的中間管道96內(nèi)的聲音發(fā)生聲共振的噪音衰減優(yōu)點(diǎn)。
[0106]圖5示出了排氣系統(tǒng)120的另一種示例。該示例與圖4的示例相同,只是包括附加的最前面的消音器122，所述消音器122在第一消音器92的上游連接至發(fā)動機(jī)124。該結(jié)構(gòu)中的第一消音器92和第二消音器94包括用于提供附加的噪音衰減的附加消音器或二級消音器。最前面的消音器122具有與發(fā)動機(jī)124流體連通的入口 126和與第一消音器92的入口 106流體連通的出口 128。被動閥組件12在中間管道96中定位在如130所示的、相對于第一端98處于總管長的初始25%以內(nèi)的位置。
[0107]如上所述，被動閥組件12有利地以相對于其它排氣部件定位在車輛排氣系統(tǒng)內(nèi)的特定位置處，從而為整體噪音衰減提供顯著的聲學(xué)優(yōu)點(diǎn)。圖6示意性地示出了車輛排氣系統(tǒng)200的另一種示例性結(jié)構(gòu)，車輛排氣系統(tǒng)200包括至少一個第一共振器或第一消音器202以及至少一個第二共振器或第二消音器204。第一消音器202具有入口 206，所述入口206接收來自由208所示的發(fā)動機(jī)的廢氣流。第一消音器202包括出口 210，所述出口 210將廢氣導(dǎo)向中間管道212。
[0108]中間管道212將第一消音器202的出口 210流體連接至第二消音器204的入口214。第二消音器204包括出口 216，所述出口 216流體連接至尾管218。中間管道212可以是單管或者可以包括連接在一起以形成位于第一消音器202與第二消音器204之間的單管的多個管部分。同樣地，尾管218可以是單管或者可以包括連接在一起以形成排氣系統(tǒng)200的單流氣體出口的多個管部分。
[0109]中間管道212形成位于第一消音器202與第二消音器204之間的唯一廢氣流路。換句話說，第一消音器202與第二消音器204之間的流體連接內(nèi)沒有旁路流動選擇。因而，中間管道212從第一端220延伸至第二端222以限定稱為管道展開長度的總管長。第一端220和第二端222不必同軸，因此管道的展開長度可以由管道的單個直線段組成，或者可以由其長度加在一起的管道的直線段與彎曲段的組合組成。
[0110]被動閥組件12安裝在第一消音器202和第二消音器204的外部，且位于中間管道212的內(nèi)部。被動閥組件12在中間管道212內(nèi)、于第一端220與第二端222之間定位在相對于第二消音器204的特定位置處。這將在下文中進(jìn)行更為詳細(xì)地描述。
[0111]圖7示出了第二消音器204的截面圖。第二消音器204限定了具有單入口 214和單出口 216的內(nèi)部空腔224。入口 214和出口 216共同限定第二消音器204內(nèi)的唯一內(nèi)部流路226。該內(nèi)部流路226占據(jù)了內(nèi)部空腔224的特定部分，從而空出了沒有被內(nèi)部流路226占據(jù)的剩余部分。該剩余部分填塞有高頻吸收材料228。在一種示例中采用的是纖維基材料，然而，可以采用任何用于衰減高頻噪音的適當(dāng)材料。
[0112]在所示的示例中，唯一內(nèi)部流路226容納在從入口 214延伸至出口 216的管體230內(nèi)，高頻吸收材料228完全填滿了內(nèi)部空腔224以完全包圍管體230。從組裝和制造角度來看，該完全填塞的結(jié)構(gòu)是最常見的結(jié)構(gòu)，而且是最有效的結(jié)構(gòu)。
[0113]如圖8所示，被動閥組件12相對于第二消音器204的入口 214以如232所示的特定距離安裝在中間管道212內(nèi)。管體230由管徑D限定。該管徑D可以依據(jù)車輛應(yīng)用場合的類型和/或其它排氣系統(tǒng)特征而變化。被動閥組件12以至少四倍于管徑D的距離232來定位，所述管徑限定了內(nèi)部流路226。通過這種相對于填塞式第二消音器204的入口 214的關(guān)系來對被動閥組件12進(jìn)行定位，由于由幾何階梯變化產(chǎn)生流動噪音相關(guān)的距離而使得對流動噪音的吸收最大。
