CN103597176A - 轻型聚合物排气组件 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了消声器组件(120)，所述消声器组件包括：a）聚合物外壳(7)，所述聚合物外壳具有内表面和至少一个开口，所述开口用于至少一个入口和一个出口排气管；b）至少一个金属入口排气管(8)和至少一个金属出口排气管(9)，它们定位在所述开口内以提供外壳-排气管界面(6)；c）隔热材料(5)，所述隔热材料涂覆所述聚合物外壳(7)的内表面并且延伸穿过所述外壳-排气管界面(6)；其中所述隔热材料(5)在所述外壳-排气管界面(6)处密封所述消声器组件(120)；并且其中所述消声器组件(120)在4.5psig压力下具有105升/分钟或更小的泄漏速率。还公开了制造所述消声器组件的方法。

Description

轻型聚合物排气组件
技术领域
本发明涉及轻型聚合物消声器组件，设计该聚合物消声器组件以便可容易地改变消声器组件的隔音性能。
背景技术
主要设计内燃机和其它类型的发动机的排气系统组件以降低废气排出发动机时的噪音。这些系统的典型用途类型是用于汽车、货车、雪地机动车、摩托车、船只、机动小型摩托车、铁路机车发动机、发电机、高尔夫球车、拖拉机、割草机、以及其它机动化农业、工业和绿化设备。事实上任何内燃机包括消声器(系统)作为组件。由于废气的高温以及那些气体的腐蚀性能，传统上已使用金属尤其是钢来制造消声器。腐蚀是伴随这些金属的一个问题，但是该问题已经通过使用更昂贵的合金如不锈钢或钢合金如镀铝钢而部分解决。然而，由于金属的高密度，消声器已趋于体积大(充分地减小噪音所需的)并且重。
最近已经提出使用其中消声器主体是具有良好耐高温性的聚合物的消声器，参见例如美国专利5,321,214；5,340,952；5,052,513；6,543,577；和欧洲专利446,064A2。
如今，随着排放法规每年收紧，尤其是当涉及二氧化碳(CO2)排放时更是如此，以及对改善的燃料经济性的需求增加，减轻重量已经成为所有涉及内燃机应用的需要，尤其是对汽车、商业货车、以及其它车辆。除了排放需求外，将排气系统组件包装得尽可能紧凑的能力也是吸引人的，尤其是对于非机动车应用如用于草地和花园、动力工具、发电机和发电机组的小型发动机。
由于在燃烧过程期间产生的废气所涉及的极端高温，以前通过使用聚合物材料来给排气系统组件减轻重量的尝试严重依赖于热固性聚合物、热固性复合材料、以及更薄的量具钢或钢合金。使用热塑性聚合物制备的排气系统组件需要相当大的绝缘性以保护它们不受热气和用于引导那些气体的热排气管的损害。例如以前的聚合物消声器的实施例已经使用大量的玻璃纤维垫、玻璃纤维织物、或玻璃纤维粗纱以提供热以及隔音绝缘、不可熔化的聚合物或高熔融温度的聚合物轴衬、或其它绝缘材料如陶瓷、巧妙设计的金属接头、金属丝网、以及甚至热固性橡胶。
US7,810,609提出了吸收消声器，所述吸收消声器包括金属排气管，所述金属排气管包括多个穿孔、由排气管承载并包封所述多个穿孔的聚合物外壳，并且包括轴向相对的端部。隔音绝缘体承载在隔热和聚合物外壳之间。消声器包括在聚合物外壳和排气管的界面处密封消声器组件的凸缘。
US5,468,923公开了聚合物消声器，所述聚合物消声器包括两个半块，每个具有挡板壁和在其中整体模塑的气流开口。气流开口不与挡板壁的配合边缘相交。消声器半块沿着挡板壁的配合边缘和两个消声器半块的外壁接合。
JP61077544提出了通过将由合成树脂制成的粘稠弹性体附接到由合成树脂纤维形成的板状非织造布料的背面得到的具有消声性能的消声材料。
JP61034310公开了通过形成表层被用作消声构件的泡沫体和成形体。表层具有比泡沫部件更高的耐热特性。
US20070240932提出了复合消声器系统，所述复合消声器系统由长纤维热塑性塑料形成。一种合适的消声器结构是多部件消声器组件，所述多部件消声器组件包括至少一个长纤维热塑性塑料外壳部分。
EP39445181提出了轻型消声器，所述轻型消声器具有高噪音消去效应。外壳可为热致液晶聚酯单层或包括第一层热致液晶聚酯和第二层另一种结构材料如不锈钢的多层结构。
US20100269344公开了制备消声器系统的方法，其中消声器聚合物主体具有在消声器聚合物主体的长度之上恒定的横截面。
US20090194364公开了具有聚合物主体的消声器，该聚合物主体通过在排气管和聚合物主体之间具有气隙来防止因排气管而过热。
然而，仍然需要具有改善的隔音调整能力的聚合物排气消声器，所述隔音调整能力可使用以前的设计获得。需要的是利用反射式调整技术的消声器，其类似于如今市场上大多数金属消声器中的做法。
发明内容
本发明公开了消声器组件，所述消声器组件包括：
a)具有内表面和至少一个开口的聚合物外壳，所述开口用于至少一个入口和一个出口排气管；
b)定位在所述开口内以提供外壳-排气管界面的至少一个金属入口排气管和至少一个金属出口排气管；
c)涂覆聚合物外壳的所述内表面并延伸穿过外壳-排气管界面的隔热材料；
其中所述隔热材料在外壳-排气管界面处密封消声器组件；并且
其中消声器组件在4.5psig压力下具有105升／分钟或更小的泄漏速率。
另一个实施例是消声器组件，所述消声器组件包括：
a)具有内表面和至少一个开口的聚合物外壳，所述开口用于至少一个入口和一个出口排气管；
b)至少一个金属入口排气管和至少一个金属出口排气管，其具有附接到入口和出口排气管并定位在所述开口内以提供外壳-主体安装接头界面的主体安装接头；
c)涂覆聚合物外壳的内表面并延伸穿过外壳-主体安装界面的隔热材料；
其中所述隔热材料在外壳-主体安装接头界面处密封消声器组件；并且其中消声器组件在4.5psig压力下具有105升／分钟或更小的泄漏速率。
还公开了制备聚合物消声器组件的各种方法。
附图说明
本发明包括附图以提供对本发明的进一步理解，并且附图并入本书明书并构成本说明书的一部分，从而示出本发明的实施例。在附图中：
图1A是消声器组件的分解图，其示出两片聚合物外壳；
图1B是消声器组件的分解图，其示出两片聚合物外壳；
图2A是消声器组件的剖视图，其示出隔热层以及在聚合物外壳和排气管之间的界面处的密封效应；
图2B是包括主体安装接头的消声器组件的剖视图；
图2C是消声器组件的剖视图，其示出接触主体安装接头的聚合物外壳；
图2D是消声器组件的剖视图，其示出在主体安装接头和聚合物外壳的界面处折叠的隔热层；
图3是消声器组件的剖视图，其示出金属内层和内部穿孔管，其中排气管和内部管借助金属支撑件彼此连接；
图4是消声器组件的剖视图，其示出用金属支撑托架彼此连接的排气管；
图5是具有一个连续排气管的消声器组件的剖视图；
图6是消声器组件的剖视图，其示出内部挡板；
图7是消声器组件的剖视图，所述消声器组件具有涂覆有隔热的聚合物挡板和具有唇缘的主体安装接头；
图8是消声器组件的一部分的剖视图，其示出部分延伸到消声器组件中的带唇缘的主体安装接头；
图9是消声器组件的部分剖视图，其示出挤出的聚合物外壳，其中主体安装接头是消声器组件的端板。
具体实施方式
“消声器组件”是指完整的消声器系统，所述消声器系统包括入口和出口排气管、任何内部组件如挡板和附加的管、以及聚合物外壳。消声器组件符合其预期最终用途例如汽车、货车、雪地机动车、摩托车、静电发电机、以及具有内燃机的其它设备的需求。
“聚合物外壳”是指具有由聚合物材料制成的主体(壳体)的消声器外壳，所述聚合物材料可为任何种类的聚合物，包括热塑性聚合物、热固性聚合物、或不可熔化的聚合物。不可熔化的聚合物是不交联的，但在它达到其分解温度之前不变成液体。聚合物外壳是消声器组件的外部件，并且完全围绕具有开口或仅用于入口和出口排气管的开口的消声器组件的内部组件。聚合物可包括通常存在于此类组合物中的任何其它材料，如填料、增强剂、稳定剂、颜料、抗氧化剂和润滑剂。其包括热固性和热塑性聚合物材料这两者。
“入口排气管”是指从发动机通往消声器组件的管，并且其将废气载入消声器组件中。如果排气系统是机动车排气系统，则通常发动机排气管在进入消声器组件前经过催化转化器。
“出口排气管”是指从消声器组件排出的管，并且其将废气载出消声器组件。
“直接接触”是指该部件物理地接触另一个部件。如果部件通过支架、带、或其它连接装置连接至另一个部件，则这两个部件不彼此直接接触。
“隔热层”是指材料的层或涂层，其厚度足以对其涂覆或层化到其上的物品进行热保护，而不导致其涂覆到其上的材料分解或在物理性能上改变。
术语“密封”是指部分封闭或使得不可透过。密封是防止、抑制、或减少气体从密封的一侧流到另一侧的物质或材料。
“界面”是指由两个制品的表面的共有边界形成或产生的表面。
“正常运行条件”是指其中环境空气温度(消声器组件外部的空气温度)介于-40和50℃之间并且内燃机在设计负荷和条件下在其设计RPM范围内运行的条件。
“穿孔的”是指具有允许气体通过的一个孔或一系列的孔。
“第一主体安装接头”是指将消声器主体相对于排气管保持原位并且在所述消声器最接近于发动机的端部上的接头。
