CN104653266B - 用于cda发动机的双排放系统的结构 - Google Patents

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Abstract

公开了一种用于CDA发动机的双排放系统的结构。用于汽缸停用(CDA)发动机的双排放系统的结构可以包括两个入口管、两个出口管、连接管和阀，所述两个出口管的每一个突出并从对应的主消音器的内部延伸至对应的主消音器的外部，其中所述两个出口管的每一个将经过对应主的主消音器的排放气体通过两个出口管的每一个释放至车辆的外部，所述连接管设置在车辆的宽度方向上并连接在两个主消音器之间，所述阀安装在两个出口管的一个出口管上以打开和闭合一个出口管，其中当阀可以闭合时，经过所述主消音器的一个的排放气体可以通过连接管被引入两个出口管的另一个主消音器，并随后可以排放至车辆的外部。

Description

用于CDA发动机的双排放系统的结构
相关申请的交叉引用
本申请要求2013年11月15日提交的韩国专利申请第10-2013-138759号的优先权，该申请的全部内容结合于此用于通过该引用的所有目的。
技术领域
本发明涉及用于车辆的排放系统的结构，更特别地，涉及用于CDA发动机的双排放系统的结构，其在CDA模式时通过经由连接管连接两个主消音器之间并在一个出口管中配备阀以打开和闭合所述一个出口管来避免出口管共振，从而能够减少低频率噪音。
背景技术
近来，随着环境问题增加，由于车辆的排放气体的过度排放造成的环境问题已经出现，消费者由于油价的升高而极有可能偏爱高燃料效率车辆。因此，已经发展了用于改进车辆的燃料效率和发动机输出的各种技术。
各种技术已经发展并应用于车辆，例如对取决于发动机的旋转区域而改变的空气吸引阻力响应而改变进气歧管的长度或横截面面积的可变吸气系统(VIS)、取决于发动机的旋转区域控制阀的打开和闭合正时并控制阀的提升的可变阀正时(VVT)、控制阀的提升高度的可变阀提升(VVL)、出于改进燃料效率的目的取决于驱动条件将部分发动机汽缸转化成不运行/全面运行的汽缸停用(CDA)。
在这些技术中，CDA发动机设备为在制动或巡航时停用全部汽缸的一部分并在停用汽缸侧停止燃料供应和进气/排气阀的操作的发动机。
仅在车辆加速或上坡时需要车辆发动机的最大输出。因此，当车辆仅通过发动机的部分输出驱动时，不必须点燃全部汽缸，并因此可以节省燃料。
例如，在配备六汽缸发动机的车辆的情况下，在行驶状态下制动或低怠速条件或低负载条件下不需要通过运行全部汽缸产生动力。因此，通过停用三个汽缸的运行而仅启动剩余三个汽缸的运行来产生动力。
如图1A和1B所示，用于CDA发动机的双排放系统的结构是这样的结构，其中从车辆的发动机分出的两个入口管1连接至两个主消音器2，并且两个出口管3连接自两个主消音器2。
如图1A所示，当车辆的发动机在普通模式下，排放气体通过主消音器2排放至两侧，如图1B所示，当车辆的发动机在CDA模式下，排放气体仅通过一个主消音器2排放至一侧。
根据相关技术的用于CDA发动机的双排放系统的结构是这样的结构，其中在CDA模式下，仅使用一个主消音器，而停用另一个消音器，因此该结构具有的噪音减少的性能比使用两个主消音器的情况更加劣化。
CDA发动机比常规发动机消耗更少的燃料，并由此具有优秀的燃料效率，但其具有没有点燃的部分汽缸，并因此改变了发动机噪音的主要分量从而增加了低频率范围的噪音。
发动机噪音装置的主要分量为通过发动机的爆炸数除以发动机的RPM得到的值，其通过如下等式表示。
[等式]
发动机噪音的主要分量＝发电机爆炸数/发动机RPM
亦即，在配备有6汽缸发动机的车辆的情况下，在运行全部6汽缸的普通模式下，对应于下表1中的C3(6/2＝3)的噪音分量形成发动机噪音的主要分量，在仅操作六个汽缸中的三个的CDA模式下，对应于C1.5(3/2＝1.5)的噪音分量形成发动机噪音的主要分量。
[表1]
C1.5 C3 C4.5 C6
1,000rpm 25Hz 50Hz 75Hz 100Hz
