CN102770631A

CN102770631A - 排气管

Info

Publication number: CN102770631A
Application number: CN2011800100733A
Authority: CN
Inventors: 荣辉
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 2010-02-23
Filing date: 2011-02-18
Publication date: 2012-11-07
Anticipated expiration: 2031-02-18
Also published as: WO2011105304A1; EP2541013B1; KR101382015B1; US20120312630A1; EP2541013A1; JP5355448B2; US8485312B2; CN102770631B; KR20120117891A; JP2011174387A; EP2541013A4

Abstract

本发明的目的在于提供即使进行弯曲加工也获得充分的隔音效果及排气温度降低防止效果的排气管。本发明的排气管(1)具有：引导排气的内管(10)、外嵌于该内管(10)的外管(11)。在外管(11)的内周面设有使周向上的一部分遍及管轴方向向径向内侧突出的突条(12)。在内管(10)的外周面和外管(11)的内周面之间形成有由突条(12)分隔开的多个空气室，在内管(10)的外周面和突条(12)之间设有夹设部件(15)。

Description

排气管

技术领域

本发明涉及能够适用于机动车用发动机等内燃机的排气管。

背景技术

作为从机动车用发动机经由歧管向车身后部引导废气的排气管，在专利文献1等提出有在外管和内管之间设置微小间隙(10～150μm)的双重金属管。

该双重金属管的目的在于，将发动机的振动和废气压的脉动引起的内管的振动通过所述微小间隙来衰减，从而提高隔音性。

【在先技术文献】

【专利文献】

【专利文献1】日本国特开平2-180400号公报

机动车的车身里侧(底)根据车型不同具有各种各样的凹凸图案的结构。因此，在安装排气管之际，需要考虑车身里侧的凹凸图案的同时对排气管实施与各个车型对应的弯曲加工。在将外管与内管之间的间隙微小的所述现有公知的双重金属管用于排气管的情况下，当然需要使管轴方向上的各处向各种方向弯曲。

然而，在该弯曲加工中，有时在排气管的弯曲的外侧引起“管轴方向上的伸长”。另外，在弯曲的内侧引起“管轴方向上的压缩”，产生伴随压曲的褶皱。从而，由于这些伸长和压曲，而经常发生外管的内周面与内管的外周面局部接触的情况。当然，在这种外管和内管的接触部位，内管的振动直接向外管传播，噪音向外泄露。即，存在不能获得充分的隔音性的问题。

另一方面，最近，正在开发除汽油发动机之外还搭载行驶用的电动机，将它们根据行驶条件而区分使用的混合动力车和等待信号时等的短时间停车中也使发动机停止的车型等称为低公害车的机动车。在这些机动车中，由于汽油发动机的工作时间减少，存在排气温度降低的倾向。

然而，设于排气管的催化装置的效果在废气温度(排气温度)不高于规定温度的情况下不大。因此，排气温度的降低关系到催化装置的处理能力的降低，由于废气限制和环境问题而存在成为重大问题的可能性。然而，在专利文献1等记载的现有的双重金属管中，外管和内管之间的间隙微小，因此，几乎不能期待防止排气温度降低的作用。即，可知即使将该双重金属管用于排气管，也无法解决上述问题。

发明内容

本发明是鉴于上述情况而做出的，其目的在于，提供一种弯曲加工容易，且即使进行弯曲加工也获得充分的隔音效果、防止排气温度降低的效果的排气管。

为了实现上述目的，本发明采取了如下方式。

即，本发明的排气管具有对来自发动机的排气进行引导的内管和外嵌于所述内管的外管，其特征在于，在所述外管的内周面形成有向径向内侧突出且沿长度方向连续的突条，在所述内管的外周面和所述外管的内周面之间形成有利用所述突条分隔开的多个空气室，在所述内管的外周面与所述突条之间设有夹设部件。