“第二主体安装接头”是指将消声器主体相对于穿孔排气管保持原位并且在所述消声器最远离发动机的端部上的接头。
术语“室”是指在消声器组件内由内部挡板、聚合物外壳、或主体安装接头、或这些的任何组合产生的区域。室除了一个或多个排气管的开口外可完全密封，或者室可仅部分密封。
“内部挡板”是指一系列的一个或多个分隔板，所述一个或多个分隔板用于在消声器组件内产生两个或更多个隔音室。无任何挡板的消声器组件构成单独的隔音室。挡板是调节并引导废气流过消声器组件的隔板
“分隔”是指将某物分成多份或多部分的动作或方法。
“内部”或“内”是指组件或外壳的内侧部分或内部分。
“内壳”是指能够支撑其自身的结构或框架。
“适形”是指符合物体、制品、或结构的形状或轮廓并且与物体或结构连续接触。
“层”是指位于表面上或在表面上展开的某一厚度的一些材料。术语“涂层”和“层”对于本发明而言具有相同的含义。
“泡沫”是指在聚合物的、无机的、或有机的基质内具有空气或气体小室的材料。中空玻璃球体也包括在空气或气体小室的定义内，所述中空玻璃球体具有空气、气体、或在玻璃球体内侧的真空。
“刚性泡沫隔热材料”是指强度足以自立而无需附加的支撑件并且是泡沫的材料。
“装配”是指将组件、部分、或部件放置或配合在一起以形成完整的或整体的物体。
“包封”或“包住”是指将某物用其它某物在所有面上围绕的动作。
“部分”是指较大整体的整装并且不同的部分。当将所有部分装配在一起时，它们形成完整的和整体的物体。
“粘附”或“附接”是指两个或更多个部分在它们的界面处的化学或机械接合，使得接合的物体形成整体。
“气凝胶”是指由凝胶如硅胶形成的高孔隙度固体，其中液体通过诸如超临界干燥的方法用气体替换。
“插入”是指将物体放置、设置、或导入某物中。
“可膨胀管”是指能够用空气或气体充气，从而导致管尺寸膨胀的管。
“固化”是指材料通过使用化学添加剂、催化剂、紫外线辐射、加热或化学反应而韧化或硬化。对于聚合物材料，固化是聚合物链的化学交联。
“重叠注塑”是指其中将熔融聚合物材料挤入或注入模具腔体中，然后允许其冷却并硬化成模具腔体的构型的制造方法。
“折叠”是指将某物弯曲到其自身上，使得在折叠一次后的该材料厚度对在折叠前的该材料厚度为大约两层的该材料厚度。
反射式消声器使用室和挡板的组合以将声音水平和频率降低到特定特征，所述特定特征比标准消声器对耳朵更安静并且更令人愉悦。已经发现了新的设计理念，该设计理念提供了聚合物消声器系统，所述聚合物消声器系统具有可调整的隔音性能并且与包括所有金属组件的消声器相比是轻型的。
隔音消声器组件通常包括消声器系统内部组件的外壳、内部组件、以及入口和出口排气管。内部组件通常包括入口和出口排气管，所述入口和出口排气管是外部入口和出口排气管的连续部分。任选的是附加的一个或多个内部管，其用于消声器组件的隔音调整。挡板也可用作内部组件，任选地与附加的一个或多个内部管组合，并且也可用于隔音调整目的。
聚合物外壳
本发明的消声器组件的外壳包含聚合物材料。聚合物外壳的优选聚合物是热塑性聚合物。聚合物外壳的聚合物优选地是耐温性足以耐受在消声器组件的正常运行期间经受的温度。
聚合物外壳可作为单个部件制造或者可包括多于一个部件。如果聚合物外壳包括多于一个部件，外壳优选地分离成两个半块或部分。优选地，消声器组件100的外壳在纵向上分离，如图1A中所示。外壳可分离成左半块和右半块或者顶部半块1和底部半块2。外壳也可沿着消声器组件110的横截面分离，其中前半块3和后半块4如图1B中所示。虽然聚合物外壳可分离成多于两个部分，但是这不是优选的，而可能是必须的，这是由于汽车或其它最终使用位置内的空间限制。聚合物外壳可以两个半块挤塑或模塑，然后所述两个半块可能通过一个或多个单独的外部夹具接合，或者所述两个部件可“按扣配合”在一起，和／或通过高温粘合剂接合，或者例如通过激光焊接或振动焊接而焊接在一起。也可使用高温密封剂以确保无气体从由两个半块形成的一个或多个接头泄漏。当组合在一起时，半块或部分形成消声器组件的聚合物外壳，其具有多个开口或一个开口以放置入口和出口排气管。
聚合物外壳的壁厚可横跨外壳横截面改变。例如，在车辆中，聚合物消声器主体的底部表面比顶部表面更厚或者聚合物外壳的前部和后部更厚可能是优点，以为聚合物外壳提供附加的结构强度和／或抗冲击性。
聚合物外壳可通过任何数目的方法形成，例如注塑、挤出、吹塑、涂凝模塑、反应注塑(尤其是热固性材料)和压塑。
入口和出口排气管可在任何位置处进入和离开聚合物外壳。通常，入口和出口排气管在聚合物外壳的相对端部处进入，或者入口和出口排气管可位于消声器组件的相同侧上。聚合物外壳上的入口和出口排气管的位置由汽车、发电机或其中使用消声器组件的其它设备的包装或设计限制所确定。另一个设计选项是其中在消声器组件中仅有入口和出口排气管的一个开口，在此类设计中，入口排气管封装在管设计内的管中的出口排气管内。
在消声器组件中可能有多于一个入口或出口排气管被使用。例如，在消声器组件设计中可能有一个入口排气管和两个出口排气管，其中期望双重排气管。
在聚合物外壳的制造中使用的聚合物组合物可包括0至约60重量％的一种或多种增强剂。如果使用增强剂，则其为组合物的小于1重量％至约60重量％，优选地约10至约60重量％。重量％是以所使用的聚合物材料和一种或多种增强剂的组合重量计的。
在聚合物外壳中使用的一种或多种增强剂可以是任何填料，但优选地选自碳酸钙、具有圆形和非圆形横截面的玻璃纤维、玻璃薄片、玻璃珠、碳纤维、滑石、云母、钙硅石、煅烧的粘土、高岭土、硅藻土、硫酸镁、硅酸镁、硫酸钡、二氧化钛、碳酸钠铝、钡铁氧体、钛酸钾、以及它们的混合物。
本发明消声器组件的聚合物外壳包含隔热材料或者涂覆或层化到聚合物外壳的内表面或内部表面上的材料混合物。隔热材料可附接到聚合物外壳的内表面，该附接通过使用标准技术如化学粘接剂、紧固件如铆钉、通过绝缘材料在聚合物外壳模塑期间的重叠注塑、通过使用焊接技术如振动和超声焊接、或者通过使用将非织造纤维垫机械附接到热塑性片材的表面上的方法(如US2004／0188027中所公开，其内容以引用的方式并入本文)。US2004／0188027的复合片材可用作本文的隔热材料，其可结合到聚合物消声器外壳。
US2004／0188027公开了具有用热塑性树脂浸渍的增强纤维的基底层和邻近于该基底层的非织造纤维垫的复合片材。非织造纤维垫部分地用基底层的热塑性树脂浸渍以提供可结合的表面，所述可结合的表面可随后结合到其它材料如塑料、泡沫和金属。此类复合片材展示了基底层和垫之间的机械结合，以提供可结合的表面，所述可结合的表面具有非织造纤维的非浸渍表面。
此类复合片材可通过加热并且顶靠基底层的增强纤维和非织造纤维压缩热塑性树脂，使得基底层可完全浸渍，同时非织造纤维可部分浸渍而形成。热塑性树脂必须具有小于基底层增强纤维或非织造纤维的熔点。
在超声焊接中，振动能量用于简单熔融局部区域中的聚合物并允许熔融聚合物流入轻型隔热材料的表面层中以牢固地将绝缘材料结合到聚合物壳体。
隔热材料
隔热材料可为提供对聚合物外壳的热保护得任何材料并且在正常消声器运行温度下不热降解。隔热材料同时密封排气管或主体安装接头与聚合物外壳之间的界面或间隙，以及提供对聚合物外壳的热保护。
隔热材料可为织造或非织造无机纤维垫。优选的垫包括玻璃纤维或岩石纤维垫。这些垫必须使用足够数目的层并在主体安装接头或排气管与聚合物外壳之间充分压缩来施用，以密封主体安装接头或排气管与聚合物外壳之间的界面。所需的层数可由本领域技术人员通过确定聚合物外壳和排气管之间的界面的间隙宽度以及每层垫的相应厚度来容易地确定，使得当包含隔热材料的聚合物外壳被围绕内部组件放置以形成消声器组件时，由聚合物外壳和排气管或主体安装接头产生的界面被密封。隔热材料的附加例子包括垫，所述垫包含气凝胶。将气凝胶定义为拥有按体积计不少于50％液体自由孔隙率并且必须主要是中孔的材料。气凝胶可使用溶胶-凝胶方法，并且通常基于二氧化硅、金属氧化物、有机聚合物、或碳来合成。气凝胶不是泡沫。如果在气凝胶中使用金属氧化物，它们不被设计为与废气催化地反应(虽然它们可被设计用于该目的)。
隔热材料也可为泡沫或泡沫绝缘垫。泡沫材料是其中泡沫体积的主要部分由填充有空气或其它惰性气体(诸如CO2、氮、或氩)的小腔体、小室、或室构成的材料。气体与固体的比率范围是90：10至30：70体积％。体积比是气体与固体基于体积的比率。这些泡沫可通过将固体成分如粉煤灰、硅酸盐、石膏、氧化镁、碳、金属、或它们的混合物在水中或其它溶剂中混合成浆液或悬浮液(任选地与少量的粘合剂)，并且导入发泡剂(在催化剂和／或加热和／或减压影响下释放气体的剂)来制备。然后可将泡沫浆液、分散体、或悬浮液通过喷涂、涂覆、模塑、或本领域技术人员已知的其它方法施用到聚合物外壳。然后可通过加热、施加真空并任选地加热、或简单地蒸发来移除溶剂。优选地，泡沫浆液、分散体、或悬浮液通过喷涂施用，并且通过加热移除溶剂，加热也可活化发泡剂。发泡剂也可通过随后加热消声器组件来活化。所得泡沫是低密度固体材料，其中体积的主要部分是气体。有机泡沫可由有机化合物如衍生自含羞草花、树皮、或其它有机来源的丹宁(天然多酚)、呋喃甲醇(衍生自农作物)和甲醛；或者由高温聚合物或不可熔化的聚合物制成的泡沫。无机泡沫是由金属或金属合金制成的；如美国专利7,744,693中所述的使用煤燃烧的产物(粉煤灰)制成的泡沫；泡沫陶瓷(如二氧化硅、氧化铝、或氧化锆)；泡沫碳；泡沫混凝土或粘固剂；或者使用无机材料如硅酸盐、碎石小块、氧化镁、石膏、或者甚至尾矿制成的泡沫。