[0114]在圖9示出的另一種示例中，管道250從入口 214延伸至出口 216以限定唯一內(nèi)部流路252。管道250包括多孔段254。多孔段254定位在內(nèi)部空腔224內(nèi)，而且沿著管道250整個長度的一部分延伸。因而，多孔段254的長度L小于管道250的整個長度。多孔段254至少部分地繞管道250的外周延伸，在所示的示例中，多孔段254完全繞管道250的外周延伸。
[0115]高頻吸收材料228定位在內(nèi)部空腔224內(nèi)以接觸至少一部分多孔段254，從而提供填塞式結(jié)構(gòu)。在所示的示例中，高頻吸收材料228被定位以接觸多孔段254的整個長度L。高頻吸收材料228可以包括圍繞管道填塞的材料以提供這種接觸，或者高頻吸收材料228可以包括纏繞多孔段254的襯墊。
[0116]在圖9所示的示例中，高頻吸收材料228也接觸到沿著非多孔段256的管道250。進(jìn)一步的，管道250還可以包括內(nèi)部空腔224內(nèi)沒有與高頻吸收材料228接觸的段。然而，如上所述，在每種示例中，高頻吸收材料228接觸多孔段254的整個長度L以提供最有效的
高頻噪音衰減。
[0117]在圖10所示的示例中，調(diào)音管260在非多孔段256之一處連接至管道250以提供附加的噪音衰減。在該示例中，調(diào)音管260沒有處于管道250與高頻吸收材料228接觸的位置。然而，高頻吸收材料228也可以用在管道250上的調(diào)音管定位處。進(jìn)一步的，調(diào)音管260也可以用于圖6-8所示的結(jié)構(gòu)中。
[0118]對于圖9和10中所示的結(jié)構(gòu)而言，被動閥組件12如圖6-8的示例中所述在中間管道212內(nèi)安裝在相對于第二消音器204的入口 214的特定位置處。同時，圖7和8中所示的管體230可以包括與完全填塞的內(nèi)部空腔組合的多孔段。
[0119]在彈簧偏置的節(jié)流被動閥下游使用填塞式高頻消音器提供了衰減噪音的有效結(jié)構(gòu)。有效衰減低頻噪音的被動閥組件12與有效衰減高頻噪音的填塞式消音器相配合，從而為排氣系統(tǒng)提供了顯著提高的噪音衰減能力。
[0120]圖11示出了組合有止擋特征的排氣管道10和被動閥組件12。排氣管道10包括限定廢氣流路16的單管體14。在一種示例中，管體14包括彎曲外表面14a和限定廢氣流路16的彎曲內(nèi)表面14b。在一種不例中，管體14具有圓形橫截面。
[0121]被動閥組件12包括處于閉合位置時阻擋部分廢氣流路16的閥體或葉片18。如上所述，葉片18響應(yīng)于廢氣施加在葉片18上的壓力而朝向打開位置樞轉(zhuǎn)以使得對廢氣流路16的阻擋最小。葉片18包括諸如盤狀主體的主體結(jié)構(gòu)300，所述主體結(jié)構(gòu)300包括通過連接臂22聯(lián)接至軸20的第一部分302。主體結(jié)構(gòu)300從第一部分302延伸至包括遠(yuǎn)側(cè)末端304的第二部分。因而，末端304包括主體結(jié)構(gòu)300離旋轉(zhuǎn)軸線A最遠(yuǎn)的部分。
[0122]止擋件306由管體14支撐，而且定位于廢氣流路16內(nèi)。止擋件306限定葉片18的閉合位置。當(dāng)彈簧42使葉片18從打開位置返回閉合位置時，葉片18的末端304接合止擋件306。
[0123]在一種示例中，如圖11和12所示，止擋件306包括傾斜面308，所述傾斜面308在內(nèi)表面14b上葉片18上游的位置處開始，而且遠(yuǎn)離內(nèi)表面14b向外并朝向葉片18延伸。然后傾斜面308過渡到朝著內(nèi)表面14b向回延伸的止擋端面310。當(dāng)處于閉合位置時，葉片18的末端304接合止擋端面310。