根据这种结构的排气管，由于形成于内管和外管之间的空气室(空气层)隔断从内管向外管的噪音和热量的外部传播，因此，获得隔音作用和保温作用。

另外，由于在内管和外管之间的间隙(空气室)设有夹设部件，因此，内管与外管不直接接触，也防止内管的振动经由突条向外管传播。

优选所述夹设部件由具有弹性的高气孔材料形成，所述夹设部件以充满所述空气室的方式设置。

若如此设置，则空气室为“由包含较多气孔的高气孔材料充满的室”，进一步有效获得隔音作用及保温作用。另外，由于夹设部件具有弹性，因此，可靠防止内管的振动经由突条向外管传播。

优选所述突条形成在与所述外管弯曲之际成为外侧的位置相对应的位置。

若如此设置，则能够利用对排气管进行弯曲加工之际成为弯曲的外侧的突条来可靠维持内管与外管之间的间隙(空气室)。

另外，优选所述突条没有形成在与所述外管弯曲之际成为外侧的位置在径向上对置的位置相对应的位置。

如此，通过与弯曲加工时的弯曲曲线的外侧和内侧关联地配置突条，从而能够可靠防止外管的径向的压溃变形等。并且，获得容易进行弯曲加工的效果。

优选所述突条以沿所述外管弯曲之际的中立轴线的方式设置。

通过如此设置，在弯曲加工时，防止外管和内管在长度方向上的位置偏移，能够使外管可靠地将内管保持在其中央部。

【发明效果】

根据本发明的排气管，即使进行弯曲加工也获得充分的隔音效果，另外，获得防止废气温度降低的效果。

附图说明

图1是表示本发明的排气管的使用例的立体图。

图2是表示本发明的排气管的使用例的示意图。

图3(A)是表示本发明的排气管的第一实施方式的剖视图，(B)是表示本发明的排气管的第一实施方式的变形例的剖视图。

图4(A)是表示本发明的排气管的第二实施方式的剖视图，(B)是表示本发明的排气管的第二实施方式的变形例的剖视图。

图5(A)是表示本发明的排气管的第三实施方式的剖视图，(B)是表示本发明的排气管的第三实施方式的变形例的剖视图。

图6(A)是表示本发明的排气管的第四实施方式的剖视图，(B)是表示本发明的排气管的第四实施方式的变形例的剖视图。

图7是表示本发明的排气管的第五实施方式的剖视图。

具体实施方式

以下，基于附图对本发明的实施方式进行说明。

如图1、图2所示，本发明的排气管1用于将从发动机2排出的废气向车身后方引导，且该排气管1相对于机动车用发动机2等内燃机经由歧管3将催化装置4、5和消音器6、7相互连结。

排气管1的长度根据连结间距离的不同而能够变更为各种长度。另外，按机动车的车型，对排气管1根据车身里侧(底)的凹凸图案实施向各种方向上的弯曲加工。

需要说明的是，催化装置4、5将废气中的烃、一氧化碳、氮氧化物等通过氧化或还原而除去。另外，消音器6、7使废气压导致的振动衰减而进行消音。上述催化装置4、5及消音器6、7的使用数量和配置等根据发动机2的排气量和型式等适当变更。排气管1与催化装置4、5和消音器6、7的连结和排气管1彼此的连结通过焊接等进行。

需要说明的是，在图1和图2中，催化装置4、5和消音器6、7的相互间的连结都通过本发明的排气管1进行。然而，例如与歧管3连结的部分等有时配置在机动车的发动机室内，因此，可以用现有公知的单管和双重金属管等代替。

[第一实施方式]

图3(A)表示本发明的排气管1的第一实施方式，图3(B)表示本发明的排气管1的第一实施方式的变形例。

该排气管1具有对来自发动机2的废气进行引导的内管10、外嵌于该内管10的外管11。

在外管11的内周面在剖视下设有7个突条12，在内管10的外周面和外管11的内周面之间形成有由突条12在周向上分隔开的7个空气室13(空气层)。该空气室13的厚度(径向尺寸)与突条12的突出高度(径向尺寸)大致相同。