隔热材料也可包括与其它材料共混或混合的玻璃球体以制备隔热材料。可在轻型隔热材料中使用的玻璃球体的例子是购自Dennert PoraverGmbH的
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玻璃颗粒。玻璃球体的尺寸可在0.04mm至16mm，优选地0.1mm至8mm，还更优选地0.1至6mm的范围内。玻璃球体可与本文所述的任何隔热材料混合或共混。这些材料的优选例子包括地质聚合物。地质聚合物是具有共价键的矿物分子的链或网络，并且包括但不限于以下链类型：
-Si-O-Si-O-硅氧基，聚(硅氧基)
-Si-O-Al-O-硅酸盐，聚(硅酸盐)
-Si-O-Al-O-Si-O-硅酸盐-硅氧基，聚(硅酸盐-硅氧基)
-Si-O-Al-O-Si-O-Si-O-硅酸盐-二硅氧基，聚(硅酸盐-二硅氧基)
-P-O-P-O-磷酸盐，聚(磷酸盐)
-P-O-Si-O-P-O-磷酸-硅氧基，聚(磷酸-硅氧基)
-P-O-Si-O-Al-O-P-O-磷酸-硅酸盐，聚(磷酸-硅酸盐)
-(R)-Si-O-Si-O-(R)有机-硅氧基，聚-硅氧烷。
包括玻璃球体的隔热材料可为通过将发泡剂加入包含玻璃球体的组合物产生的泡沫。发泡剂可为天然的化学发泡剂或热发泡剂。化学发泡剂通过两种组分之间的化学反应(通常在加热时彼此反应)释放形成泡沫所必要的气体。热发泡剂在加热时通过分解过程释放气体。
玻璃球体也可与其它材料共混，包括聚集体如混凝土或粘固剂，任选地包括发泡剂。优选的是如果混凝土或粘固剂材料与玻璃球体共混，则共混组合物发泡以减少混凝土或粘固剂混合物的重量。
优选的隔热泡沫包括矿物泡沫，如基于粉煤灰的那些、基于地质聚合物粘固剂的泡沫、以及高温有机基泡沫，其中地质聚合物泡沫和基于丹宁的泡沫是最优选的。
这些隔热泡沫可不但直接施用到聚合物外壳内表面，而且在装配之前、在装配期间、或者在完全装配该单元后直接施用于在消声器组件内部的所有聚合物组件的表面。应当理解，当泡沫被用作隔热材料时，该泡沫可使用多种方法施用。泡沫组合物在发泡前可被模塑、喷涂、涂覆、或通过其它方式施用到聚合物外壳表面上。在施用泡沫组合物后，如果需要的话，活化泡沫以产生泡沫结构。活化可通过加热或在使用或不使用催化剂情况下的化学反应来完成。用高温粘合剂如环氧化物、甲基丙烯酸酯(盐)、聚氨酯、或其它类型的化学粘合剂处理聚合物外壳的内表面，以确保泡沫材料牢固地结合到聚合物外壳表面可能是必要的。
使用隔热材料涂覆聚合物外壳的内表面的一个优点是隔热材料用作密封和隔热这两者的能力。消声器组件120的隔热材料5可用作外壳-排气管界面6处的密封，该界面在入口排气管8和出口管9与聚合物外壳7之间，如图2A中所示，而不需要任何附加的设计元件，如US7,810,609中提出的主体安装接头或一个或多个密封凸缘。重要的是从噪声、振动和硬度(NVH)立场密封外壳-排气管界面以防止“尖响”，并且也防止热气从管和聚合物外壳的界面之间逸出。隔热密封材料用于防止由于高速高温气体的集中导致的聚合物外壳的局部热降解。在此类设计中，主体安装接头可能不是必要的，因为轻型隔热材料用于将聚合物主体与排气管隔绝。然而，如果使用主体安装接头10，则隔热材料5可用作主体安装接头10和聚合物外壳7的外壳-主体安装接头界面6a处的密封(图2B)。如果使用主体安装接头，则隔热材料用作聚合物外壳的热阻隔层可能不是必要的，如图2C中所示。主体安装接头的温度比排气管更低，并且可允许聚合物外壳在7a处接触主体安装接头。然而，隔热层仍在界面6a处提供密封性能。
当形成聚合物外壳的内表面的轻型隔热材料是泡沫、无机或有机纤维或隔热垫、或气凝胶时，隔热材料具有至少约3mm，优选地介于3和20mm之间(包括端值在内)，还更优选地介于5mm或15mm之间的层厚度。隔热层应为以下厚度，所述厚度对于消声器组件来说应足以在设计规格内并在消声器组件的正常运行条件下运行至少约1000小时，优选地多于约2000小时，更优选地至少约3000小时，并且最优选地多于约5000小时的正常运行。
最优选的是在聚合物外壳和聚合物挡板(如果存在的话)的整个内表面上涂覆或形成层的轻型隔热材料。优选的是100％的聚合物外壳的内表面涂覆有轻型隔热材料。然而，在本发明的一些实施例中，具有少于100％的聚合物外壳涂覆有轻型隔热材料可能是有利的。使用不同的隔热材料以涂覆聚合物外壳的特定内部区域可能是有益的。期望至少50％，优选地70％，甚至更优选地90％，并且最优选地100％的聚合物外壳的内表面涂覆有轻型隔热材料。
根椐使用的轻型隔热材料的类型，在聚合物外壳和排气管的外壳-主体安装接头界面6a处将隔热材料5b折叠到其自身上一次或多次以改善密封性能可能是有利的，如图2D中所示。
消声器组件的另一个设计元件是使用由热固性聚合物或者优选的金属如不锈钢、镀铝钢、铝、铝合金、或钛制成的单独的内壳。消声器组件160的轻型隔热材料5将被夹置在聚合物外壳7和内壳11之间，如图3中所示。内壳11将为相对薄的，并且可为固体层，或者穿孔有多个均匀的或不均匀的孔、刚性丝网、或膨胀金属。内壳优选地为至少0.5mm厚，更优选地至少0.75mm厚，并且最优选地至少1mm厚。内壳可在围绕排气管的区域、消声器组件的拐角或边缘、或者聚合物外壳的任何其它区域中更厚以为聚合物外壳提供附加的结构支撑。内壳可使用金属支撑件12附接到内部入口排气管8或出口排气管9。该内壳如果是固体金属，则在其中排气管进入和离开聚合物外壳的点13处通过焊接、炉内钎焊、或通过其它方式直接附接到排气管，也可提供密封的隔音室，如图3中所示。此类附接将消除在排气管和聚合物外壳之间提供单独的密封材料或密封垫图的需求。然而，仍需要通过使用隔热层来防止聚合物外壳被由排气管产生的高温损害。主体安装接头的使用将是此类消声器组件的任选组件。
参见图3，金属支撑件14用于将任选的内部管35连接至入口和出口排气管以提供更刚性的结构。如果管35不存在，则金属支撑件14用于将入口和出口排气管彼此附接在一起。
重要的是金属支撑件12不完全穿过隔热层5并与聚合物外壳7接触，所述聚合物外壳将通过金属支撑件12的热传导将聚合物外壳暴露于高温。
图4示出消声器组件170，所述消声器组件具有使用金属支撑支架16彼此连接的入口排气管8和出口排气管9，该支撑支架提供附加的稳定性并减少排气管的振动和运动。
内部组件
根据期望的隔音性能，隔音消声器组件可包括包封在聚合物外壳内的内部管和／或挡板系统的任何组合。如果管和挡板两者均用作消声器组件内部组件，则该组合是管和挡板的子组件。管由金属或金属合金如钛、钢、铝、镀铝钢、或不锈钢制造。挡板可由高熔融温度热塑性聚合物、热固性聚合物、不可熔化的聚合物或金属或金属合金制造。聚合物挡板和聚合物外壳可被模塑为单块或被模塑为两个半块或部分以进一步降低成本并改善组件的结构性能。虽然一个或多个挡板和聚合物外壳可以三个或更多个部分模塑在一起，然后彼此附接在一起以形成聚合物外壳，但此类多组件外壳不是优选的。
如果管和挡板子组件包括聚合物挡板，则用相同或不同的隔热材料包裹或涂覆聚合物挡板可能是必要的，该隔热材料用于涂覆聚合物外壳的内表面。当挡板涂覆有隔热材料时，涂层厚度为至少约3mm，优选地介于3或20mm之间(包括端值在内)，还更优选地介于5mm和15mm之间。
可通过本领域已知的方法对挡板施用涂层。如果涂层为垫的形式，则其必须通过机器或手动铺设。如果涂层可以液体形式如含水或有机溶剂悬浮液或溶液施用，则其可喷涂施用。
为了隔音调整目的，可改良管和挡板子组件以改变消声器组件的隔音性能。在一个实施例中，图5，消声器组件180的金属入口排气管和金属出口排气管可为聚合物外壳内的一个连续管17。连续管可具有在聚合物外壳内的多个转角并且可为穿孔的或非穿孔的。管的直径也可不同。
另一个实施例，图6，是消声器组件190，其中入口8和出口9排气管是单独的管，其中两个管彼此不直接物理接触。然而，管可通过聚合物外壳内的金属挡板20和21彼此附接在一起，如图6中所示，或者管的外部可彼此接触或彼此焊接，其中管的外部接触。挡板20和21提供双重功能。挡板在消声器组件中提供附加的隔音室并且还为入口和出口排气管提供附加的支撑。在不存在挡板的情况下，如图4中所示的那些支撑支架16可用于支撑消声器组件内的排气管。一个优选的实施例是其中管不彼此物理接触(不接触)并且由挡板20和21支撑。入口和出口排气管在聚合物外壳内可为不同的长度。例如，入口8或出口9排气管可在聚合物外壳的几乎整个长度上延伸，如图6中所示，或者排气管可与隔热材料的内侧面齐平，其中管进入或离开组件。也可通过一个或多个管中的一个或多个穿孔的数目、形状和尺寸调整消声器组件的排气声音。
