CN102383907B - 排气消声器的排气气流控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种排气消声器的排气气流控制装置，其能够使阀簧对阀板的闭阀力随阀板开度的增大而减小或者基本不变。排气气流控制阀(20)由以下部件构成：阀板(21)，其在下游侧排气管(11)的内侧、且在封闭分流孔(17)的全闭位置(C)与敞开分流孔(17)的全开位置(O)之间转动，并在该全开位置(O)处以末端朝向下游侧排气管(11)的下游侧的方式与下游侧排气管(11)铰接；阀簧支承部件(25)，其以横跨分流孔(17)的方式设于下游侧排气管(11)；以及阀簧(22)，其一端部固定连接于阀板的比阀簧支承部件靠下游侧排气管的下游侧的末端部，其另一端部侧以能够滑动的方式压接于阀簧支承部件，利用该阀簧的推斥力对阀板向全闭位置侧施力。

Description

排气消声器的排气气流控制装置

技术领域

本发明涉及排气消声器的排气气流控制装置的改良，在所述排气消声器中，下游侧排气管与消声器主体连接，该下游侧排气管的一端部与消声器主体内连通，并且该下游侧排气管的另一端部向大气敞开，在该下游侧排气管的长边方向中间部设有将消声器主体内与下游侧排气管的中间部内连通的分流孔，并且在下游侧排气管附设有排气气流控制阀，该排气气流控制阀在消声器主体内的压力未达到预定值时使该分流孔关闭，而在该压力达到预定值以上时使该分流孔打开。

背景技术

如下述专利文献1所公开的那样，上述排气消声器的排气气流控制装置已被公知。

专利文献1：日本特开2000-2112号公报

根据上述排气消声器的排气气流控制装置，在发动机的低速、低负载运转时，通过排气气流控制阀的闭阀，发动机的排出气体流过下游侧排气管的全长，由此能够实现低频噪音的降低，此外，在发动机的高度、高负载运转时，通过由消声器主体内的压力上升引起的排气气流控制阀的开阀，发动机的排出气体流过下游侧排气管中的从中间部的分流孔至下游端为止的较短区间，由此，通过减小背压，能够实现发动机输出的提高和气流声的降低。

然而，在现有的上述排气消声器的排气气流控制装置中，如专利文献1所公开的那样，利用螺旋弹簧构成对阀板向关闭方向施力的阀簧，并将该阀簧的固定端与下游侧排气管侧连接，并且将该阀簧的自由端与阀板连接，因此，如图13的线L所示，由阀簧产生的对阀板的闭阀扭矩随阀板开度的增大而增加，因而阀板难以打开至高开度，难以充分地得到发动机高速、高负载运转时的所述特性。

发明内容

本发明正是鉴于上述情况而作出的，其目的在于提供一种排气消声器的排气气流控制装置，该排气消声器的排气气流控制装置能够使阀簧对阀板的闭阀力随阀板开度的增大而减小或者基本不变，从而在发动机的高速、高负载运转时能够借助消声器主体内的压力上升而使排气气流控制阀容易地打开至高开度，能够满足减小背压和降低气流声的特性。

为了达成上述目的，本发明提供一种排气消声器的排气气流控制装置，在所述排气消声器中，下游侧排气管与消声器主体连接，所述下游侧排气管的一端部与消声器主体内连通，并且所述下游侧排气管的另一端部向大气敞开，在所述下游侧排气管的长边方向中间部设有将消声器主体内与下游侧排气管的中间部内连通的分流孔，并且在下游侧排气管附设有排气气流控制阀，该排气气流控制阀在消声器主体内的压力未达到预定值时使所述分流孔关闭，而在所述压力达到预定值以上时使所述分流孔打开，其第一特征在于，排气气流控制阀由以下部件构成：阀板，所述阀板在下游侧排气管的内侧、且在封闭分流孔的全闭位置与敞开分流孔的全开位置之间转动，并且在所述全开位置处，所述阀板以末端朝向下游侧排气管的下游侧的方式与下游侧排气管铰接；阀簧支承部件，所述阀簧支承部件以横跨分流孔的方式设于下游侧排气管；以及阀簧，所述阀簧的一端部固定连接于阀板的比阀簧支承部件靠下游侧排气管的下游侧的末端部，并且所述阀簧的另一端部侧以能够滑动的方式压接于阀簧支承部件，利用所述阀簧的推斥力对阀板向全闭位置侧施力。