夹设部件15以夹在内管10的外周面与突条12的突端之间的状态存在。即，排气管1成为由内管10、夹设部件15、外管11构成的三层构造。空气室13成为如图3(A)所示的由夹设部件15完全充满的状态(充满状态)、或如图3(B)所示，留有若干空隙的情况下被夹设部件15填充的状态(非充满状态)。

以下对各构件进行详细说明。

内管10为在俯视下为大致圆形的长条状的筒管。内管10的材料从相对于废气温度的耐热性、相对于废气中所含的物质的耐腐蚀性、相对于排气振动或行驶振动等外力的机械强度优良的材料中选择。特别是，选择相对于弯曲和切断等的加工性、在材料成本方向的经济性、行驶性能方面的轻量性等方面优良的材料。具体而言，内管10优选由不锈钢形成。

外管11为在俯视下大致圆形的长条状的筒管，具有能够将内管10插入内部的直径。

外管11的材料从相对于雨水和融雪剂等的耐腐蚀性、相对于小石子的碰撞和路面的摩擦等的机械强度优良的材料中选择。特别是，选择一体地成形突条12的成形性、相对于弯曲和切断等的加工性、材料成本方面的经济性、从行驶性能方面的轻量性等方面优良的材料。具体而言，外管11优选由铝或铝合金等的挤出材料形成。

在该外管11的内周面在俯视下设有7个突条12。

突条12在外管11的周向上的一部分向径向内侧突出，且以沿外管11的轴向遍及全长的方式连续地形成。突条12相对于外管11一体地挤出形成。突条12以将外管11的内周面沿周向分为7部分的方式配置。即，突条12总共设置7个。

如图3所示，配置突条12的间距在周向上不等分。图中，在外管11的上方侧间距窄，外管11的下方侧间距宽。故此，在周向上相邻的突条12间形成的空气室13在周向上的宽度在图中上方侧窄、下方侧宽。空气室13的层厚(径向尺寸)均由相同尺寸形成。

突条12的截面形状为以外管11的内周面侧为底边的等腰三角形状，其顶角部被倒圆角为半圆形。另外，该等腰三角形的斜边从外管11的内周面竖起的裾部分处，其外角也被圆滑地实施了倒圆角加工。

突条12的突出高度形成为比空气室13的层厚小，能够在突条12的突端部与内管10的外周面之间形成“间隙”。在该间隙夹入夹设部件15。

另外，如前所述，在排气管1向机动车安装之际有时实施弯曲加工(参照图1)。

在图3中，假设以外管11的上部成为弯曲的外侧(曲线的外侧即曲率半径大的一侧)、外管11的下部成为弯曲的内侧(曲线的内侧即曲率半径小的一侧)的方式进行弯曲的情况。以下，对7个突条12(12A～12D)相对于外管11的内周面设置的配置意义进行说明。

首先，突条12A配置在外管11中成为弯曲最外侧的位置A。在弯曲内侧即与位置A在径向上对置的位置A’没有设置突条12。

进而，在成为弯曲外侧和弯曲内侧的中间位置的位置C(排气管1的水平方向位置、两处)形成有突条12C，位置A和位置C的中间的位置D(两处)形成有突条12D。

此外，在位置A’的左右两侧的位置(位置B)形成有突条12B。突条12B、12B设置在将外管11的下半部分(右侧的位置C～左侧的位置C)3等分的位置。

各突条12A～12D的作用如下说明。

设于位置A的突条12A在弯曲时支承内管10。该突条12A的支承力作用为防止弯曲导致的外管11向径向的压溃(防止空气室13的压溃)。另一方面，在与位置A在径向上对置的位置A’没有设置突条12。

如前所述，在排气管1的弯曲加工过程中，排气管1的弯曲内侧引起“管轴方向的压缩”，产生伴随压曲的褶皱。由于不能缺少允许该褶皱产生的空间，因此，在位置A’不设置突条12为好。假设在位置A’存在有突条12，在该部分产生强的压缩弯曲的情况下，产生厚壁的压曲，从而产生空气室13被压溃或外管11与内管10的接触，因而不优选。