图7示出消声器组件200，所述消声器组件包括具有模塑内部聚合物挡板27的聚合物外壳7。对于该设计，优选的是聚合物外壳以两部分或两个半块(未示出)模塑，其中每个半块聚合物外壳单独模塑并形成互补的聚合物外壳组件半块。聚合物外壳的内表面和模塑的内部聚合物挡板涂覆有隔热材料26以防止聚合物挡板热降解。两个互补的聚合物外壳半块围绕入口和出口排气管连接在一起以形成完整的消声器组件。图7的消声器组件示出任选的主体安装接头10。隔热材料26密封主体安装接头10和聚合物外壳7之间的界面30。优选的是主体安装接头具有唇缘40以改善隔热材料的密封性能。
另一个实施例包括至少一个附加的金属管35，所述金属管完全包封在消声器组件内，如图3中所示。附加的一个或多个管可如图3中所示为穿孔的或非穿孔的。附加的一个或多个管可为任何长度，只要其完全包封在聚合物外壳内并允许废气流过它既可。
如上所述，可通过使用聚合物外壳内的挡板完成隔音调整。挡板可用于在聚合物外壳内产生多个隔音室。挡板的高度和宽度可根据期望的隔音性能而不同。如果挡板是金属，则可被焊接到聚合物外壳内的任何金属管或金属主体安装接头，或者可使用炉内钎焊方法附接到金属组件。
本发明的消声器组件可任选地包括如US2009／0194364和2010／0269344中所述的主体安装接头，并且这些文献以引用的方式并入本文。主体安装接头10可附接到入口和／或排气管，其中管进入和离开聚合物外壳，如图2B、2C、2D和4-8中所示。主体安装接头10可在聚合物外壳内侧延伸与它们延伸出聚合物外壳的距离相同的距离，如图8中所示。主体安装接头在聚合物外壳内侧延伸足够远，使得当管热循环时，接头不从消声器组件排气管开口“出来”。主体安装接头沿着聚合物外壳内侧的排气管延伸的典型距离为大约25mm。优选地，主体安装接头将具有唇缘40或延伸，所述延伸垂直于排气管并且这防止了接头从消声器组件出来，如图8中所示。如图8中所示的隔热层用作消声器组件的密封，但是不用作聚合物外壳的热保护。主体安装接头在聚合物外壳内的入口或出口排气管的整个距离上延伸不是必要的。主体安装接头可由不锈钢、钛、金属合金、或能够耐受热条件并保持使管保持与聚合物外壳隔热距离的能力的其它合适材料制成。入口和出口排气管将接合到主体安装接头以形成通过焊接或炉内钎焊方法的密封。
主体安装接头对于入口和出口排气管可为相同或不同的设计。主体安装接头可通过各种方法附接到排气管(入口和出口)。它们可被焊接、夹紧、压入配合、螺栓连接或螺纹连接到排气管。通常不期望在排气管和主体安装接头界面之间具有废气泄漏或逸出。如果排气管未被完全焊接到主体安装接头，则在界面处可能存在间隙或孔，从而允许气体从消声器组件逸出。如果不期望焊接排气管和主体安装接头，则可使用高温胶泥或相似的材料以密封排气管和主体安装接头之间的接头或间隙。
根椐消声器组件的设计和运行参数，隔热层延伸到聚合物外壳的边缘外以在主体安装接头和聚合物外壳的界面处形成气密性密封可能是必要的。
在聚合物外壳和挡板管的制造中使用的聚合物应为足够耐温的以耐受其可由废气加热到的温度。这些聚合物外壳的有用材料包括选自以下的热塑性塑料：半结晶聚酰胺、热致液晶聚合物、聚酯、聚缩醛，和选自以下的热固性树脂：环氧树脂、三聚氰胺树脂和酚醛树脂，以及选自以下的不可熔化的聚合物：聚酰亚胺、聚(对亚苯基)、以及包含大于50％下式重复单元的聚合物。
其中X为NH、N-苯基、O(氧)或S(硫)、并且Ar为对亚苯基、4，4′-亚联苯基或1，4-亚萘基。聚合物消声器外壳必须能够耐受其例如通过与废气直接接触和／或通过热传导被加热而可能被暴露的高排气温度。然而，本文所述的消声器组件不被设计为允许聚合物外壳与入口和出口排气管直接接触，但是聚合物外壳可与主体安装接头直接接触。
聚合物外壳的聚合物是热塑性聚合物如全脂族聚酰胺和部分芳族聚酰胺。全脂族聚酰胺树脂的例子包括PA6；PA6,6；PA4,6；PA6,10；PA6,12；PA6,14；P6，13；PA6，15；PA6,16；PA11；PA12；PA10；PA9，12；PA9,13；PA9,14；PA9,15；PA6,16；PA9,36；PA10，10；PA10，12；PA10，13；PA10，14；PA12，10；PA12，12；PA12，13；PA12，14以及它们的共聚物和共混物。本文所述的聚酰胺组合物中包含的全脂族聚酰胺树脂的优选例子包括PA6；PA11；PA12；PA4，6；PA6,6；PA,10；PA6,12；PA10，10以及它们的共聚物和共混物。
尤其优选的热塑性塑料为部分芳族聚酰胺。部分芳族聚酰胺是指聚酰胺中的一些但并非所有的重复单元包含芳族环。有用的部分芳族聚酰胺包括1，6-己二胺、对苯二甲酸和／或间苯二甲酸、以及任选地己二酸的共聚酰胺，和完全或部分衍生自以下单体中的一种或多种的聚酰胺：H2N(CH2)mNH2(其中m为4至14)、HO2C(CH2)yCO2H(其中y为二至14)、2-甲基-1，5-戊二胺、间苯二甲酸、对苯二甲酸、1，3-二氨基苯、1，4-二氨基苯和4，4′-联苯甲酸。
聚合物消声器主体的优选聚酰胺为具有至少260℃熔点的聚酰胺，所述聚酰胺包含
(b)大于95摩尔％的半芳族重复单元，所述半芳族重复单元衍生自选自以下中的一种或多种的单体：
i)具有8至20个碳原子的芳族二元羧酸和具有4至20个碳原子的脂族二胺；和
(b)小于5摩尔％的脂族重复单元，所述脂族重复单元衍生自选自以下中的一种或多种的单体：
ii)具有6至20个碳原子的脂族二元羧酸和具有4至20个碳原子的所述脂族二胺；和
iii)具有4至20个碳原子的内酰胺和／或氨基羧酸。
优选的部分芳族聚酰胺选自聚(对苯二甲酰丁二胺／对苯二甲酰-2-甲基戊二胺)PA4T／DT、聚(对苯二甲酰丁二胺／对苯二甲酰己二胺)PA4T／6T、聚(对苯二甲酰丁二胺／对苯二甲酰癸二胺)PA4T／10T、聚(对苯二甲酰丁二胺／对苯二甲酰十二烷二胺)PA4T／12T、聚(对苯二甲酰丁二胺／对苯二甲酰-2-甲基戊二胺／对苯二甲酰己二胺)(PA4T／DT／6T)、聚(对苯二甲酰丁二胺／对苯二甲酰己二胺／对苯二甲酰-2-甲基戊二胺)(PA4T／6T／DT)、聚(对苯二甲酰己二胺／对苯二甲酰-2-甲基戊二胺)(PA6T／DT)、聚(己二酰己二胺／间苯二甲酰己二胺)(PA6T／6I)、聚(对苯二甲酰己二胺／对苯二甲酰癸二胺)PA6T／10T、聚(对苯二甲酰己二胺／对苯二甲酰十二烷二胺)(PA6T／12T)、聚(对苯二甲酰己二胺／对苯二甲酰-2-甲基戊二胺／聚(对苯二甲酰癸二胺)(PA6T／DT／10T)、聚(对苯二甲酰己二胺／对苯二甲酰癸二胺／对苯二甲酰十二烷二胺)(PA6T／10T／12T)、聚(对苯二甲酰癸二胺)(PA10T)、聚(对苯二甲酰癸二胺／对苯二甲酰丁二胺)(PA10T／4T)、聚(对苯二甲酰癸二胺／对苯二甲酰-2-甲基戊二胺)(PA10T／DT)、聚(对苯二甲酰癸二胺／对苯二甲酰十二烷二胺)(PA10T／12T)、聚(对苯二甲酰癸二胺／对苯二甲酰-2-甲基戊二胺／(对苯二甲酰癸二胺)(PA10T／DT／12T)。聚(对苯二甲酰十二烷二胺)(PA12T)、聚(对苯二甲酰十二烷二胺)／对苯二甲酰丁二胺)(PA12T／4T)、聚(对苯二甲酰十二烷二胺)／对苯二甲酰己二胺)PA12T／6T、聚(对苯二甲酰十二烷二胺)／对苯二甲酰癸二胺)(PA12T／10T)、和聚(对苯二甲酰十二烷二胺)／对苯二甲酰-2-甲基戊二胺)(PA12T／DT)；并且最优选的第(I)组聚酰胺是PA6T／DT。
在本发明中使用的优选聚酰胺树脂具有至少260℃的熔点。熔点是通过差示扫描量热法(DSC)在第一次加热扫描中以10℃／min的扫描速率确定的，其中熔点在吸热峰的最高点处获取。
聚合物组合物可包含通常存在于此类组合物中的任何其它材料，如填料、增强剂、稳定剂、颜料、抗氧化剂、润滑剂和纤维材料。在聚合物外壳的制造中使用的聚合物组合物可包括0至60重量％的一种或多种增强剂。如果使用增强剂，则其为组合物的小于1重量％至60重量％，优选地10至60重量％。重量％以使用的聚合物材料和一种或多种增强剂的组合重量计。
在聚合物外壳中使用的一种或多种增强剂可以是任何填料，但优选地选自碳酸钙、具有圆形和非圆形横截面的玻璃纤维、玻璃薄片、玻璃珠、碳纤维、滑石、云母、钙硅石、煅烧的粘土、高岭土、硅藻土、硫酸镁、硅酸镁、硫酸钡、二氧化钛、碳酸钠铝、钡铁氧体、钛酸钾以及它们的混合物。
纤维材料可为本领域技术人员已知的任何合适的形式，并且优选地选自非织造结构、纺织品、纤维絮以及它们的组合。非织造结构可选自无规纤维取向的或对齐的纤维结构。无规纤维取向的例子无限制地包括短切纤维和连续纤维，它们可为垫、针刺垫或毡的形式。对齐的纤维结构的例子无限制地包括单向纤维股线、双向股线、多向股线、多轴向纺织品。纺织物可选自织造形式、针织品、编织品以及它们的组合。
