CN103867274B - 用于内燃机的排气装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于内燃机的排气装置，该排气装置具有一个第一排气管路并且具有一个第二排气管路，其中一个第一消声器装置被安置在该第一排气管路的一个端部区段中并且一个第二消声器装置被安置在该第二排气管路的一个端部区段中，并且这两个排气管路通过一个串扰点互通地连接，并且在该第一排气管路或第二排气管路中在该串扰点的下游设置了一个阀以用于选择性地关闭对应的排气管路，其中该阀与该串扰点之间的距离的大小被确定成使得，在该内燃机的一个确定的转速下，该阀与该串扰点之间的一个排气管线段用作四分之一波长谐振器，使得在该内燃机的所述转速下，该排气装置的干扰噪声被减小。

Description

用于内燃机的排气装置
技术领域
本发明涉及一种用于内燃机的排气装置，该排气装置具有一个第一排气管路并且具有一个第二排气管路，其中一个第一消声器装置被安置在该第一排气管路的一个端部区段中并且一个第二消声器装置被安置在该第二排气管路的一个端部区段中，并且这两个排气管路通过一个串扰点互通地连接，并且在该第一排气管路或第二排气管路中在该串扰点的下游设置了一个阀以用于选择性地关闭对应的排气管路。
背景技术
在现代内燃机(尤其是在内燃机具有两排汽缸的情况下)的工作过程中，根据消声器装置的构型和设置，通常会在排气管路中产生令人烦恼的排气噪声。DE 197 43 446 A1披露了一种用于内燃机的排气装置，在该排气装置中消声器被设计为赫姆霍兹谐振器(Helmholtz resonator)。在所述消声器上设置了一个可关闭的排气阀门。通过关闭所述排气阀门，阻止该排气流从所述消声器逃逸。所述消声器因此起到一个赫姆霍兹谐振器的作用。
DE 102 31 056 A1描述了一种排气装置，该排气装置具有两个消声器装置，气流可以并行地穿过这两个消声器装置。这些消声器装置就消声作用和贯通流动阻力方面是不同设计的。在此，取决于该内燃机的负荷点，整个排气流通过一个切换装置而被转向进入一个或另一个消声器装置。
此外，DE 10 2006 020 155 A1披露了一种用于内燃机的排气装置，在该排气装置中，在一个排气管路的尾管中设置了一个排气阀门，该排气阀门被根据发动机转速而被关闭或打开。
发明内容
本发明所基于的目的是说明一种排气装置，该排气装置在内燃机的一些临界转速处可以有改进的阻尼作用，以用于使干扰的排气噪声最小化。所述目的根据本发明通过以下方案来实现，即，按照本发明，提出了一种用于内燃机的排气装置，该排气装置具有一个第一排气管路并且具有一个第二排气管路，其中一个第一消声器装置被安置在该第一排气管路的一个端部区段中并且一个第二消声器装置被安置在该第二排气管路的一个端部区段中，并且这两个排气管路通过一个串扰点互通地连接，并且在该第一排气管路或第二排气管路中在该串扰点的下游设置了一个阀以用于选择性地关闭对应的排气管路，其中，该阀与该串扰点之间的距离的大小被确定成使得，在该内燃机的一个确定的转速下，该阀与该串扰点之间的一个排气管线段用作四分之一波长谐振器，使得在该内燃机的所述转速下，该排气装置的干扰噪声被减小。
根据本发明的排气装置的特征在于该阀与该串扰点之间的距离的大小被确定成使得，在该内燃机的一个确定的转速下，该阀与该串扰点之间的一个排气管线段用作四分之一波长谐振器，这样使得在该内燃机的所述转速下，该排气装置的干扰噪声被减小或消除。该阀优选构造为排气阀门。通过关闭该排气阀门，来自该内燃机的整个排气流经由该排气阀门没有定位在其中的另一个排气管路而被导入大气中。所述排气管线段在该串扰点与该关闭的排气阀门之间起一个四分之一波长谐振器的作用。其方式是，该串扰点与这个关闭的排气阀门之间的该排气管线段的尺寸例如被这样确定，使得该串扰点与排气阀门之间的距离约等于有待减小的波长的两倍。根据本发明，由此可以使该排气装置的低频率嗡嗡噪声、特别是在处于1000rpm与2000rpm之间的发动机转速区域中的低频率嗡嗡噪声最小化。此类噪声特别地出现在该车辆的内部并且因此可以有效地被最小化。该阀的设置可以被任意地定位在对应的排气管路的一个端部区段中。