[0124]如圖12所示，傾斜面308和止擋端面310相對于管體14的內(nèi)表面14b形成角度。管體14限定在圖12中所示的管中心線C。如圖13A所示，傾斜面308以傾斜角A定位，所述傾斜角A相對于管中心線C在10度至45度的范圍內(nèi)。同樣地，止擋端面310 (圖13B)相對于管中心線C以角度B進(jìn)行定位。在一種示例中，傾斜面308與止擋端面310相對于內(nèi)表面14b以及相對于管中心線C傾斜取向。
[0125]在一種示例中，墊片312支撐在止擋端面310上以提供接合葉片18的末端304的緩沖表面。墊片312可以由比如有網(wǎng)孔材料或者其他類似材料制成，而且能夠以適合使用在排氣部件內(nèi)的任何類型的附接方法附接至止擋端面310。
[0126]止擋件306定位在葉片18的末端304處以使得閉合力最小。通過將這些接觸面定位得盡可能遠(yuǎn)離旋轉(zhuǎn)軸線A，接觸力得以減小，這又增強(qiáng)了耐久性。進(jìn)一步的，止擋件306的上游傾斜表面308減小了附加流動噪音的產(chǎn)生、背壓以及紊流。
[0127]在一種示例中，止擋件306形成為如圖14所示的與管體14的壁成一體。工具314用于使管體14本身的部分316凹入以形成止擋件306。然后可以如上所述那樣將墊片312附接至止擋端面310。
[0128]在圖15所示的另一種示例中，止擋件306包括如322所示那樣焊接至管體14的內(nèi)表面14b的獨(dú)立體320。然后可以如上所述那樣附接墊片312。墊片312和獨(dú)立體320可以由相同材料制造，或者墊片312可以由附接至止擋件306的不同材料制造。
[0129]在圖16A-16D所示的另一種示例中，止擋件306包括定位于止擋端面310上游的鴨嘴形部330。鴨嘴形部330具有曲率半徑R，其外輪廓與管體14的內(nèi)表面14b相匹配。鴨嘴形部330如332所示那樣點(diǎn)焊至管體14。鴨嘴形部330過渡到傾斜面308，在該示例中所述傾斜面308包括曲面。傾斜面308終止于止擋端面310，所述止擋端面310沿遠(yuǎn)離管體14中心線的方向朝著管體14的內(nèi)表面14b向回延伸。在所示的示例中，鴨嘴形部330形成為與傾斜面308和止擋端面310成一體。墊片312能夠如上所述那樣附接至止擋端面310。
[0130]具有止擋件306和墊片312的所述被動閥組件12能夠有效且高效地使葉片18返回同一可重復(fù)的閉合位置而不會產(chǎn)生額外的不期望的噪音。此外，墊片312相鄰于葉片18的末端304定位以使得閉合力最小且提高了被動閥組件的耐久性。進(jìn)一步的，止擋件306的傾斜面308的取向和位置除了減小背壓和紊流以外，還減小了噪音。
[0131]圖17更為詳細(xì)地示出了軸20、彈簧42和軸套28、30。第一軸套28大體定位于第一軸端32處，而且包括用于第一軸端32的密封接口。軸20包括由第一直徑Dl限定的軸體400。第一軸環(huán)36靠近第一軸端32，所述第一軸環(huán)36由大于第一直徑Dl的第二直徑D2限定。第一軸套28包括接收第一軸端32的第一內(nèi)腔402。第一軸環(huán)36直接抵靠第一軸套28的端面404，從而使得廢氣無法沿著在軸20與第一軸套28之間的通路漏出第一軸套28。
[0132]第二軸套30包括第二內(nèi)腔406，軸體400通過所述第二內(nèi)腔406延伸至第二軸端40。軸20包括由第三直徑D3限定的第二軸環(huán)38。第三直徑D3大于第一直徑Dl。第二直徑D2和第三直徑D3可以彼此相同或不同。第二軸環(huán)38在軸向上定位在第二軸套30的內(nèi)側(cè)。