6,000rpm 150Hz 300Hz 450Hz 600Hz
因此，在仅运行六个汽缸中的三个的CDA模式下，额外地产生低频率噪音分量(在发动机噪音的主要分量中对应于C1.5的噪音分量)(所述低频率噪音分量在普通模式下极少产生)并随后与现有出口管的低频率共振模式结合，这可能对发动机的噪音具有不好的影响。
公开于该发明背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本发明的各个方面旨在提供一种用于CDA发动机的双排放系统的结构，其通过即使在CDA模式运行时也使用全部主消音器而能够减少排放气体噪音并基于通过连接管在两个主消音器之间连接而延长双排放系统的结构的整体长度的效果来减少低频率范围中的噪音。
在本发明的一个方面中，用于汽缸停用(CDA)发动机的双排放系统的结构可以包括两个入口管、两个出口管、连接管和阀，排放自车辆的发动机的排放气体通过所述两个入口管分别被引入两个主消音器，所述两个出口管的每一个突出并从对应的主消音器的内部延伸至对应的主消音器的外部，其中所述两个出口管的每一个将经过对应主消音器的排放气体通过所述两个出口管的每一个释放至车辆的外部，所述连接管设置在车辆的宽度方向上并连接在两个主消音器之间，所述阀安装在所述两个出口管的一个出口管上以打开和闭合所述一个出口管，其中当所述阀闭合时，经过所述主消音器的一个的排放气体通过所述连接管被引入所述两个出口管的另一个主消音器中，并随后排放至车辆的外部。
两个挡板以侧向方向安装在两个主消音器的每一个的内部，以将所述主消音器的内部分别分隔成第一空间、第二空间和第三空间，其中所述连接管连接在所述两个主消音器的一个主消音器的所述第一空间和另一个主消音器的第一空间之间。
所述两个出口管的每一个从对应主消音器的所述第一空间穿过第一挡板和第二挡板以延伸至第三空间，并随后弯曲以再次穿过所述第二挡板和所述第一挡板并延伸至所述对应主消音器中的所述第一空间。
所述阀与突出至出口管的主消音器的外部的后端部联接，其安装在所述两个主消音器的一个主消音器中。
当车辆的发动机为普通模式时，所述阀打开所述两个出口管的一个出口管，排放气体通过所述两个入口管的每一个被引入所述两个主消音器中，并随后通过所述两个出口管被排放至车辆的外部。
当车辆的发动机为汽缸停用(CDA)模式时，所述阀闭合所述两个出口管的一个出口管，所述排放气体通过所述两个入口管的一个引入所述两个主消音器的一个中，并随后通过所述连接管被引入另一个主消音器并通过安装在所述另一个主消音器的另一个出口管被排放至车辆的外部。
根据具有上述构造的本发明的示例性实施方案，用于CDA发动机的双排放系统的结构可以包括连接管和阀，所述连接管连接在两个主消音器之间，所述阀打开和闭合一个出口管以使用根据相关技术的用于CDA发动机的双排放系统的结构中在CDA模式操作时不使用的全部主消音器，由此显著地增加排放气体的噪音减少的性能。
用于CDA发动机的双排放系统的结构构造成使得在CDA模式运行时，排放气体通过连接管从一个主消音器被引入另一个主消音器，并随后被排放至出口管以增加排放气体在其中流动的排放系统的整体长度，由此有效地实施避免排放系统共振的设计。
用于CDA发动机的双排放系统的结构可以获得与这样的构造相同的效果：其中主消音器单独地添加至在CDA模式运行时额外地产生对应于C1.5的发动机噪音的主要分量可以减少的位置，从而显著地减少在车辆的低频率范围中的噪音。
与因车辆的噪音振动颠振(NVH)问题而具有扩大CDA模式运行范围的限制的根据相关技术的用于CDA发动机的双排放系统的结构相比，根据本发明的示例性实施方案的用于CDA发动机的双排放系统的结构可以更加扩大CDA模式运行范围，从而期待车辆的额外的燃料效率的改进。
本发明的方法和装置具有其它特征和优点，这些特征和优点将在纳入本文的附图以及随后与附图一起用于解释本发明的某些原理的具体实施方式中显现或更详细地阐明。
附图说明
图1A为显示在根据相关技术的用于CDA发动机的双排放系统的结构中当车辆的发动机为普通模式时排放气体的流动的示例性示图。
