CN101025103B - 排气系统用消声器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种内燃机、特别是机动车内燃机的排气系统(4)用消声器(1)，包括具有至少一个吸收腔(8)的壳体(2)，该腔充有一种对空气噪声具有吸收作用的吸收材料(9)；一个直通管(3)，该管在消声器(1)的操作过程中运送废气并穿过壳体(2)；和至少一个盲管(10)，该管一端横向连接到直通管(3)上，并在另一端封闭。在吸收腔(8)内延伸的一区域内，该盲管(10)具有对空气噪声进行声传送的壁(13)。

Description

排气系统用消声器
技术领域
本发明涉及一种内燃机、特别是机动车内内燃机的排气系统用消声器。 
背景技术
在机动车排气系统内，可以依次设置若干不同的消声器。例如可区分为前消声器、中消声器和后消声器。后消声器可设置在将废气排出的端部管的附近。例如，这种后消声器可包括一含有吸收腔的壳体，该吸收腔中充满了吸收剂。消声器中传送废气的管连接到排气系统上或者形成排气系统的排气管线的一部分，并通过壳体和吸收腔。在吸收腔内部，对这个直通管的壁进行穿孔，以使废气流夹带的空气噪声能够进入吸收腔并被吸收材料吸收。这样可获得一定的阻尼特性。用这样的设计，特别能在相当大的程度上对中间频率和较高频率进行消音，但却仅能在较小程度上对较低频率进行消音。这种情况适用于有目的的声音设计上。 
在特定的应用中，例如在用于机动车内燃机的排气系统中，人们期望降低较低频率的声压级，同时加强中间频率。 
发明内容
本发明涉及的问题，即提供一种引言中所定义类型的消声器的改进实施方案，其特点是使较低频率和高频率的声压级有相当大的降低，对中间频率有较弱的阻尼。 
本发明基于的总体思想是一盲管，该盲管从穿过壳体的直通管上分叉而出，并在吸收腔内部具有对空气噪声进行声传送的壁。将对空气噪声进行声传送的面积改变成盲管，可导致削弱了相对于中间频率的阻尼性能，而对较高频率的阻尼作用基本上仍是高的，并且没有变化。同时，这种设计会形成使中间频率较好通过的直通管，与传统设计相比，这就意味着对中间频率的加强，而对较低频率来说，该直通管似乎具有更长的长度，该长度会导致较低的频率有更大程度的降低。与具有径向声传送的直通管的传统设计相比，本发明的设计从直通管分叉而出，并且具有径向声传送的盲管的设计具有一种阻尼性能，即在较低的频率产生较大的声压级下降，在中间频率产生较弱的阻尼作用和/或(轻微)放大和在较高的频率产生大约相同的阻尼。同时，本发明的消声器结构设计简单，所以尤其适合大规模生产。 
在一优选实施方式中，直通管在壳体内部和/或吸收腔内部具有不能对空气噪声进行声传送的壁，而不包括将盲管连接到直通管的连接点。这种措施有可能提高相对较低频率的阻尼作用，并改善对中间频率的传声性能。 
不言而喻的是上述特征和下文还将阐述的那些特征不仅可以以给定的特殊结合方式使用，而且可以以其它结合方式或者单独地使用，都不超出本发明的范围。 
附图说明
本发明的优选示例性实施方案描述于附图中并且在以下阐述中详细进行说明。 
图1，表示消声器的纵截面的简略示意图。 
具体实施方式
根据图1，消声器1包括一个壳体2和通过该壳体2的直通管3。该消声器1特别适合安装在设置于机动车内的内燃机排气系统4(仅部分示出)中。为此，可将直通管3连接到排气系统4的排气管线5上。因此，在排气系统4的操作过程中和/或在装有这一系统的内燃机的操作过程中，直通管3用于传送废气。直通管3中的废气的流动方向优选通过图1中的箭头6加以标示。优选将消声器1设计为后消声器，然后由此将直通管3在排出端连接于排气系统4的端管7上，或它本身形成排气系统4和/或排气管线5的端管7。在壳体2内设置至少一个吸收腔8。此处示出的实施例中，基本上壳体2的整个内部都由吸收腔8形成。该吸收腔8中充满了对空气噪声具有吸收作用的吸收材料9。 