优选地，纤维材料由玻璃纤维、碳纤维、芳族聚酰胺纤维、石墨纤维、金属纤维、陶瓷纤维、天然纤维或它们的混合物制成；更优选地，纤维材料由玻璃纤维、碳纤维、芳族聚酰胺纤维、天然纤维或它们的混合物制成；还更优选地，纤维材料由玻璃纤维、碳纤维和芳族聚酰胺纤维或它们的混合物制成。
消声器组件
管和挡板子组件可在聚合物外壳外部制造。管或挡板中的任一者或两者可包括消声器组件的内部组件。如果需要的话，管和挡板子组件组件中的一些或所有可用本文所述的相对薄的隔热材料层包裹或涂覆，然后将它们插入挤塑或模塑的聚合物外壳。当子组件组件的涂层是泡沫、无机或有机纤维或隔热垫、或气凝胶时，隔热材料涂层厚度为至少约3mm，优选地介于3和20mm之间(包括端值在内)，还更优选地介于5mm或15mm之间。
如果聚合物外壳包括两个半块或三个或更多个部分，则两个半块或部分可围绕管和挡板子组件以及接头或界面放置，其中聚合物外壳相交的两个半块或部分接着用高温胶泥、垫圈、O形环、或相似的密封材料密封。聚合物接头也可通过本领域中已知的方法密封，用于接合聚合物材料例如紧固件、粘接剂、超声焊接、激光焊接、或者优选地振动焊接。该密封是保持消声器气体的泄漏速率低于可允许的最大值所必要的，该最大值由制造商或由政府法规规定。密封聚合物外壳的两个半块或部分的界面的方法可不同于聚合物外壳和排气管或主体安装接头之间的界面的密封方法。在聚合物外壳与排气管或主体安装接头之间的密封通过内衬聚合物外壳的隔热材料或通过将金属内层焊接到排气管或任选的主体安装接头来完成。
内衬聚合物外壳的隔热材料也可用作密封材料，其中挡板与隔热的聚合物外壳相交。如果挡板涂覆有隔热材料，则在挡板上的隔热材料可用于密封挡板和一个或多个内部管之间的界面以提供部分密封的隔音室，所述隔音室由一个或多个挡板形成。
当挡板和聚合物外壳被模塑为一体或一部分时，挡板已经在聚合物外壳和挡板之间的界面处密封。
本发明的所有消声器组件共有的一个元件是聚合物外壳内的一个或多个空隙空间。空隙空间是隔热的聚合物外壳和消声器组件内部组件之间的空间以及在各种消声器内部组件如聚合物外壳内侧的管和挡板之间的空间。如果聚合物外壳任选地包括金属内层，其中隔热聚合物层夹置在金属层和聚合物外壳之间，则空隙空间包括在金属内层和排气管以及其它内部组件之间的空间。为了使消声器组件适当地发挥作为隔音消声器组件的功能，聚合物外壳的隔热层和聚合物外壳内部组件之间的空间是任何类型填充材料的空隙。如果消声器组件内的内部空间填充有或包有任何类型的有机或无机填充材料，则可损害通过反射声波调整消声器组件隔音性能的能力，并且在消声器组件内可能产生过大的背压，从而导致较差的发动机性能和更低的里程。对于本发明目的而言，不认为涂覆或围绕消声器组件的内部组件的任选的隔热层是填充材料。
本发明的轻型消声器组件在汽车和货车中尤其有用。然而，消声器组件也可用于任何内燃机的排气声音的隔音调整。为了在机动车、货车、或公共汽车应用中使用，当在如本文所述的4.5psig压力下测试时，本发明的消声器组件必须具有小于或等于约100升／分钟，优选地小于80升／分钟，还更优选地小于60升／分钟的泄漏速率。
以下消声器组件实施例是优选的。
消声器组件1包括聚合物外壳，其以两个或更多个块或部分模塑或挤塑。当组合在一起时，聚合物外壳的块或部分形成消声器组件1的完整聚合物外壳，其具有一个或多个开口以允许入口和出口排气管进入和离开聚合物外壳。在聚合物外壳内侧，入口和出口排气管可为任何长度，并且可具有一个或多个穿孔的区域，只要管不在消声器组件中产生非期望的背压即可。消声器组件1任选地包括至少一个附加的管，所述管可具有一个或多个穿孔的区域，所述区域完全包封在聚合物外壳内。消声器组件1也可包括一组主体安装接头，一个用于至少一个入口排气管并且一个用于至少一个出口排气管，其中管进入并离开聚合物外壳。消声器组件1也包括至少一个挡板，所述挡板设计用于将聚合物外壳的内部空间分隔成多个室，用于隔音调整目的。消声器组件1的聚合物外壳包括轻型隔热材料的层或涂层，所述轻型隔热材料包括气凝胶材料、泡沫绝缘垫、刚性泡沫绝缘材料、玻璃纤维织物、玻璃纤维垫、岩石纤维织物、岩石纤维垫、基于丹宁的泡沫和矿物泡沫。基于丹宁的泡沫和矿物泡沫(例如基于粉煤灰的泡沫)是消声器组件1的优选轻型隔热材料。金属入口和出口排气管通过焊接或炉内钎焊方法或用于将金属焊接在一起的其它方法接合到主体安装接头。如果使用金属挡板，这些金属挡板也可被焊接到包封在聚合物外壳内的入口和出口金属排气管的部分。如果使用聚合物挡板，它们可由与外壳相同或不同的材料模塑，并且优选地将为相同的材料并被结合到聚合物外壳中(即，挡板和外壳部分一体模塑)。任选地，聚合物外壳内的一些组件或所有组件可涂覆有隔热材料层。将位于聚合物外壳内的挡板和管的组合可在聚合物外壳外侧被装配，然后将两个或更多个聚合物外壳部分围绕装配的管和挡板放置以形成消声器组件1。聚合物外壳的两个或更多个部分将如前文所述彼此接合。内衬聚合物外壳内侧的隔热层可用作主体安装接头(如果存在的话)和聚合物外壳之间的密封材料。如果不存在主体安装接头，则隔热层用作聚合物外壳与入口和出口排气管之间的密封材料，以及用作聚合物外壳的热阻隔层。因为隔热层用做密封和隔热，单独的密封如O形环或垫圈不是密封主体安装接头和聚合物外壳之间或入口和出口排气管与聚合物外壳之间的间隙所必要的。聚合物外壳和主体安装接头或排气管之间的间隙必须密封，从而最小化消声器组件的废气泄漏。消声器组件必须能够通过最终使用者的废气泄漏测试或政府法规。
消声器组件2包括消声器组件1并且附加地包括具有内壳的聚合物外壳，所述内壳由热固性聚合物或者更优选的金属制成。内壳将隔热层夹置在聚合物外壳和内壳之间。内壳可为隔热层提供附加的支撑。这个内壳可包含多个穿孔以帮助改善消声器的隔音性能，以及用于减少消声器组件的重量。内壳也可使用金属丝网或膨胀金属或箔制成。
消声器组件3包括聚合物消声器外壳，所述聚合物消声器外壳以两块或更多块模塑，其中聚合物挡板被模塑成一个或多个块，以在最终消声器组件内产生一系列的两个或更多个室或挡板，用于隔音调整目的。入口和出口排气管以及(如果存在的话)内部管优选地通过一系列的金属带或支架接合在一起，所述金属带或支架通过其它方式焊接或附接到每个管以提供结构支撑和合适的管间距，并且用于减少管的振动。然后聚合物外壳块将围绕管被装配并且使用多个可能的技术之一被接合，所述技术包括紧固件、粘接剂、或焊接方法如超声焊接、激光焊接、或振动焊接。聚合物外壳的隔热层用作排气管和聚合物外壳之间，或者如果主体安装接头存在的话，用作聚合物外壳和主体安装接头之间的密封和热阻隔层。该密封是保持单元的泄漏速率低于可允许的最大值所必要的，该最大值由制造商或由法规规定。
消声器组件4包括一体成形的聚合物外壳。聚合物消声器主体在主体的整个长度上可具有或可不具有恒定的横截面积，并且其在主体的整个长度或宽度上可具有或可不具有均匀的壁部分，因为在单元的底部上具有较厚的壁部分可提供改善的冲击保护和底盘冲击保护。此类聚合物外壳优选地通过挤出制备。在挤出后，将挤出物切成所需的长度。挤出是形成聚合物部件，尤其是热塑性部件的相对廉价的方法。
然后隔热层通过使用前文提到的高温粘合剂或机械装置如铆钉、紧固件、或超声铆接附接到挤出的聚合物外壳的内表面。内部组件包括至少一个入口和一个出口管，并且所述管可包含具有多个穿孔管部分。内部组件也可包括一个或多个挡板以产生多个室。内部组件可被绝缘材料如绝缘泡沫材料、岩石棉垫、或岩石纤维垫包裹。然后将内部组件滑入或置于聚合物外壳中，并且主体安装接头通过焊接方法附接到入口和出口排气管中的每一个。主体安装接头42形成消声器组件的前端板和后端板并在聚合物外壳7和排气管9之间产生空隙空间18，如图9中所示。聚合物外壳7的隔热层5在聚合物外壳和主体安装接头42之间的界面43处用作密封，如图9中所示。该密封是保持消声器的气体泄漏速率低于可允许的最大值所必要的，该最大值由制造商或由法规规定。
消声器组件5包括消声器组件4，所述消声器组件还包括附接到聚合物外壳隔热层的内金属层。金属内壳有助于支撑隔热层并且也可用作隔音材料。该内壳可由固体片材金属，包含多个穿孔的金属片材、丝网、膨胀金属、或热固性聚合物制成。如果内壳由固体片材金属制成，则优选的是将外壳焊接到排气管以提供消声器的气密性密封。
消声器组件6包括消声器组件1，其中隔热层包括原位浇铸的泡沫材料。如果有多于一个块或部分，则原位浇铸的泡沫材料可在最终装配消声器之前或在聚合物消声器外壳已被焊接在一起后施用到聚合物外壳。随着原位浇铸的泡沫形成，其将密封它可到达的任何和所有开口。为了避免原位浇铸的泡沫密封管中的任何穿孔，将在装配聚合物消声器之前将可膨胀管置于管内。所述管将膨胀使得该管膨胀进入排气管的穿孔开口。原位浇铸的泡沫将固化(即，膨胀)，然后可膨胀管将收缩并从消声器组件中移除。泡沫的固化可根据所使用的原位浇铸的泡沫类型，通过加热、干燥、或其它方式来完成。