图1B为显示在根据相关技术的用于CDA发动机的双排放系统的结构中当车辆的发动机为CDA模式时排放气体的流动的示例性示图。
图2A和图2B为显示根据本发明的示例性实施方案的用于CDA发动机的双排放系统的结构的整体外观的立体图。
图3为显示根据本发明的示例性实施方案的主消音器的内部的外观的剖视图。
图4为显示根据本发明的示例性实施方案的用于CDA发动机的双排放系统的结构中当车辆的发动机为普通模式时排放气体的流动的示例性示图。
图5为显示根据本发明的示例性实施方案的用于CDA发动机的双排放系统的结构中当车辆的发动机为CDA模式时排放气体的流动的示例性示图。
图6为示意地显示根据本发明的示例性实施方案的用于CDA发动机的双排放系统的结构中当车辆的发动机为CDA模式时排放系统共振模式和消音器的位置的示例性示图。
应了解，附图并不必须按比例绘制，其示出了某种程度上经过简化了的本发明的基本原理的各个特征。在此所公开的本发明的特定的设计特征，包括例如特定的尺寸、定向、位置和形状，将部分地由特定目的的应用和使用环境加以确定。
在这些图形中，附图标记在贯穿附图的多幅图形中指代本发明的同样的或等同的部件。
具体实施方式
现在将详细提及本发明的各个实施方案，这些实施方案的实例显示在附图中并描述如下。尽管本发明将与示例性实施方案结合加以描述，但是应当理解，本说明书并非旨在将本发明限制为那些示例性实施方案。相反，本发明旨在不但覆盖这些示例性实施方案，而且覆盖可以被包括在由所附权利要求所限定的本发明的精神和范围之内的各种选择形式、修改形式、等价形式及其它实施方案。
下面将参考所附附图对本发明的示例性实施方案进行具体描述。
根据本发明的示例性实施方案的用于汽缸停用(CDA)发动机的双排放系统的结构，其包括两个入口管、两个出口管、连接管40和阀50，排放自车辆的发动机的排放气体通过所述两个入口管分别被引入两个主消音器中，所述两个出口管的每一个突出并从主消音器的内部延伸至主消音器的外部，所述两个出口管的每一个使得经过主消音器的排放气体通过所述两个出口管的每一个排放至车辆的外部，所述连接管40设置在车辆的宽度方向上以连接在两个主消音器之间，所述阀50安装在所述两个出口管的一个上以打开和闭合所述一个出口管，其中当所述阀50闭合时，经过主消音器的一个的排放气体通过连接管40被引入另一个主消音器，并随后排放至车辆的外部。
如图2A和2B所示，两个入口管每个连接至两个主消音器以将排放自车辆的发动机的排放气体供应至主消音器的内部，并且主消音器用于减少因排放气体造成的噪音。
更详细地，在所示的示例性实施方案中，入口管被分成设置在车辆的右手侧(RH)的第一入口管10和设置在车辆的左手侧(LH)的第二入口管12，以同样的方式，主消音器被分成第一主消音器20和第二主消音器22。
如图4所示，在普通情况下，排放气体在每个在车辆的下端部处分支的第一入口管10和第二入口管12中流动，并由此被引入第一主消音器20和第二主消音器22。
如图2和图3所示，两个出口管每个从第一主消音器20和第二主消音器22的内部突出至第一主消音器20和第二主消音器22的后侧以用于将经过主消音器的排放气体排放至车辆的外部。
如上所述，出口管被分成连接至设置在车辆的右手侧的第一主消音器20的第一出口管30和连接至设置在车辆的左手侧的第二主消音器22的第二出口管32。
如图2A和图2B所示，连接管40在车辆的宽度方向上以U型联接在第一主消音器20和第二主消音器22之间以使得排放气体在其中流动。
连接管40在如下所述的阀50关闭时用于将引入第一主消音器20的排放气体传输至第二主消音器22，并用于增加排放系统的整体长度。
如图2A和图2B所示，阀50安装在连接至第一主消音器20的第一出口管30上以用于根据是否运行CDA模式而打开或闭合第一出口管30。
如图2A和图2B所示，阀50以这样的方式构造：根据是否运行CDA模式，电机52通过控制器操作以旋转盘形盖54。
详细地，当车辆的发动机在普通模式下时，以这样的方式操作电机52：盖54设置在第一出口管30的横截面的垂直方向上以使得排放气体经过，当车辆的发动机在CDA模式下时，以这样的方式操作电机52：盖54设置在第一出口管30的横截面的水平方向上使得排放气体不经过。