[0133]軸20通過第二內(nèi)腔406延伸至相對于第二軸套30的軸向外側(cè)。彈簧42通過彈簧承座44聯(lián)接至第二軸端40。如上所述，彈簧承座44包括固定至外殼26的第一承座件46和固定至第二軸端40的第二承座件48。一個彈簧端50經(jīng)由第一承座件46與外殼26相關(guān)，第二彈簧端408 (圖18)經(jīng)由第二承座件48與軸20相關(guān)。有利地，彈簧42定位于管體14的外部、S卩外側(cè)。因而，彈簧42是在冷得多的環(huán)境中進(jìn)行操作，而非如現(xiàn)有設(shè)計(jì)那樣直接受到高溫廢氣的影響。
[0134]在一種示例中，彈簧42包括配置為安裝期間在沿軸線A的軸向上以及在繞軸線A的扭轉(zhuǎn)方向上都能夠壓縮的螺旋彈簧。扭轉(zhuǎn)負(fù)荷產(chǎn)生使軸20和葉片18朝向閉合位置偏置的預(yù)加載力。當(dāng)氣流增大時，該扭轉(zhuǎn)力被克服而使葉片18移向打開位置。軸向力用于主動地抵靠著第二軸套30的端面410而定位并密封第二軸環(huán)38。這樣通過封閉在軸20的外表面與第二軸套30的內(nèi)腔表面之間的通路而防止任何廢氣漏出第二軸套30。因此，單個彈簧用于提供軸向負(fù)荷和扭轉(zhuǎn)負(fù)荷，從而形成能夠?qū)⒈粍娱y組件12保持在理想的操作位置并且防止廢氣漏出的結(jié)構(gòu)。
[0135]圖18中更為詳細(xì)地示出了彈簧42。彈簧42是由直徑為Dw的金屬絲形成的螺旋彈簧。在安裝之前，彈簧42在自由狀態(tài)的長度為FL，在這種狀態(tài)下第一節(jié)距尺寸(pitchdimension) Pl大于直徑Dw。這種關(guān)系導(dǎo)致相鄰繞圈之間間隔開間隙412。相鄰繞圈之間的間隙412使得彈簧42于安裝期間在軸向上和扭轉(zhuǎn)方向上都能夠進(jìn)行壓縮。這導(dǎo)致了第二節(jié)距尺寸P2 (圖1)，所述第二節(jié)距尺寸P2小于第一節(jié)距尺寸Pl。
[0136]在一種示例性結(jié)構(gòu)中，彈簧42的金屬絲直徑Dw是大約1.8mm,第一節(jié)距尺寸Pl大于2mm。彈簧42還具有17mm的總外徑和大約30mm的自由長度FL。當(dāng)安裝中受到壓縮時，該自由長度FL會減小大約5mm。應(yīng)當(dāng)理解，這只是一種示例性結(jié)構(gòu)，當(dāng)需要提供希望的特性時，可以采用其它結(jié)構(gòu)。
[0137]通過采用能夠在扭轉(zhuǎn)方向和軸向上作用的單個彈簧，軸能夠抵靠裝載于軸套上，這會使得軸與軸套之間的廢氣泄露最少。進(jìn)一步的，該結(jié)構(gòu)能夠用于使制造誤差最小，因?yàn)檩S總是主動地抵靠著軸套定位。
[0138]與現(xiàn)有閥關(guān)閉時具有50%或更小的覆蓋相比,被動閥組件12在處于閉合位置時還提供對廢氣流路16的相當(dāng)程度的覆蓋。在圖19-20所示的示例中，被動閥組件12定位于具有第一管端422和第二管端426的排氣管420中，所述第一管端422連接至第一排氣部件424，所述第二管端426連接至第二排氣部件428。第一排氣部件424和第二排氣部件428包括諸如消音器、尾管等的部件。
[0139]在圖21所示的一種示例中，第一排氣部件424包括消音器430，第二排氣部件428包括尾管432。排氣管420連接至消音器430的出口 434和尾管432的入口。在另一種示例中，第一部件424和第二部件428都包括消音器(圖19中示意性所示)，排氣管420連接至一個消音器的出口，并連接至另一個消音器的入口。
[0140]在任一結(jié)構(gòu)中，排氣管420具有內(nèi)腔或內(nèi)開口 436，所述內(nèi)腔或內(nèi)開口 436流體連接第一排氣部件424和第二排氣部件428，并限定廢氣流路16。廢氣流路16是位于第一排氣部件424與第二排氣部件428之間的唯一流路。換句話說，沒有與排氣管420相關(guān)的旁通流路，廢氣通過其流動的僅有通路是排氣管420內(nèi)的廢氣流路16。