在壳体2的内部，将至少一个盲管10连接到直通管3上。在此的盲管10，一端在11处横向连接于直通管3上，而另一端在12处封闭。盲管10在一区域内具有一个对空气噪声进行声传送的壁13，该区域在此没有进一步加以标示，但其在吸收腔8内延伸。例如，在至少一些部分内，盲管10的壁13可具有穿孔14。 
除了将盲管10穿过其中连接到直通管3上的侧面开口15以外，直通管3不间断地穿过壳体2。另外，优选地，将直通管3设计成具有不对空气噪声进行声传送的壁16，而不包括侧面开口15。特别地，不对直通管3的壁16进行穿孔。在特定情况下，为直通管3提供对空气噪声进行声传送的壁可能也是必要的(例如用于阻尼流动噪音)。在目前的情况下，吸收腔8完全充满了壳体2的内部，所以直通管3也必然穿过吸收腔8。 
在目前的情况下，直通管3具有直的入口部分17，其导入壳体2；和直的出口部分18，其导出壳体2；以及连接这两个直的部分17、18的弯曲部分19。因而该直通管3在壳体2内具有由该弯曲部分19形成的一个弯。 
优选地，将盲管10在弯曲部分19的区域内，即特别是相对该弯曲部分半径 的径向外部上连接于直通管3上。因而侧面开口15就在弯曲部分19的外部。在直的部分17、18内，直通管3优选具有恒定的内横截面，其特别是具有相同的尺寸。 
盲管10具有弯的连接部分20和直的尾端部分21。尾端部分21在端上封闭，即在12处，并经由弯的连接部分20连接到直通管3上。此处所示的实施例中，仅在直的尾端部分21内设置有对大气噪声进行声传送的壁13。 
如此处所示，至少在尾端部分21内，该盲管10会具有恒定的内横截面。例如盲管10的闭合端12会具有锥形端头22。 
另外，此处所示的优选实施方式，其特征在于直通管3的出口部分18和盲管10的尾端部分21基本上彼此平行。这会使消声器获得极其紧凑的设计成为可能。然而，由于不同的结构设计，彼此相关的管3、10的位置也可能偏离平行管的导向。 
为了增加消声器1的稳定性，壳体2可装备有至少一个中间底板23，例如其可基本上与壳体2的两端面24平行进行延伸。该中间底板23将吸收腔8分成两分腔8I和8II。优选将该中间底板23设计为对空气噪声可以进行声传送，所以它优选具有穿孔25。直通管3穿过中间底板23，并在侧向上或径向上支撑其上。同样，盲管10也穿过该中间底板23，并在侧向上支撑其上。管3、10各自都借助一滑动座连接于或安装在中间底板23上。 
可以看出，壁13内的穿孔14在盲管10支撑于中间底板23之处是中断的，以便增加那里的盲管10的强度。 
为了获得此处所示的简单而又经济的设计，壳体2可仅包含一个单个的吸收腔8。另外，可方便地仅设置一个单个的直通管3。同样，此处可设置仅一个单个的盲管10。但是，很显然，在另外的实施方式中，也可以从直通管3分叉出两个或多个盲管10。 
由于所提出的消声器1的设计，可获得特殊的阻尼性能。其特点在于，与传统的消声器相比，它能在较低频率和较高频率达到声级显著的降低，而 对中间频率达到相对小的阻尼，以及甚至获得一种加强。相对于待消音的频率，盲管10也可视情况设计为λ/4管，这能提高特定频率的特定阻尼。 
设计为活塞式发动机的内燃机的声谱可通过每次曲轴旋转的点火过程的次数和通过内燃机的转速和/或曲轴的转速加以确定。基于每秒的点火过程次数可获得活塞式发动机的最低特征频率。在具有四冲程系统的四缸发动机中，每次曲轴旋转将有两次点火过程。相对于发动机转速，由此产生的声音的主频率因而具有第二级，这也被称为主要级。这一主要级形成发动机声音的低频率。然后中间频率具有较高的发动机级，例如第四、第六和第八发动机级。 