消声器组件7包括两块聚合物外壳和一个金属内壳，优选地为固体片材，但是任选地包含多个穿孔。金属内壳也可包括丝网、膨胀金属、或热固性聚合物。金属内壳将附接到聚合物外壳或者附接到入口和出口排气管。如果金属外壳具有穿孔，则可膨胀管将被置于聚合物外壳内并膨胀，使得该管膨胀进入金属内层的穿孔开口。然后原位浇铸的隔热泡沫将在金属内壳和聚合物外壳之间注入。然后可使可膨胀管收缩并移除可膨胀管，并且原位浇铸的泡沫固化以提供消声器组件7。
另一个实施例是制备具有聚合物外壳的聚合物消声器组件的方法，该方法包括以下步骤：
a)装配用金属挡板或金属支撑支架连接在一起的金属入口和出口排气管的组合以形成管子组件；
b)使用具有内表面的互补聚合物外壳部分包封管子组件以提供具有外壳-排气管界面的聚合物外壳；所述内表面包括延伸穿过外壳-排气管界面的隔热材料的内层或涂层；
c)将所述聚合物外壳部分粘附或附接在一起以形成所述聚合物消声器组件；
其中所述隔热材料在所述外壳-排气管界面处密封消声器组件。
另一个实施例是制备聚合物消声器组件的方法，该方法包括以下步骤：
a)装配用金属支撑托架或金属挡板连接在一起的金属入口和出口排气管的组合以形成管子组件；
b)用隔热材料层或隔热材料涂层包封管子组件以形成包封的管子组件；
c)将包封的管子组件置于或滑入预挤出的或模塑的聚合物外壳中，所述聚合物外壳具有用于入口和出口排气管的开口；
d)将主体安装接头附接到定位在所述开口内的金属入口和出口排气管以提供聚合物外壳-主体安装接头界面；
其中隔热材料延伸穿过聚合物外壳-主体安装接头界面以密封聚合物消声器组件，并且；
其中主体安装接头形成消声器组件的端板。
另一个实施例是制备聚合物消声器组件的方法，该方法包括以下步骤：
a)装配使用金属支撑支架或金属挡板连接在一起的金属入口和出口排气管的组合以形成管子组件，其中管的至少一个部分是穿孔的；
b)将可膨胀管插入管子组件的穿孔管中；
c)用包括原位浇铸的隔热材料的内层或涂层的聚合物外壳部分包封来自步骤(b)的管子组件，以形成聚合物消声器子组件；
d)将聚合物消声器子组件的聚合物外壳部分粘附或附接在一起；
e)使可膨胀管膨胀，使得该管膨胀到穿孔中；
f)固化原位浇铸的隔热材料；
g)使可膨胀管收缩并移除可膨胀管以形成聚合物消声器组件；
其中经固化的原位浇铸隔热材料在聚合物消声器组件的聚合物外壳与入口和出口排气管之间形成密封。
另一个实施例是制备聚合物消声器组件的方法，该方法包括以下步骤：
a)装配使用金属支撑支架或金属挡板连接在一起的金属入口和出口排气管的组合以形成管子组件；
b)将管子组件附接到围绕管子组件的固体金属外壳；
c)用聚合物外壳部分包封来自步骤(b)的管子组件以形成聚合物消声器子组件，所述聚合物消声器子组件在聚合物外壳的内表面和固体金属外壳之间具有空隙空间；
d)将聚合物外壳部分粘附或附接在一起；
e)将原位固化泡沫材料注入聚合物消声器子组件的空隙空间中；
f)固化原位固化泡沫材料；
其中经固化的原位浇铸隔热材料在聚合物消声器组件的聚合物外壳与入口和出口排气管的界面处形成密封。
在上文公开的方法中，在管子组件的各种实施例中还包括至少一个穿孔管，所述穿孔管借助金属挡板或金属支架附接到金属入口和出口排气管。在各种实施例中，隔热材料包括选自气凝胶材料、泡沫绝缘材料、纤维、织物、或垫的材料。在各种实施例中，聚合物外壳部分通过紧固件、高温粘接剂、或聚合物焊接方法附接在一起。在各种实施例中，聚合物外壳部分使用选自超声焊接、激光焊接、或振动焊接的聚合物焊接方法附接在一起。
消声器组件实例
制造的消声器设计是图3的设计，其中隔热层是地质聚合物，所述地质聚合物由用玻璃球体嵌入泡沫地质聚合物的泡沫绝缘基质制成，如地质聚合物的材料部分中所述。
通过注塑DuPont
Figure BDA0000403948900000251
HTN54G35HSLR BK031树脂(熔点约300℃)来制备两个聚合物外壳半壳(32.8cm×30.3cm×7.6cm深)。外壳在两个端部的侧面上具有标称89mm直径的半圆形的凹陷部以容纳圆形主体安装接头；以及在聚合物外壳半壳的界面处的公线性振动焊接接头和母线性振动焊接接头。每个外壳也包括孔，所述孔直径大约为12mm，位于外壳的中J心。
子组件由具有多个穿孔的不锈钢排气管、以及具有安装凸缘(标称89mm外径)和具有63.5rmm的内径以容纳排气管的向外突起的内凸缘(18.3mm宽)的两个圆形不锈钢主体安装接头、以及制备以包封管的穿孔部分的固体金属内壳构成，然后制备该子组件以安装到聚合物外壳中。固体金属外壳被点焊到排气管，使得所述固体金属外壳包封排气管的穿孔区域。然后在适当的位置将主体安装接头焊接到管上，使得当内衬聚合物外壳时，安装接头提供位于模塑到外壳半块的每个端部中的半圆形开口中的外壳-主体安装接头界面。
带衬里的聚合物壳体围绕管组件被振动焊接到一起，焊接使用BransonVW-8Ultra Hy-Line振动焊接机，其配有特定适配于聚合物壳体形状的模具。外壳下半部位于模具较低(固定的)的下半部，并且外壳上半部位于模具较高的(振动的)上半部。然后将管组件置于较低壳体的开口处。使用以下参数将几个部分焊接到一起：
焊接振幅：0.070″
焊接力：25001bs
保持力：25001bs
熔喷距离：0.085”
保持时间：10秒。
在将管子组件焊接在一起后，将润湿的地质聚合物泡沫／玻璃球体浆液注入由聚合物外壳和固体内壳形成的空间中，使得其填充焊接的聚合物半块外壳的内表面和固体金属内壳的外表面之间形成的内部腔体。将浆液注入组件的下部孔中，并且允许过量的浆液从上部孔排出。在另一个例子中，可对浆液加压，使得在组件的配合件之间的界面中的任何间隙或缺陷被填充，以提供期望的密封。一旦注入的绝缘材料已固化，则移除消声器组件外表面上的过量材料以提供消声器组件。
泄漏测试程序
以下泄漏测试程序用于评价本发明的消声器组件的隔热材料的密封性能。
测试的消声器设计包括主体安装接头(具有唇缘)，其中隔热层充当隔热层和密封层这两者，如图2B中所示。
为了制备用于测试的消声器，出口排气管被完全堵塞或用膨胀管塞(购自Oatey Plumbing)密封，该膨胀管塞的尺寸将完全密封待测试的消声器管。如果在消声器壳体中存在排放孔，也用橡胶塞或等同的密封装置密封所述排放孔。
改良的膨胀管塞在其它剩余的入口／出口管上使用。改良所述塞，使得软管能够以以下方式附接在一起：允许塞的周边密封管，同时仍旧提供允许气压通过塞的中心进入消声器壳体的方式。
构建泄漏测试装置以测试装配好的消声器单元，其由可调式气压调节器、数字压力读数显示器(从压力换能器中读数)和也利用数字读数的流量计组成。压力调节器连接至压缩大气供应源，并且垂直于压力换能器。压力换能器的下游是连接的流量计，使得它测量进入测试对象的气流。测试装置(调节器、压力换能器和流量计组件)经由一段软管连接至消声器组件，所述软管附接到前述改良的膨胀管塞。
在消声器组件连接至如上所述的测试装置后，接着进行以下测试程序。
打开空气供应并且经由调节器手动调节气压直至消声器中的压力根据数显压力读数稳定在期望的压力读数(对于该测试为1.5psig或4.5psig)。一旦达到期望的压力并且压力稳定，则从流量计数显读数中读取气流流量。该值为消声器组件的泄漏速率并且以升／分钟测量。然后切断空气供应，并且断开消声器与测试装置的连接。
如果泄漏速率小于105升／分钟，则本发明的消声器组件通过泄漏速率测试。

Claims (15)

1.消声器组件，包括：
a)具有内表面和至少一个开口的聚合物外壳，所述开口用于至少一个入口和一个出口排气管；
b)定位在所述开口内以提供外壳-排气管界面的至少一个金属入口排气管和至少一个金属出口排气管；
c)涂覆所述聚合物外壳的所述内表面并延伸穿过所述外壳-排气管界面的隔热材料；
其中所述隔热材料在所述外壳-排气管界面处密封所述消声器组件；并且
其中所述消声器组件在4.5psig压力下具有105升／分钟或更小的泄漏速率。
2.消声器组件，包括：
d)具有内表面和至少一个开口的聚合物外壳，所述开口用于至少一个入口和一个出口排气管；
e)至少一个金属入口排气管和至少一个金属出口排气管，其具有附接到所述入口和出口排气管并定位在所述开口内以提供外壳-主体安装接头界面的主体安装接头；
f)涂覆所述聚合物外壳的内表面并延伸穿过所述外壳-主体安装界面的隔热材料；
其中所述隔热材料在所述外壳-主体安装接头界面处密封所述消声器组件；并且
其中所述消声器组件在4.5psig压力下具有105升／分钟或更小的泄漏速率。
3.根据权利要求1或2所述的消声器组件，其中所述聚合物外壳还包括内部聚合物挡板，并且涂覆所述聚合物外壳的所述内表面的所述隔热材料也涂覆所述聚合物挡板。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的消声器组件，还包括在所述聚合物外壳内侧的至少一个穿孔金属管，并且其中所述至少一个附加的穿孔金属管借助金属挡板或金属支架附接到所述金属入口和出口排气管。
5.根据权利要求1-3中任一项所述的消声器组件，还包括顺应所述隔热材料的形状的金属内壳或穿孔金属内壳。