亦即，当阀50闭合时，引入第一主消音器20的排放气体不排放至第一出口管30而通过连接管40在第二主消音器22中流动，并随后通过第二出口管32排放至车辆的外部。
如图3所示，第一主消音器20的内部优选地与在侧向方向上的两个挡板联接以将第一主消音器20的内部分隔成第一空间70至第三空间74。
详细地，在所示的示例性实施方案中，定位在第一主消音器20的最前侧的空间为第一空间70，紧接着第一空间70之后定位的空间是第二空间72，定位在第一主消音器20的最后侧的空间是第三空间74。
在所示的示例性实施方案中，挡板被分成设置在第一空间70和第二空间72之间的第一挡板60和设置在第二空间72和第三空间74之间的第二挡板62。
第一挡板60和第二挡板62可以设置有穿孔110、多个孔、多个短管、可渗透板膜等以使得排放气体自由运动。
如图2和图3所示，第一入口管10可以从车辆的发动机穿过第一主消音器20，并随后穿过第一挡板60和第二挡板62以延伸至第一主消音器20内部的第三空间74。
第一出口管30可以从第一主消音器20的第一空间70穿过第一挡板60和第二挡板62以延伸至第三空间74，并随后可以以U字型弯曲以再次穿过第二挡板62和第一挡板60并延伸至第一空间70，并可以再次以U字型弯曲以穿过第一挡板60和第二挡板62，并随后突出并延伸至第一主消音器20的外部。
尽管没有示出，第二主消音器22的内部以相似的方式与第一挡板60和第二挡板62联接以将第二主消音器22的内部分隔成第一空间70至第三空间74，并以相似的方式连接至第二入口管12和第二出口管32。
如图2和图3所示，连接管40设置成连接在第一主消音器20的第一空间70和第二主消音器22的第一空间70之间。
亦即，当车辆的发动机为CDA模式时，引入第一主消音器20的第三空间74的排放气体通过形成在第一挡板60和第二挡板62中的穿孔等在第一空间70中流动，并通过连接至第一主消音器20的第一空间70的连接管40在第二主消音器22的第一空间70中流动以通过第二出口管32排放至车辆的外部。
如上所述，连接管40连接至第一主消音器20的第一空间70以完全利用第一主消音器20，由此最大化排放气体的声音减少的性能。
如图2A和图2B所示，阀50可以与突出至第一出口管30的第一主消音器20的外部的部分(亦即，后端部)联接，所述部分连接至第一主消音器20。
当阀50出现在第一出口管30可以打开和闭合的位置时，阀50可以与在第一出口管30上的任何位置联接，但阀50与如上所述的后端部联接使得双排放系统的结构的装配工人可以在使用实际上是根据相关技术的主消音器的同时仅简单地添加阀50。
亦即，装配工人通过使用相对简单的装配过程可以实现根据本发明的示例性实施方案的用于CDA发动机的双排放系统的结构的效果，所述装配过程为通过连接管40在第一主消音器20和第二主消音器22之间连接，将阀50与第一出口管30的后端部联接等等，由此减少装配工序、装配时间，并减少工时。
本领域技术人员可以理解，当根据车辆种类而运行CDA模式，车辆的排放气体仅通过第二入口管12供应时，阀50与第二出口管32的后端部联接，这与本发明不同。
根据本发明的示例性实施方案的用于CDA发动机的双排放系统的结构的运行过程和作用效果将如下进行说明。
如图3和图4所示，当没有运行CDA模式时，亦即，当车辆的发动机为普通模式时，排放气体通过第一入口管10被供应至第一主消音器20的第三空间74。
供应至第三空间74的排放气体通过形成在第一挡板60和第二挡板62中的穿孔等流动在第一空间70中，并通过打开的第一出口管30被排放至车辆的外部。
以类似的方式，通过第二入口管12供应至第二主消音器22的内部的排放气体经过第一空间70到达第二主消音器22内部的第三空间74，并随后通过第二出口管32被排放至车辆的外部。
如图3和图5所示，当车辆的发动机在CDA模式下时，类似地，排放气体通过第一入口管10被供应至第一主消音器20的第三空间74。