本发明的消声器1可根据想要达到的目的进行设计，例如，以便使主要的发动机级(例如第二级)获得显著的降低，而以下较高的发动机级，优选第四、第六和第八发动机级，相对无阻尼的离开消声器1。甚至更高的级可用高频率加以分类，优先吸收于吸收材料9中。在具有不同气缸数和/或不同燃烧过程(例如二冲程系统)的内燃机中，这随后会相应地产生不同的对于低频率的主要发动机级和对于中等频率的其它较高的发动机级。 

Claims (13)

1.一种内燃机的排气系统(4)用消声器，
具有包括至少一个吸收腔(8)的壳体(2)，该腔充有一种对空气噪声具有吸收作用的吸收材料(9)；
具有一直通管(3)，该管在消声器(1)的操作过程中运送废气并穿过所述壳体(2)，所述直通管(3)在壳体内部或吸收腔内部具有不能对空气噪声进行声传送的壁；
具有至少一个盲管(10)，该管一端横向连接到所述直通管(3)上，并在另一端封闭；
由此，在所述吸收腔(8)内延伸的一区域内，所述盲管(10)具有对空气噪声进行声传送的壁(13)。
2.根据权利要求1所述的消声器，其特征在于，
除了将所述盲管(10)连接到所述直通管(3)上的连接点以外，所述直通管(3)不间断地穿过所述壳体(2)。
3.根据权利要求1或2所述的消声器，其特征在于，
所述直通管(3)穿过所述吸收腔(8)。
4.根据权利要求3所述的消声器，其特征在于，
所述直通管(3)具有导入所述壳体(2)的直的入口部分(17)，导出所述壳体(2)的直的出口部分(18)，和将所述入口部分(17)与所述出口部分(18)相连接的弯曲部分(19)。
5.根据权利要求4所述的消声器，其特征在于，
所述盲管(10)在所述弯曲部分(19)的区域内连接到所述直通管(3)上。
6.根据权利要求5所述的消声器，其特征在于，
所述盲管(10)在径向外部上连接到所述直通管(3)上。
7.根据权利要求6任一项所述的消声器，其特征在于，
所述盲管(10)具有一端上封闭的直的尾端部分(21)和将所述尾端部分(21)连接到所述直通管(3)上的弯的连接部分(20)，并且
仅所述尾端部分(21)具有对空气噪声进行声传送的所述壁(13)。
8.根据权利要求7所述的消声器，其特征在于，所述直通管(3)的所述出口部分(18)和所述盲管(10)的所述尾端部分(21)在所述壳体(2)内相互平行。
9.根据权利要求8所述的消声器，其特征在于，
所述壳体(2)具有至少一个中间底板(23)，该中间底板将所述吸收腔(8)分成两分腔(8I，8II)，所述中间底板(23)设计为对空气噪声可以进行声传送，
所述直通管(3)穿过所述中间底板(23)，并支撑其上，所述盲管(10)穿过所述中间底板(23)，并支撑其上。
10.根据权利要求9所述的消声器，其特征在于，
除了所述盲管(10)连接到所述直通管(3)上的所述连接点以外，至少在所述壳体(2)内，所述直通管(3)具有恒定的流动横截面，所述盲管(10)具有恒定的横截面，所述盲管(10)具有锥形端头(22)。
11.根据权利要求10所述的消声器，其特征在于，
仅设置一个单个的吸收腔(8)，所述吸收腔(8)充满所述壳体(2)的内部，仅设置一个单个的直通管(3)，仅设置一个单个的盲管(10)。
12.根据权利要求11所述的消声器，其特征在于，
将所述消声器(1)设计为后消声器，所述直通管(3)形成所述壳体(2)下游的所述排气系统(4)的端管(7)。
13.一种用于内燃机的排气系统，
具有至少一个根据权利要求1-12任一项所述的消声器(1)。
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