[0141]如圖19所示，葉片18能夠在開口 426內(nèi)從大致閉合位置(實(shí)線)樞轉(zhuǎn)至大致打開位置(虛線)。彈簧42 (示意性示出)使葉片18如440示意性所示那樣朝向閉合位置偏置。當(dāng)箭頭442所示的廢氣壓超過一定程度時，彈簧力被克服，而且葉片18移向打開位置。
[0142]開口 436由橫截面積限定。當(dāng)葉片18處于閉合位置時，該橫截面積被覆蓋，即封閉大約80-97%。在一種示例中，被覆蓋的橫截面積在87.5-92.5%的范圍內(nèi)。因此，當(dāng)葉片18處于閉合位置時(見圖20)，僅僅非常小部分的橫截面積保留對廢氣流打開。這種與無旁通結(jié)構(gòu)相組合的高百分比覆蓋提供了非常有效的衰減低頻噪音的方式。
[0143]圖22-23示出了一種偏離式被動閥結(jié)構(gòu)的示例。如上所述，管體14包括彎曲的外表面14a和彎曲的內(nèi)表面14b，所述內(nèi)表面14b限定廢氣流路16(圖1)。葉片18包括大致平坦的盤狀主體500，所述盤狀主體500具有比盤狀主體60的厚度t (圖22)大得多的寬度W (圖1)或直徑。葉片18限定跨過盤狀主體500的寬度W延伸的平面(葉片中心面)P (圖22)。應(yīng)當(dāng)注意，盤狀主體500的厚度t在圖22中有所放大以清楚地示出平面P。
[0144]如圖22所示，平面P偏離旋轉(zhuǎn)軸線A—距離D。當(dāng)葉片18在打開位置與閉合位置之間樞轉(zhuǎn)時，該距離D保持大致恒定，因而，平面P和旋轉(zhuǎn)軸線A不具有相交關(guān)系。通過使平面P偏離葉片18，葉片18能夠樞轉(zhuǎn)至圖23所示的完全打開位置而不會與管體14的壁的彎曲內(nèi)表面14b相互干擾。
[0145]如圖23所示，廢氣流路16如箭頭502所示那樣沿第一方向延伸，旋轉(zhuǎn)軸線A沿不同于第一方向的第二方向延伸。平面P沿第一方向偏離旋轉(zhuǎn)軸線A。在所示的示例中，第一方向和第二方向彼此垂直，平面P定位于廢氣流路16中旋轉(zhuǎn)軸線A上游的位置處。
[0146]連接臂22包括聯(lián)接至軸20的第一部分504和聯(lián)接至葉片18的第二部分506。在一種示例中，連接臂22在第一部分504和第二部分506處分別焊接至軸20和葉片18。連接臂22橫向延伸至平面P和旋轉(zhuǎn)軸線A。在一種示例中，連接臂22垂直于旋轉(zhuǎn)軸線A和平面P。
[0147]如圖23所示，管體14縱向地一即沿長度一延伸，從而限定與廢氣流路16的中心重合的中心軸線C。在所示的示例中，當(dāng)葉片18處于打開位置時，葉片18的平面P大致平行于且偏離中心軸線C以提供完全打開的、最大流量的位置。由橫向延伸的連接臂22所提供的在葉片18與軸20之間的偏離關(guān)系使得當(dāng)打開——即打開角度最大——時，阻擋最小，這導(dǎo)致背壓最小。[0148]盡管已經(jīng)對本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行了公開，但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以進(jìn)行一些改型。為此，應(yīng)當(dāng)研讀以下權(quán)利要求書來確定本發(fā)明的實(shí)際范圍和內(nèi)容。
【權(quán)利要求】
1.一種車輛排氣系統(tǒng),包括: 至少一個消音器，所述至少一個消音器具有入口和出口，所述出口包括第一管體，所述第一管體具有定位于所述至少一個消音器處的第一端并延伸至第二端以限定第一總管長，所述第一管體在所述第一管體的所述第一端與所述第二端之間限定唯一的廢氣流路，并且所述入口包括第二管體，所述第二管體具有定位于所述至少一個消音器處的第一端并延伸至第二端以限定第二總管長，所述第二管體在所述第二管體的所述第一端與所述第二端之間限定唯一的廢氣流路；以及 被動閥組件，所述被動閥組件安裝在所述至少一個消音器的外部以及所述第一管體和所述第二管體之一內(nèi)，而且所述被動閥組件相對于所述至少一個消音器的所述入口和所述出口中相關(guān)的一個定位在所述第一總管長和所述第二總管長中相應(yīng)的一個的初始25%以內(nèi)的位置； 其中，所述第一管體和所述第二管體的所述第一端和所述第二端是不同軸的。