在本发明的一个构型中，该串扰点构造为一个第三消声器装置。尤其是，该第三消声器装置被构造成定位在该排气装置的一个中间区域中的中间消声器。该串扰点可替代地构造为一个连接管。该串扰点的定位可以按照这样的要求任意地进行，即，该阀与该串扰点之间距离的大小根据本发明被确定成，使得通过四分之一波长谐振器设置有效地实现干扰的频率的减少。
在本发明的另一个构型中，该阀可以根据该内燃机的发动机负荷和/或转速而被操作。该阀优选地在1000rpm与2000rpm之间的转速范围内被操作。在所述转速范围内，嗡嗡噪声在该排气装置内出现，这些噪声不利地影响了该车辆内部中的驾驶舒适特性。所述低频率嗡嗡声通过根据本发明确定该阀位置与该串扰点位置之间的排气管线段的尺寸被有效地最小化。
在本发明的另一个构型中，在该连接管中或者在该第三消声器装置之内设置了一个排气阀门，借助于该排气阀门可根据该内燃机的负荷点而防止该第一排气管路与该第二排气管路之间排气流的混合。
有利的是，该阀构造为排气阀门。
有利的是，该串扰点构造为一个第三消声器装置。
有利的是，该串扰点构造为一个连接管。
有利的是，该阀可以根据该内燃机的发动机负荷和/或转速而被操作。
有利的是，一个排气阀门被设置在该连接管中或者在该第三消声器装置之内。
附图说明
从以下说明中可得到进一步的特征和特征的组合。在附图中以简化的形式展示了本发明的具体的示例性实施例并且将在以下的说明中进行更详细地解释，在附图中：
图1示出了根据本发明的一种排气装置的根据第一实施例的示意性图示，
图2示出了根据本发明的排气装置的第二实施例的示意性图示，并且
图3示出了根据本发明的排气装置的根据第三实施例的示意性图示。
具体实施方式
图1示出了具有两排汽缸并且具有一个排气装置2的一个内燃机1。排气装置2包括一个第一排气管路3和一个第二排气管路4。第一组汽缸的排气经由第一排气管路3通入大气中。第二组汽缸的排气经由第二排气管路4通入大气中。一个第一消声器装置5被定位在第一排气管路的端部处。一个第二消声器装置6被定位在第二排气管路4的端部处。
在第一排气管路3与第二排气管路4之间提供一个串扰点10，该串扰点将这两个排气管路相互连通地连接。在串扰点10内，提供了一个可关闭的排气阀门9，该排气阀门在一个关闭位置中防止这两个排气管路之间的排气混合。在本发明的第一示例性实施例中，根据图1，串扰点10构造成连接管。在本发明的第二示例性实施例中，该串扰点10构造成一个第三消声器装置7。
第一排气管路3包括一个第一排气歧管17和一个第一排气管线15，第一组汽缸13的排气通过第一排气管线被导入大气中。第二排气管路4包括一个第二排气歧管16和一个第二排气管线14，第二组汽缸12的排气通过第二排气管线被导入大气中。这两个排气管路3和4的排气经由该连接管或经由第三消声器装置7混合是通过打开该排气阀门9实现的。在图1中，一个阀11被定位在第二排气管路4中在第二消声器装置6的下游。阀11是一个排气阀门的形式，该排气阀门被根据内燃机1工作点被操作。借助于阀11，第二排气管路4可以被关闭，这样使得当排气阀门9打开时，来自内燃机1的全部排气流经由第一排气管路3导入大气中。
串扰点10用于气体交换并且用作该排气装置2内的反射点。以这种方式可以影响转矩以及转矩曲线。尽管如此，串扰点10仍然对该排气装置2内的气体脉动有影响。此外，串扰点10影响发动机特定的换气顺序并且因此对排气装置2的噪声感觉具有作用。因此，通过气体交换，该内燃机的激励脉冲在串扰点10下游对称地通过排气管路3和4。这些排气因此从第一排气管路3以及还从第二排气管路4同时排入大气中。这种同相激励导致干涉，该干涉在该内燃机1的某些确定的转速下会让人感觉烦扰。特别是在低转速时或者在低频率噪声情况下，这种干涉可以导致使人烦恼的嗡嗡噪声。为了使此类不利的嗡嗡噪声最小化或者消除，阀11与串扰点10这样地间隔开，使得当阀11关闭时并且在产生令人烦恼的排气噪声的转速下，阀11与串扰点10之间的一个排气管线段x1用作一个四分之一波长谐振器。当阀11关闭时，排气管线段x1起四分之一波长谐振器的作用。排气装置2的令人烦恼的嗡嗡噪声因此被最小化。