6.根据权利要求1-3中任一项所述的消声器组件，其中所述隔热材料在所述聚合物外壳-排气管界面处折叠，使得在所述界面处的隔热材料的厚度大于不在所述界面处的隔热材料的厚度。
7.根据权利要求1-3中任一项所述的消声器组件，其中所述聚合物外壳包括选自以下的聚合物：半结晶聚酰胺、热致液晶聚合物、聚酯、聚缩醛、环氧树脂、三聚氰胺树脂、酚醛树脂、聚酰亚胺和聚(对亚苯基)。
8.制备具有聚合物外壳以及入口和出口排气管的聚合物消声器组件的方法，包括以下步骤：
a)装配用金属挡板或金属支撑支架连接在一起的金属入口和出口排气管的组合以形成管子组件；
b)使用具有内表面的互补聚合物外壳部分包封所述管子组件以提供具有外壳-排气管界面的聚合物外壳；所述内表面包括延伸穿过所述外壳-排气管界面的隔热材料的内层或涂层；
c)将所述聚合物外壳部分粘附或附接在一起以形成所述聚合物消声器组件；
其中所述隔热材料在所述外壳-排气管界面处密封所述消声器组件。
9.根据权利要求8所述的方法，其中所述管子组件还包括至少一个穿孔管，所述穿孔管借助金属挡板或金属支架附接到所述金属入口和出口排气管。
10.根据权利要求8所述的方法，其中所述隔热材料包括选自以下的材料：气凝胶材料、泡沫绝缘材料、纤维、织物、或垫。
11.根据权利要求8所述的方法，其中所述聚合物外壳部分在步骤(c)中通过紧固件、高温粘接剂、或聚合物焊接方法附接在一起。
12.制备聚合物消声器组件的方法，包括以下步骤：
a)装配用金属支撑托架或金属挡板连接在一起的金属入口和出口排气管的组合以形成管子组件；
b)用隔热材料层或隔热材料涂层包封所述管子组件以形成包封的管子组件；
c)将所述包封的管子组件置于或滑入预挤出的或模塑的聚合物外壳中，所述聚合物外壳具有用于入口和出口排气管的开口；
d)将主体安装接头附接到定位在所述开口内的金属入口和出口排气管以提供聚合物外壳-主体安装接头界面；
其中所述隔热材料延伸穿过所述聚合物外壳-主体安装接头界面以密封所述聚合物消声器组件，并且
其中所述主体安装接头形成所述消声器组件的端板。
13.根据权利要求12所述的方法，包括在步骤(b)之后并在步骤(c)之前的附加步骤(b1)，其中用金属层包封经涂覆的管子组件。
14.制备聚合物消声器组件的方法，包括以下步骤：
a)装配使用金属支撑支架或金属挡板连接在一起的金属入口和出口排气管的组合以形成管子组件，其中管的至少一个部分是穿孔的；
b)将可膨胀管插入所述管子组件的穿孔管中；
c)用包括原位浇铸隔热材料的内层或涂层的聚合物外壳部分包封来自步骤(b)的管子组件，以形成聚合物消声器子组件；
d)将所述聚合物消声器子组件的聚合物外壳部分粘附或附接在一起；
e)使所述可膨胀管膨胀，使得所述管膨胀到所述穿孔中；
f)固化所述原位浇铸隔热材料；
g)使所述可膨胀管收缩并移除所述可膨胀管以形成聚合物消声器组件；
其中经固化的所述原位浇铸隔热材料在所述聚合物消声器组件的聚合物外壳与所述入口和出口排气管之间形成密封。
15.制备聚合物消声器组件的方法，包括以下步骤：
a)装配使用金属支撑支架或金属挡板连接在一起的金属入口和出口排气管的组合以形成管子组件；
b)将所述管子组件附接到围绕所述管子组件的固体金属外壳；
c)用聚合物外壳部分包封来自步骤(b)的管子组件以形成聚合物消声器子组件，所述聚合物消声器子组件在所述聚合物外壳的内表面和所述固体金属外壳之间具有空隙空间；
d)将所述聚合物外壳部分粘附或附接在一起；
e)将原位固化泡沫材料注入所述聚合物消声器子组件的空隙空间中；
f)固化所述原位固化泡沫材料；
其中经固化的原位浇铸隔热材料在所述聚合物消声器组件的聚合物外壳与所述入口和出口排气管的界面处形成密封。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104863003A (zh) * 2014-02-21 2015-08-26 精工爱普生株式会社 薄片制造装置
CN105393693A (zh) * 2015-11-30 2016-03-16 宁波大叶园林设备有限公司 具内金属罩和外树脂罩双层降温消声的二冲程lpg引擎
CN105443232A (zh) * 2015-11-30 2016-03-30 宁波大叶园林设备有限公司 等压力角对数螺线流道双层降温消声的二冲程lpg引擎
CN105508024A (zh) * 2015-11-30 2016-04-20 宁波大叶园林设备有限公司 具加长加多外包树脂的双层降温消声的二冲程lpg引擎
CN112443384A (zh) * 2019-09-05 2021-03-05 广州特拓新材料科技有限公司 一种隔热罩及其加工方法

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2806707C (en) * 2010-03-23 2017-08-22 Novo Plastics Inc. Exhaust subsystem with polymer housing
US20140090736A1 (en) * 2012-09-28 2014-04-03 Bp Corporation North America Inc. Burn protection systems and standoffs for piping
US8672090B1 (en) * 2012-09-30 2014-03-18 Favrecia Emissions Control Technologies Exhaust component with vibration isolated pipe
US9599008B2 (en) * 2013-01-10 2017-03-21 Faurecia Emissions Control Technologies Usa, Llc Thermal isolation disc for silencer
DE102013102859B4 (de) * 2013-03-20 2015-04-02 Tenneco Gmbh Flanschplatte für einen Krümmer einer Abgasanlage
US9449592B2 (en) 2013-09-09 2016-09-20 Bosal Emission Control Systems N.V. Muffler shell for use in the exhaust system of a vehicle
US20170067379A1 (en) * 2014-02-25 2017-03-09 Bombardier Recreational Products Inc. Muffler for an exhaust system of an internal combustion engine
CA2982194C (en) * 2014-04-28 2020-12-29 The Royal Institution For The Advancement Of Learning/Mcgill University Methods and systems for foam mine fill
JP1521564S (zh) * 2014-08-29 2015-04-13
BR112017004638A2 (pt) 2014-09-09 2017-12-05 3M Innovative Properties Co dispositivo acústico
US20160305301A1 (en) * 2015-04-15 2016-10-20 Tenneco Automotive Operating Company Inc. Reservoir for gas treatment device having loose fill insulation and an associated method of use
JP6335835B2 (ja) 2015-04-23 2018-05-30 本田技研工業株式会社 排気装置
CN105386841B (zh) * 2015-12-03 2018-08-10 太仓丹妮尔模塑汽配有限公司 一种高效散热的汽车排气管
DE102016114317A1 (de) * 2016-08-03 2018-02-08 Friedrich Boysen Gmbh & Co. Kg Baueinheit für eine Abgasanlage
EP3541608B1 (en) * 2016-11-18 2021-12-29 Novo Plastics Inc. Exhaust subsystem with fiber pipe and method of forming fiber pipe
CN108488013A (zh) * 2018-05-11 2018-09-04 杭叉集团股份有限公司 一种叉车进气消声器