需要说明的是，在使排气管1弯曲之际，有可能在外管11的弯曲内侧(尤其是突条12B～突条12B之间)朝向外管11的径向内外凹陷或伸出，产生沿周向的褶皱。为了防止外管11的这种变形到达内管10，优选将突条12B、突条12B在可能的范围内接近位置A’的左右附近配置。

突条12C设置在与不会受到伴随排气管1的弯曲引起的管轴方向的拉伸和管轴方向的压缩的影响的位置(中立轴线上)相对应的位置C。从而，防止外管11的突条12C和内管10在弯曲加工时在长度方向上发生位置偏移，外管11能够可靠地将内管10保持在其中央部。

除此之外的突条12B、突条12D发挥将内管10可靠地保持在外管11的中央部，且尽可能抑制伴随弯曲的空气室13的压溃的作用。

如上所述，通过在位置A～位置D配置突条12A～突条12D，从而，即使对该排气管1实施弯曲加工的情况下，也能够在内管10的外周面和外管11的内周面之间的除突条12以外的大致整周确保空气室13。

需要说明的是，优选在外管11的外周面标注与所有的突条12或任一的突条12对应的标识(例如线或虚线等显示)。若如此设置，则在使排气管1弯曲之际，能够容易且可靠地进行使外管11的第一位置A的突条12A弯曲而朝向外侧、使第二位置B的突条12B弯曲而朝向内侧。

另外，排气管1的弯曲加工不仅限于平面的一次弯曲，也包括向不同方向的多次弯曲的情况、包括三维的弯曲(倾斜方向和曲线弯曲等)的情况。在这种情况下，以标注在外管11的外周面的标识为基准的同时，使该排气管1绕其轴心旋转的基础上，以使标注在外管11的外周面上的标识与弯曲方向大致一致的方式弯曲即可。

另外，配设在内管10和外管11之间的夹设部件15为具有气孔的弹性构件，由能够在内部保持空气室的高气孔材料形成。当然，夹设部件15需要对内管10的升温温度(排气温度)具有耐热性，且对水分等的耐腐蚀性优良。具体而言，优选使用玻璃棉或陶瓷棉。

需要说明的是，该夹设部件15最低限度设置在内管10的外周面和突条12的突出端之间即可，也可以只设置在该部分。而实际上，夹设部件15设置在内管10和外管11之间的全周。将夹设部件15如此设置在全周对提高内管10和外管11之间的保温性方面有利。在图3(A)中，夹设部件15以充满空气室13的方式配置(充满状态)，其保温性被最大限度地提高。

不过，夹设部件15的配置并没有限定于此。如图3(B)所示的变形例那样，也可以在突条12以外的部位，以在外管11的内周面和夹设部件15之间形成间隙17的方式配置夹设部件15(非充满状态)。

以上，根据详细的说明可知，本发明的排气管1中，形成于内管10和外管11之间的空气室13用于遮挡从内管10向外管11的噪音和热的传播，具有隔音作用及保温作用。因此，能够获得抑制排气噪音的效果及防止催化装置4、5的处理能力降低的效果。

进而，若以设于外管11的内周面的突条12(尤其是突条12A)成为弯曲的外侧的方式对排气管1实施弯曲加工，则通过突条12A能够确保内管10和外管11之间的空气室13不变形不被压溃。

另外，在内管10的外周面和突条12之间夹入有具有弹性的夹设部件15，因此，也防止内管10的振动经由突条12向外管11传播。

由此，即使对本发明的排气管1进行弯曲加工，也能够可靠获得存在有夹设部件15的空气室13所实现的隔音作用及保温作用。从而，可靠获得排气噪音降低效果和利用催化装置净化废气而将其抑制在限制范围内的效果。