此外，在第一特征的基础上，本发明的第二特征在于，阀板的基端部经由挠性铰链部件与下游侧排气管的内壁连接。

另外，在第一特征的基础上，本发明的第三特征在于，在阀板的基端部形成有钩状的铰链部，该铰链部以能够转动的方式与支承部件的铰链孔卡合，该支承部件固定连接于下游侧排气管的内壁。

另外，在第一特征的基础上，本发明的第四特征在于，杆状的阀簧支承部件的两端部固定连接于下游侧排气管的外侧面，并且阀簧以能够滑动的方式压接于该阀簧支承部件的相对于下游侧排气管的外侧面隆起的外周面。

另外，在第一特征的基础上，本发明的第五特征在于，阀簧支承部件由隔壁构成，该隔壁在分流孔的冲孔加工时以将分流孔分为两部分的方式残留在下游侧排气管，在该隔壁形成有相对于下游侧排气管的外侧面隆起的隆起部，并且阀簧以能够滑动的方式压接于该隆起部。

另外，在第一、第四、第五特征中的任意一项的基础上，本发明的第六特征在于，当阀板位于全闭位置时，阀簧的比阀簧支承部件靠阀板的基端部侧的末端部形成为向分流孔侧弯曲的弯曲部。

根据本发明的第一特征，能够使阀簧对阀板的闭阀扭矩随阀体开度的增大而减小或者基本不变，由此阀体的开阀响应性提高，在发动机的高速、高负载运转时能够可靠地实现排气消声器中的背压的减小和气流声的降低。

根据本发明的第二特征，通过采用挠性铰链部件，阀板的开闭动作变得顺畅，能够减少阀簧的弹力损失。

根据本发明的第三特征，能够以低廉的价格得到阀板相对于下游侧排气管的铰链连接结构。

根据本发明的第四特征，仅通过将杆状的阀簧支承部件单纯地固定连接于下游侧排气管的外侧面，就能够形成使该阀簧支承部件的外周面相对于下游侧排气管的外侧面隆起的状态，因此，只要将一端固定连接于阀板的末端部的阀簧压接于阀簧支承部件的外周面，就能够使该阀簧翘曲并产生推斥力。

根据本发明的第五特征，由于阀簧支承部件无需采用特殊的部件，因此有利于实现结构的简化以及成本的降低。

根据本发明的第六特征，随着阀板靠近全开位置，阀簧的弯曲部压接于阀簧支承面，由此能够使阀簧对阀板的闭阀力大致恒定，由此能够提高阀体向全闭位置复位的复位响应性。

附图说明

图1是本发明的第一实施方式涉及的发动机用排气消声器的纵剖视图。

图2是沿图1中的2-2线的放大剖视图(将排气气流控制阀以全闭状态示出)。

图3是沿图1中的3-3线的放大剖视图。

图4是示出排气气流控制阀的中间开度状态的、与图2对应的图。

图5是示出排气气流控制阀的全开状态的、与图2对应的图。

图6是示出本发明的第二实施方式的、排气气流控制阀的俯视图。

图7是沿图6中的7-7线的剖视图。

图8是沿图6中的8-8线的剖视图。

图9是沿图6中的9-9线的剖视图。

图10是示出本发明的第三实施方式的、与图2对应的图。

图11是示出本发明的第四实施方式的、与图2对应的图。

图12是上述第四实施方式的作用说明图。

图13是排气气流控制阀的闭阀扭矩特性线图，其中，线L表示现有技术的特性，线M表示本发明的第一实施方式的特性，线M’表示本发明的第四实施方式的特性。

标号说明

C：阀板的全闭位置；O：阀板的全开位置；2：消声器主体；11：下游侧排气管；17：分流孔(短絡孔)；20：排气气流控制阀；21：阀板；21a：铰链部；22：阀簧；22a：弯曲部；23：挠性铰链部件；25：阀簧支承部件(隔壁)；25b：隆起部；27：支承部件；27a：铰链孔。