FR3086331B1 (fr) * 2018-09-25 2020-12-18 Psa Automobiles Sa Suspente d’echappement renforcee, et procede de fabrication de celle-ci
DE102019132097A1 (de) * 2019-11-27 2021-05-27 Eberspächer Exhaust Technology GmbH Abgasschalldämpfer

Family Cites Families (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5482115A (en) 1977-12-14 1979-06-30 Ricoh Co Ltd Opening prevention device for upper case
US4408679A (en) * 1981-09-28 1983-10-11 Peabody Spunstrand, Inc. Sound attenuator
JPS6177544A (ja) 1984-09-21 1986-04-21 Kasai Kogyo Co Ltd 自動車用防音材
US5052513A (en) 1986-11-26 1991-10-01 Showa Denko Kabushiki Kaisha Noise reductive resin muffler for exhaust system in combustion engine
US4880078A (en) 1987-06-29 1989-11-14 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Exhaust muffler
US4993513A (en) * 1988-01-29 1991-02-19 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Muffler
JPH0663448B2 (ja) 1988-07-15 1994-08-22 日本石油化学株式会社 消音器
JPH0237105A (ja) 1988-07-28 1990-02-07 Hideo Yoshikawa 燃焼排気ガス騒音用消音器
US5477014A (en) * 1989-07-28 1995-12-19 Uop Muffler device for internal combustion engines
JPH03257039A (ja) 1990-03-08 1991-11-15 Honda Motor Co Ltd ガラス繊維、ガラス繊維強化合成樹脂製品および内燃機関用排気系部品
US5027819A (en) 1990-07-12 1991-07-02 Biomagnetic Technologies, Inc. Measurement of visually induced biomagnetic responses
US5340952A (en) * 1991-10-30 1994-08-23 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaishi Exhaust muffler combining components made of different materials
JPH05171931A (ja) 1991-12-19 1993-07-09 Honda Motor Co Ltd 乗用車両のサイレンサ配置構造
US5468928A (en) 1993-06-11 1995-11-21 Inventive Services, Inc. Portable apparatus for destroying syringe-type needles
US5468923A (en) * 1994-02-07 1995-11-21 Kleyn Die Engravers, Inc. Molded muffler
BR9814184A (pt) * 1997-11-21 2000-10-03 Stephanus Ferreira Silenciador
US6743742B1 (en) 2001-02-08 2004-06-01 American Made, Llc Method of partially embedding non-woven fiber mat to reinforcing fibers impregnated with a thermoplastic resin and composition therefrom
US7325652B2 (en) 2001-11-06 2008-02-05 Ocv Intellectual Capital, Llc Bumper/muffler assembly
US7229937B2 (en) 2004-03-23 2007-06-12 E. I. Du Pont De Nemours And Company Reinforced nonwoven fire blocking fabric, method for making such fabric, and articles fire blocked therewith
CA2462546A1 (en) 2004-03-30 2005-09-30 Michael J. Mabey Lightweight "mineral foam" composite materials and methods of making and using such composite materials
JP2006070705A (ja) * 2004-08-31 2006-03-16 Honda Motor Co Ltd 車両用エンジンの排気装置
JP2006151298A (ja) * 2004-11-30 2006-06-15 Honda Motor Co Ltd 燃料電池自動車
US7942237B2 (en) * 2006-04-12 2011-05-17 Ocv Intellectual Capital, Llc Long fiber thermoplastic composite muffler system with integrated reflective chamber
US7810609B2 (en) * 2007-09-26 2010-10-12 Chrysler Group Llc Muffler
EP2242913A2 (en) 2008-02-01 2010-10-27 E. I. du Pont de Nemours and Company Mufflers with polymeric bodies and process for manufactiuring same
JP6042064B2 (ja) 2008-07-30 2016-12-14 イー・アイ・デュポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニーＥ．Ｉ．Ｄｕ Ｐｏｎｔ Ｄｅ Ｎｅｍｏｕｒｓ Ａｎｄ Ｃｏｍｐａｎｙ 耐熱性成形または押出し成形熱可塑性物品
US7942240B2 (en) 2009-06-08 2011-05-17 Honda Motor Co., Ltd. Silencer for internal combustion engine

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104863003A (zh) * 2014-02-21 2015-08-26 精工爱普生株式会社 薄片制造装置
CN104863003B (zh) * 2014-02-21 2019-02-01 精工爱普生株式会社 薄片制造装置
CN105393693A (zh) * 2015-11-30 2016-03-16 宁波大叶园林设备有限公司 具内金属罩和外树脂罩双层降温消声的二冲程lpg引擎
CN105443232A (zh) * 2015-11-30 2016-03-30 宁波大叶园林设备有限公司 等压力角对数螺线流道双层降温消声的二冲程lpg引擎
CN105508024A (zh) * 2015-11-30 2016-04-20 宁波大叶园林设备有限公司 具加长加多外包树脂的双层降温消声的二冲程lpg引擎
CN112443384A (zh) * 2019-09-05 2021-03-05 广州特拓新材料科技有限公司 一种隔热罩及其加工方法
CN112443384B (zh) * 2019-09-05 2022-03-15 广州特拓新材料科技有限公司 一种隔热罩及其加工方法

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