需要说明的是，本实施方式的排气管1的制造方法没有特别地限定，可以通过任意的方法制造。排气管1可以通过将卷绕有夹设部件15的内管10插入外管11内而成为三重构造的管材进行拉模来制造。

[第二实施方式]

图4(A)表示本发明的排气管1的第二实施方式，图4(B)表示本发明的排气管1的第二实施方式的变形例。

第二实施方式的排气管1中，其外管11的内周面在剖视下设有7个突条12这一点、和在内管10的外周面和外管11的内周面之间形成由突条12分隔开的7个空气室13这一点与第一实施方式相同。

然而，第二实施方式的排气管1在7个突条12在周向上均等(等分)地配置这一点与第一实施方式不同(第一实施方式中，突条12在周向上未等分配置)。

在外管11的内表面的成为弯曲外侧的位置A形成有突条12A。以该突条12A为起点，剩余6个突条12在周向上均等配置。因此，与位置C对应的突条12C以位于比外管11的水平线稍靠下侧的位置的方式位于弯曲中立线的稍下侧。

即使为突条12如此配置的排气管1，在设于外管11的内周面的突条12A成为弯曲的外侧时，通过该突条12A也能够确保内管10和外管11之间的空气室13不会变形不被压溃。进而，第二实施方式的排气管1能够灵活地对应三维的弯曲(倾斜方向和曲线弯曲等)。

第二实施方式的其他结构与第一实施方式大致相同，对各个具有相同作用的部件标注同一符号，在此省略详细说明。

另外，第二实施方式中，夹设部件15也可以如图4(A)那样以成为充满状态的方式配置，也可以如图4(B)所示的变形例那样以成为非充满状态的方式配置。

[第三实施方式]

图5(A)表示本发明的排气管1的第三实施方式，图5(B)表示本发明的排气管1的第三实施方式的变形例。

第三实施方式的排气管1中，在其外管11的内周面在俯视下设有7个突条12这一点、和在内管10的外周面和外管11的内周面之间形成被突条12分隔开的7个空气室13这一点与第二实施方式相同。

然而，第三实施方式的排气管1在各突条12的截面形状在周向上相邻的突条12之间成为“波形状”这一点与第二实施方式不同(第二实施方式中，突条12为以外管11的内周面侧为底边的等腰三角形状)。

在本实施方式中，在排气管1的成为弯曲外侧的位置A形成有突条12A。以该突条12A为起点，剩余的6个突条12在周向上均等配置。因此，与位置C对应的突条12C位于比外管11的水平线稍靠下侧，且比弯曲中立线稍靠下侧的位置。

即使为突条12如此配置的排气管1，在设于外管11的内周面的突条12A成为弯曲外侧的情况下，通过该突条12A也能够确保内管10和外管11之间的空气室13不会变形不被压溃。进而，第三实施方式的排气管1能够灵活地对应三维的弯曲(倾斜方向和曲线弯曲等)。

第三实施方式的其他结构与第二实施方式大致相同，对各个具有相同作用的部件标注同一符号，在此省略详细说明。

另外，第三实施方式中，夹设部件15也可以如图5(A)那样以成为充满状态的方式配置，也可以如图5(B)所示的变形例那样以成为非充满状态的方式配置。

[第四实施方式]

图6(A)表示本发明的排气管1的第四实施方式，图6(B)表示本发明的排气管1的第四实施方式的变形例。

在第四实施方式中，将外管11的内周面在周向上8等分的位置配置有突条12，总共设有8个突条12。

图6(A)所示的示例在突条12的截面形状为顶角为圆角的等腰三角形状这一点上，与第一实施方式(参照图3(A)(B))和第二实施方式(参照图4(A)(B))相同。

另外，图6(B)所示的变形例在突条12的截面形状为波形状这一点上与第三实施方式(参照图5)相同。

当如此增加突条12的形成个数时，突条12的周向间隔变窄。另外，与第一实施方式相同地，在第一位置A配备突条12A，在第三位置C(与中立轴线对应的位置)配备突条12C。进而，在第四实施方式中，在位置A’也配备突条12A’。通过将突条12如此均等配置，从而即使对排气管1实施弯曲加工之类的加工，也能够确保内管10和外管11之间的空气室13不变形不被压溃。进而，第三实施方式的排气管1能够灵活地对应三维的弯曲(倾斜方向和曲线弯曲等)。