具体实施方式

基于附图在下面说明本发明的实施方式。

首先，从图1～图5所示的本发明的第一实施方式开始进行说明。

在图1中，机动车用的排气消声器1包括消声器主体2、上游侧排气管10和下游侧排气管11。消声器主体2由主体部3、以及焊接于该主体部3的前后两端的前部端板4和后部端板5构成为密闭鼓状。利用焊接于主体部3的中间部内周面的隔壁板6，将该消声器主体2的内部分隔为前部消声室7和后部消声室8，在该隔壁板6设有将两个消声室7、8之间连通的大量的第一消声孔13、13…。

上游侧排气管10的上游端与发动机E的排气口连接，并且该上游侧排气管10的下游端部贯通前部端板4和隔壁板6并与后部消声室8相对，该上游侧排气管10的下游端被焊接端板16封闭，但在上游侧排气管10的位于后部消声室8内的周壁，设有将该上游侧排气管10的管内与后部消声室8连通的大量的第二消声孔14、14…。该上游侧排气管10与前部端板4之间以及该上游侧排气管10与隔壁板6之间分别通过焊接结合。

下游侧排气管11形成为：其上游端起始于前部消声室7，在贯通前部端板4而伸出到前部消声室7外并呈U字形地弯曲后，该下游侧排气管11再次贯通前部端板4，进而贯通前部消声室7、隔壁板6、后部消声室8以及后部端板5，然后其下游端向大气敞开。该下游侧排气管11的上游端被所述隔壁板6的无孔部分封闭，但在该下游侧排气管11的上游侧的周壁设有将该下游侧排气管11的管内与前部消声室7连通的大量的第三消声孔15、15…。该下游侧排气管11与前部端板4之间、该下游侧排气管11与隔壁板6之间、以及该下游侧排气管11与后部端板5之间分别通过焊接结合。

如图1和图2所示，下游侧排气管11的从配置于后部消声室8的中间部至下游端的部分形成为扁平管部11a，在该扁平管部11a的一侧的平坦部设有分流孔17，该分流孔17使下游侧排气管11的内部向后部消声室8敞开。在所述扁平管部11a附设有对该分流孔17进行开闭的排气气流控制阀20。

如图1～图3所示，排气气流控制阀20的主要结构构件包括：平板状的阀板21；阀簧支承部件25；和由平板状的板簧构成的阀簧22。

阀板21位于扁平管部11a的内侧，其自由端朝向下游侧排气管11的下游侧，其基端部经由作为金属制网带的挠性铰链部件23以转动自如的方式与扁平管部11a的平坦部内表面连接，并且该阀板21形成为在封闭分流孔17的全闭位置C(图3)和使分流孔17敞开的全开位置O(图5)之间转动，在阀板21的全闭位置C，阀板21紧贴于扁平管部11a的分流孔17侧的内表面，在阀板21的全开位置O，阀板21的自由端抵接于扁平管部11a的与分流孔17相反的一侧的内表面。

阀簧支承部件25形成为杆状，并且以沿与扁平管部11a的长边方向正交的方向横跨分流孔17的方式配置，并且，该阀簧支承部件25的两端部通过焊接固定于扁平管部11a的外侧面。该阀簧支承部件25具有相对于扁平管部11a的平坦部外表面隆起的圆筒状的阀簧支承面25a。

阀簧22的一端部通过铆钉24固定连接于阀板21的比所述阀簧支承部件25靠下游侧排气管11的下游侧的末端部，该阀簧22的另一端部侧被压接于阀簧支承部件25的阀簧支承面25a，通过该阀簧22的推斥力来对阀板21向全闭位置C侧施力。

接下来，对该实施方式的作用进行说明。

在发动机E的低速、低负载运转状态下，发动机E的排出气体如箭头A所示地依次通过上游侧排气管10、第二消声孔14、14…、后部消声室8、第一消声孔13、13…、前部消声室7、第三消声孔15、15…、下游侧排气管11，从而被消声并排放到大气中。这期间，由于作用于排气气流控制阀20的阀板21的后部消声室8的压力比较低，因此阀板21借助于阀簧22的作用力被保持在全闭位置C，分流孔17被封闭，因此排出气体通过比较长的下游侧排气管11的全长，能够实现低频噪音的降低。