供应至第三空间74的排放气体通过形成在第一挡板60和第二挡板62中的穿孔而流动在第一空间70中，但由于第一出口管30被阀50闭合，排放气体不排放至第一出口管30，而通过连接管40被供应至第二主消音器22的第一空间70。
供应至第二主消音器22的第一空间70的排放气体被引入打开的第二出口管32的入口中，并由此通过第二出口管32排放至车辆的外部。
如上所述，当车辆的发动机为CDA模式时，额外地产生在发动机噪音的主要分量中对应于C1.5的噪音分量，由此与出口管的低频率共振模式配合(couple)，这是加重车辆噪音的原因。
因此，如图6中所示，根据本发明的示例性实施方案的用于CDA发动机的双排放系统的结构获得了与在CDA模式操作时单独添加一个第二主消音器22相同的效果，由此显著地减少车辆因低频率共振模式产生的噪音。
为了便于解释和精确限定所附权利要求，术语“上”、“下”、“内”和“外”用于参考附图中所显示的这些特征的位置来描述示例性实施方式的特征。
前面对本发明具体示例性实施方案所呈现的描述是出于说明和描述的目的。它们并不会毫无遗漏，也不会将本发明限制为所公开的精确形式，显然，根据上述教导很多修改和变化都是可能的。选择示例性实施方案并进行描述是为了解释本发明的特定原理及其它们的实际应用，从而使得本领域的其它技术人员能够实现并利用本发明的各种示例性实施方案及其不同的选择形式和修改形式。本发明的范围旨在由所附权利要求书及其等同方案加以限定。

Claims (3)

1.一种用于汽缸停用发动机以减少低频率噪音分量的双排放系统的结构，所述结构包括：
分别对应第一和第二主消音器的第一入口管和第二入口管，排放自车辆的发动机的排放气体通过所述第一入口管和第二入口管被分别引入第一主消音器和第二主消音器；
分别对应第一和第二主消音器的第一出口管和第二出口管，所述第一出口管和第二出口管构造成每一个突出并从对应的主消音器的内部延伸至对应的主消音器的外部，并且每一个将经过对应的主消音器的排放气体排放至车辆的外部；
连接管，所述连接管构造成设置在车辆的宽度方向上以连接在所述第一主消音器和第二主消音器之间；
阀，所述阀构造成安装在所述第一出口管上以打开和闭合所述第一出口管；
其中，具有多个孔的第一挡板和第二挡板构造成以侧向方向安装在第一主消音器和第二主消音器的每一个的内部以将所述第一主消音器和第二主消音器的内部分别分隔成第一空间、第二空间和第三空间，
其中所述连接管连接在所述第一主消音器的第一空间和第二主消音器的第一空间之间，所述第一入口管和第二入口管分别穿过对应的主消音器，并随后穿过对应的主消音器的第一挡板和第二挡板以延伸至对应的主消音器内部的第三空间，
其中当车辆的发动机为普通模式时，所述阀打开所述第一出口管，排放气体通过第一入口管和第二入口管的每一个被分别引入到第一主消音器和第二主消音器中，并随后通过分别通过第一出口管和第二出口管被排放至车辆的外部；
其中当车辆的发动机处于汽缸停用模式时，所述阀闭合所述第一出口管，第一入口管有排放气流流入，并且排放气体通过第一入口管引入到第一主消音器中，然后通过所述连接管引入到第二主消音器中，并通过第二出口管被排放至车辆的外部，在所述第二入口管没有排放气流流入，其中所述第一出口管和第二出口管的每一个分别从对应的主消音器的所述第一空间穿过第一挡板和第二挡板以延伸至所述第三空间，并随后弯曲以再次穿过所述第二挡板和所述第一挡板并延伸至对应的主消音器中的所述第一空间，并再次弯曲以穿过第一挡板和第二挡板，并随后突出并延伸至对应的主消音器的外部。
2.根据权利要求1所述的用于汽缸停用发动机以减少低频率噪音分量的双排放系统的结构，其中再次穿过所述第二挡板和所述第一挡板并延伸至对应的主消音器中的第一空间的弯曲以及穿过第一挡板和第二挡板的弯曲为U字型弯曲。
3.根据权利要求1或2所述的用于汽缸停用发动机以减少低频率噪音分量的双排放系统的结构，其中所述阀与第一出口管的后端部联接。
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