需要说明的是，虽省略图示，但第四实施方式中，夹设部件15可以以成为充满状态的方式配置，也可以以成为非充满状态的方式配置。

[第五实施方式]

图7表示本发明的排气管1的第五实施方式。

第五实施方式为第一实施方式的变形例，突条12的形成个数进一步增加，在周向上不等间隔地总共设置9个突条12。

首先，在外管11中成为弯曲外侧的位置A(一个部位)设置突条12A，在弯曲内侧即与位置A在径向上对置的位置A’未设置突条12。进而，在与排气管1弯曲之际的中立轴线对应的位置C(2处)设有突条12C。

进而，在成为位置A和位置C的周向中间的位置D(两处)配置有突条12D。在此基础上，在将水平方向上两处的位置C之间均等地5等分而确定的位置B(两处)及位置E(两处)分别配置突条12B或突条12E。

第五实施方式的其他结构与第一实施方式大致相同，对各个具有相同作用的部件标注同一符号，在此省略详细说明。

第五实施方式中，夹设部件15也可以如图7那样以成为充满状态的方式配置，虽未图示，也可以以成为非充满状态的方式配置。

另外，应该考虑到这次公开的实施方式中所有的点仅是例示没有限制作用。本发明的范围不限于上述说明而通过权利要求书来表示，包含与权利要求书均等的意义及范围内的所有的变更。

例如，突条12的形成个数没有限定为所述的7个、8个、9个，可以适当变更。例如，突条12的形成个数可以为5个、6个或10个以上。

突条12的截面形状可以变更为正方形状、长方形状、梯形状等各种形状。另外，不需要所有的突条12的截面形状相同。

另外，本发明的排气管1并没有限定为适用于机动车的发动机(内燃机)，也可以采用于农用机和船舶等的内燃机等。

另外，可以根据排气管1的弯曲状况适当选择如第一实施方式那样在位置A’不配置突条12或如第四实施方式那样在位置A’配置突条12。例如，排气管1的弯曲大(例如大于90°)的情况下，可以如第四实施方式那样在位置A’设置突条12。另外，排气管1的弯曲不大的情况下(例如，90°以下)优选如第一实施方式那样在位置A’不设置突条12。

以上，对本发明的实施方式及实施例进行了说明，但本发明不限于上述实施方式，只要在权利要求书记载的范围内可以实施各种变更。本申请是基于2010年2月23日申请的日本专利申请(特愿2010-037559)的申请，其内容作为参照而取入于此。

【符号说明】

1 排气管

10 内管

11 外管

12 (12A～12E) 突条

13 空气室

15 夹设部件

Claims

1.一种排气管，其具有对来自发动机的排气进行引导的内管和外嵌于所述内管的外管，其中，

在所述外管的内周面形成有向径向内侧突出且沿长度方向连续的突条，

在所述内管的外周面和所述外管的内周面之间形成有利用所述突条分隔开的多个空气室，

在所述内管的外周面与所述突条之间设有夹设部件。

2.根据权利要求1所述的排气管，其中，

所述夹设部件由具有弹性的高气孔材料形成，

所述夹设部件以充满所述空气室的方式设置。

3.根据权利要求1或2所述的排气管，其中，

所述突条形成在与所述外管弯曲时成为外侧的位置相对应的位置。

4.根据权利要求3所述的排气管，其中，

在与所述外管弯曲时成为外侧的位置沿径向对置的位置的对应位置处未形成所述突条。

5.根据权利要求1或2所述的排气管，其中，

所述突条以沿着所述外管弯曲时的中立轴线的方式设置。