当发动机E过渡至高速、高负载运转状态时，流过上述路径的排出气体的流量增加，后部消声室8的压力上升，当由该压力产生的对阀板21的开阀扭矩超过由阀簧22的作用力产生的对阀板21的闭阀扭矩时，阀板21向全开位置O转动，使分流孔17的开度增加。这时，从上游侧排气管10排出到后部消声室8的排出气体与分流孔17的开度相对应地如箭头B所示地向分流孔17进行分流，该排出气体被倾斜的阀板21引导并通过自分流孔17以后的较短的下游侧排气管11，然后排放到大气中。由此，能够实现因背压的减小而得到的发动机输出的提高以及气流声的降低。

在此，考察阀簧22施加于阀板21的闭阀力。

如图2所示，当阀板21保持于全闭位置C时，阀簧22在向与阀簧支承部件25相反的一侧翘曲的同时压接于阀簧支承面25a，从而该阀簧22的推斥力F垂直地施加于阀簧支承面25a。该推斥力F的、与扁平管部11a的外侧面垂直的方向的分力Fa成为对阀板21向全闭位置C侧施力的闭阀力Fa。

而且，当阀板21如图4、图5所示向全开位置O转动时，与此相伴，阀簧22在阀簧支承面25a向阀板21侧滑动并稍稍增加翘曲量，因此阀簧22对阀簧支承面25a的推斥力F稍稍增加，但由于该推斥力F的方向接近于与扁平管部11a的外侧面平行的状态，因此闭阀力Fa大幅地减小。其结果是，如图13中的线M所示，由该闭阀力Fa产生的对阀板21的闭阀扭矩呈现随阀板21开度的增大而减小的特性。这意味着如果阀板21借助后部消声室8的压力而开始打开，则能够自动地一口气转动到全开位置O，由此能够可靠地实现背压的减小和气流声的降低。

此外，由于阀板21经由挠性铰链部件23以转动自如的方式与扁平管部11a的内壁连接，因此阀板21的开闭动作顺畅，能够减少阀簧22的弹力损失。

此外，仅通过将杆状的阀簧支承部件25单纯地固定连接于扁平管部11a的外侧面，就能够形成使该阀簧支承部件25的圆筒状的阀簧支承面25a相对于扁平管部11a的外侧面隆起的状态，因此，只要将一端固定连接于阀板21的末端部的阀簧22压接于阀簧支承面25a，就能够使该阀簧22翘曲并产生推斥力。

接下来，对图6～图9所示的本发明的第二实施方式进行说明。

在该第二实施方式中，在阀板21的基端部形成有钩状的铰链部21a，该铰链部21a以能够转动的方式与支承部件27的长孔状的铰链孔27a卡合，该支承部件27焊接在扁平管部11a的内壁。此外，阀簧支承部件25由隔壁25构成，该隔壁25在分流孔17的冲孔加工时以将分流孔17分为两部分的方式残留在扁平管部11a，在该隔壁25的中央部形成有相对于下游侧排气管11的外侧面隆起的隆起部25b，并使阀簧22以能够滑动的方式压接于该隆起部25b。

其他的结构与上述实施方式相同，因此在图6～图9中对与上述实施方式对应的部分标以相同的参考标号并省略重复的说明。

根据该第二实施方式，能够达成与第一实施方式同样的作用效果，而且还能够以低廉的价格得到阀板21相对于扁平管部11a的铰链连接结构。并且，由于阀簧支承部件25无需采用特殊的部件，因此有利于结构的简化和成本的降低。

接下来，对图10所示的本发明的第三实施方式进行说明。

该第三实施方式中，阀板21相对于扁平管部11a的铰链连接结构采用第二实施方式的结构，而阀簧支承部件25采用第一实施方式的结构。图10中，对与第一和第二实施方式对应的部分标以相同的参考标号并省略重复的说明。