2.—種車輛排氣系統(tǒng),包括: 至少一個消音器，所述至少一個消音器具有入口和出口，所述出口包括第一管體，所述第一管體具有定位于所述至少一個消音器處的第一端并延伸至第二端以限定第一總管長，所述第一管體在所述第一管體的所述第一端與所述第二端之間限定唯一的廢氣流路，并且所述入口包括第二管體，所述第二管體具有定位于所述至少一個消音器處的第一端并延伸至第二端以限定第二總管長，所述第二管體在所述第二管體的所述第一端與所述第二端之間限定唯一的廢氣流路；以及 被動閥組件，所述被動 閥組件安裝在所述至少一個消音器的外部以及所述第一管體和所述第二管體之一內(nèi)，而且所述被動閥組件相對于所述至少一個消音器的所述入口和所述出口中相關(guān)的一個定位在所述第一總管長和所述第二總管長中相應(yīng)的一個的初始25%以內(nèi)的位置； 其中，所述第一總管長和所述第二總管長包括了管的展開長度，所述相對于所述至少一個消音器的所述入口和所述出口中相關(guān)的一個的所述第一總管長和所述第二總管長中相應(yīng)一個的初始25%大致對應(yīng)于存在于所述第一管體和所述第二管體之一內(nèi)的聲共振的腹點(diǎn)位置。
3.—種車輛排氣系統(tǒng),包括: 至少一個消音器，所述至少一個消音器具有入口和出口，所述出口包括第一管體，所述第一管體具有定位于所述至少一個消音器處的第一端并延伸至第二端以限定第一總管長，所述第一管體在所述第一管體的所述第一端與所述第二端之間限定唯一的廢氣流路，并且所述入口包括第二管體，所述第二管體具有定位于所述至少一個消音器處的第一端并延伸至第二端以限定第二總管長，所述第二管體在所述第二管體的所述第一端與所述第二端之間限定唯一的廢氣流路；以及 被動閥組件，所述被動閥組件安裝在所述至少一個消音器的外部以及所述第一管體和所述第二管體之一內(nèi)，而且所述被動閥組件相對于所述至少一個消音器的所述入口和所述出口中相關(guān)的一個定位在所述第一總管長和所述第二總管長中相應(yīng)的一個的初始25%以內(nèi)的位置； 其中，所述被動閥組件僅僅位于所述第一管體及所述第二管體之一內(nèi)，從而所述第一管體和所述第二管體中的另一個是無閥的。
4.一種車輛排氣系統(tǒng),包括: 至少一個消音器，所述至少一個消音器具有入口和出口，所述出口包括第一管體，所述第一管體具有定位于所述至少一個消音器處的第一端并延伸至第二端以限定第一總管長，所述第一管體在所述第一管體的所述第一端與所述第二端之間限定唯一的廢氣流路，并且所述入口包括第二管體，所述第二管體具有定位于所述至少一個消音器處的第一端并延伸至第二端以限定第二總管長，所述第二管體在所述第二管體的所述第一端與所述第二端之間限定唯一的廢氣流路；以及 被動閥組件，所述被動閥組件安裝在所述至少一個消音器的外部以及所述第一管體和所述第二管體之一內(nèi)，而且所述被動閥組件相對于所述至少一個消音器的所述入口和所述出口中相關(guān)的一個定位在所述第一總管長和所述第二總管長中相應(yīng)的一個的初始25%以內(nèi)的位置； 其中，所述被動閥組件是位于所述第一管體的所述第二端和所述第二管體的所述第二端之間的唯一的閥組件。