阀11可以被任意地定位。在图1中，阀11被定位在第二消声器装置6的下游。在根据图2的第二示例性实施例中，阀11被定位在第二消声器装置6的上游。阀11的定位与串扰点10被构造为连接管或者构造为第三消声器装置无关。根据本发明，阀11的定位，应使得串扰点10与阀11之间的距离的大小的确定使得所述距离等于有待减小的频率的波长的两倍。为此目的，阀11的以及排气阀门9的操作装置(未示出)被连接到一个控制单元8，该控制单元同样被连接到内燃机1。因此可以使排气阀门9以及阀11根据内燃机1的发动机负荷和/或转速而被操作。附加地或者替代地，不仅排气阀门9而且阀11可以根据其他发动机参数而被操作。阀11可以替代地被定位在第一排气管路3中。
借助于阀11的根据本发明的这种定位，可以在产生令人烦恼的嗡嗡噪声的临界转速范围内实现多种有利效果。例如，消除了这两个排气管路3和4的两个通口的相关性。此外，基本上防止了在排气装置2中形成干涉。阀11根据其在排气管路4或3中的定位而用作一个可切换的谐振器或者用作一个可切换的反射点。在根据本发明的构型中，该阀导致对这些排气尾管中的通口噪声产生显著影响。串扰点10的定位可以根据排气装置2的结构被任意地选择。如果例如第三消声器装置7不被选作串扰点，则串扰点可以以一个连接管的形式根据图3实现在一个另外的位置处，例如在位置18或19处。在这个图示中，阀11被定位在位置19与第二消声器装置6之间。为了操作该阀11，设置了一个操作装置20，该操作装置电动地、气动地或者液压地构型。特别是，本发明适用于增压内燃机。

Claims (7)

1.一种用于内燃机(1)的排气装置(2)，该排气装置具有一个第一排气管路(3)并且具有一个第二排气管路(4)，其中一个第一消声器装置(5)被安置在该第一排气管路(3)的一个端部区段中并且一个第二消声器装置(6)被安置在该第二排气管路(4)的一个端部区段中，并且这两个排气管路通过一个串扰点(10)互通地连接，并且在该第一排气管路或第二排气管路中在该串扰点(10)的下游设置了一个阀(11)以用于选择性地关闭对应的排气管路，
其特征在于，
在该串扰点(10)内，设有一个可关闭的排气阀门(9)，该排气阀门在一个关闭位置中防止所述两个排气管路之间的排气混合，并且该阀(11)与该串扰点(10)之间的距离的大小被确定成使得，当该排气阀门(9)打开及所述阀(11)关闭时，在该内燃机(1)的一个确定的转速下，该阀(11)与该串扰点(10)之间的一个排气管线段(x1，x2)用作四分之一波长谐振器，使得在该内燃机(1)的所述转速下，该排气装置(2)的干扰噪声被减小，其中，所述内燃机(1)的第一组汽缸和第二组汽缸都被运转，所述第一组汽缸和第二组汽缸分别与所述第一排气管路(3)和所述第二排气管路(4)连接。
2.如权利要求1所述的排气装置(2)，其特征在于，该阀(11)构造为排气阀门。
3.如权利要求1所述的排气装置(2)，其特征在于，该串扰点(10)构造为一个第三消声器装置(7)。
4.如权利要求1所述的排气装置(2)，其特征在于，该串扰点(10)构造为一个连接管。
5.如权利要求1所述的排气装置(2)，其特征在于，该阀(11)可以根据该内燃机(1)的发动机负荷和/或转速而被操作。
6.如权利要求3所述的排气装置(2)，其特征在于，一个排气阀门(9)被设置在该第三消声器装置(7)之内。
7.如权利要求4所述的排气装置(2)，其特征在于，一个排气阀门(9)被设置在该连接管中。
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