最后，对图11和图12所示的本发明的第四实施方式进行说明。

在该第四实施方式中，当阀板21处于全闭位置C时，阀簧22的比阀簧支承部件25靠阀板21的基端部侧的末端部形成为向分流孔17侧弯曲的弯曲部22a。其他的结构与上述第一实施方式相同，因此在图11和图12中，对与第一实施方式对应的部分标以相同的参考标号并省略重复的说明。

根据该第四实施方式，随着阀板21靠近全开位置O，阀簧22的弯曲部22a压接于阀簧支承面25a，由此能够使阀簧22对阀板21的闭阀力Fa大致恒定(参照图13的线M’)，由此，在发动机E回到低速、低负载运转状态，从而后部消声室8的压力降低时，能够提高阀板21向全闭位置C复位的复位响应性。

本发明并不限定于上述实施方式，可以在不脱离其主旨的范围内进行各种设计变更。

Claims (6)

1.一种排气消声器的排气气流控制装置，在所述排气消声器中，下游侧排气管（11）与消声器主体（2）连接，所述消声器主体（2）的内部分隔为前部消声室（7）和后部消声室（8），所述下游侧排气管（11）的一端部与消声器主体（2）内连通，并且所述下游侧排气管（11）的另一端部向大气敞开，所述下游侧排气管（11）的从配置于所述后部消声室（8）的中间部至下游端的部分形成为扁平管部（11a），在所述扁平管部（11a）的长边方向中间部设有将消声器主体（2）内与下游侧排气管（11）的中间部内连通的分流孔（17），并且在下游侧排气管（11）附设有排气气流控制阀（20），该排气气流控制阀（20）在消声器主体（2）内的压力未达到预定值时使所述分流孔（17）关闭，而在所述压力达到预定值以上时使所述分流孔（17）打开，

排气气流控制阀（20）由以下部件构成：

阀板（21），所述阀板（21）在下游侧排气管（11）的内侧、且在封闭分流孔（17）的全闭位置（C）与敞开分流孔（17）的全开位置（O）之间转动，并且在所述全开位置（O）处，所述阀板（21）以末端朝向下游侧排气管（11）的下游侧的方式与下游侧排气管（11）铰接；

阀簧支承部件（25），所述阀簧支承部件（25）以横跨分流孔（17）的方式设于下游侧排气管（11）；以及

阀簧（22），所述阀簧（22）的一端部固定连接于阀板（21）的比阀簧支承部件（25）靠下游侧排气管（11）的下游侧的末端部，并且所述阀簧（22）的另一端部侧以能够滑动的方式压接于阀簧支承部件（25），利用所述阀簧（22）的推斥力对阀板（21）向全闭位置（C）侧施力。

2.根据权利要求1所述的排气消声器的排气气流控制装置，其特征在于，

阀板（21）的基端部经由挠性铰链部件（23）与下游侧排气管（11）的内壁连接。

3.根据权利要求1所述的排气消声器的排气气流控制装置，其特征在于，

在阀板（21）的基端部形成有钩状的铰链部（21a），该铰链部（21a）以能够转动的方式与支承部件（27）的铰链孔（27a）卡合，该支承部件（27）固定连接于下游侧排气管（11）的内壁。

4.根据权利要求1所述的排气消声器的排气气流控制装置，其特征在于，

杆状的阀簧支承部件（25）的两端部固定连接于下游侧排气管（11）的外侧面，并且阀簧（22）以能够滑动的方式压接于该阀簧支承部件（25）的相对于下游侧排气管（11）的外侧面隆起的外周面。

5.根据权利要求1所述的排气消声器的排气气流控制装置，其特征在于，

阀簧支承部件（25）由隔壁（25）构成，该隔壁（25）在分流孔（17）的冲孔加工时以将分流孔（17）分为两部分的方式残留在下游侧排气管（11），在该隔壁（25）形成有相对于下游侧排气管（11）的外侧面隆起的隆起部（25b），并且阀簧（22）以能够滑动的方式压接于该隆起部（25b）。

6.根据权利要求1、4、5中的任意一项所述的排气消声器的排气气流控制装置，其特征在于，

当阀板（21）位于全闭位置（C）时，阀簧（22）的比阀簧支承部件（25）靠阀板（21）的基端部侧的末端部形成为向分流孔（17）侧弯曲的弯曲部（22a）。

Images