5.—種車輛排氣系統(tǒng)，包括: 一個第一消音器； 一個第二消音器，所述第二消音器通過一條在所述第一消音器和所述第二消音器之間限定唯一的廢氣流路的中間管道與所述第一消音器連接，所述中間管道的管體的第一端與所述第一消音器連 接，所述中間管道的管體的第二端與所述第二消音器連接，其中，所述管體從所述第一端延伸到所述第二端限定了中間管道的總長；以及 一個被動閥組件，其安裝在所述管體內(nèi)，位于所述第一端和所述第二端之間的一個位置，所述被動閥組件相對于所述第一端和所述第二端之一位于所述總管長的初始25%以內(nèi)的位置。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的車輛排氣系統(tǒng)，其中，所述被動閥組件相對于所述第一端位于所述總管長的初始25%以內(nèi)的位置。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的車輛排氣系統(tǒng)，其中，所述被動閥組件相對于所述第二端位于所述總管長的初始25%以內(nèi)的位置。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的車輛排氣系統(tǒng)，包括一個位于所述第一消音器上游的第三消音器，一條與所述第二消音器的出口連接的尾管，所述第一消音器處于所述第二消音器的上游。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的車輛排氣系統(tǒng)，其中，所述被動閥組件包括位于所述第一消音器和所述第二消音器之間的唯一的閥組件。
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的車輛排氣系統(tǒng)，其中，所述被動閥組件包括葉片以及彈簧，所述葉片支撐在軸上以能夠在所述管體內(nèi)于打開位置與閉合位置之間樞轉(zhuǎn)運(yùn)動，所述彈簧朝向所述閉合位置偏置所述葉片，所述葉片響應(yīng)于超過所述彈簧的偏置力的廢氣流而從所述閉合位置朝向所述打開位置樞轉(zhuǎn)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的車輛排氣系統(tǒng)，其中，所述第一消音器有一個接收來自發(fā)動機(jī)的廢氣流的入口，第二消音器有一個將廢氣流引導(dǎo)到尾管的出口。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的車輛排氣系統(tǒng)，其中，所述被動閥組件包括位于所述入口和所述尾管的一個出口之間的唯一閥組件。
13.根據(jù)權(quán)利要求5所述的車輛排氣系統(tǒng)，其中，所述中間管道的總長包括展開的管長，其中，所述被動閥組件是位于所述第一消音器的入口與所述第二消音器的出口之間的廢氣流路內(nèi)的唯一閥組件。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的車輛排氣系統(tǒng)，其中，所述第一消音器的所述入口包括第一管體，所述第一管體具有位于所述入口處的第一端并延展到第二端從而限定了第一管道的總長，所述第一管體在所述第一管體的所述第一端與所述第二端之間限定唯一的廢氣流路；其中，所述第二消音器的所述出口包括第二管體，所述第二管體具有位于所述出口處的第一端并延展到第二端從而限定了第二管道的總長，所述第二管體在所述第二管體的所述第一端與所述第二端之間限定唯一的廢氣流路；其中，所述被動閥組件是位于所述第一管體的第二端與所述第二管體的第二端之間的唯一的閥。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的車輛排氣系統(tǒng)，其中，所述相對于所述第一端和所述第二端之一的所述總管長的初始25%大致對應(yīng)于存在于所述中間管道內(nèi)的聲共振的腹點(diǎn)位置。
【文檔編號】F01N1/10GK103790678SQ201410045177
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2008年11月18日 優(yōu)先權(quán)日:2007年11月21日
【發(fā)明者】克溫·艾布拉姆, 戈文達(dá)拉揚(yáng)·卡利亞納薩米, 約瑟夫·卡拉汗, 羅賓·維拉茨, 伊萬·阿巴克爾, 卡米拉·伊斯坎德羅娃, 詹姆斯·伊根, 丹尼斯·肖 申請人:排放控制技術(shù)有限公司