CN104903556A

CN104903556A - 消音器

Info

Publication number: CN104903556A
Application number: CN201380069828.6A
Authority: CN
Inventors: 贝沼克彦; 古屋智大
Original assignee: Futaba Industrial Co Ltd
Current assignee: Futaba Industrial Co Ltd
Priority date: 2013-01-11
Filing date: 2013-12-18
Publication date: 2015-09-09
Also published as: JP6162407B2; WO2014109192A1; JP2014134180A; EP2944783A4; CA2897138A1; US20150337699A1; EP2944783A1

Abstract

本发明涉及消音器，形成有双重管部，所述双重管部构成为，第1管状部件(10)的端部从第2管状部件(20)的端部插入第2管状部件(20)的内侧，所述第2管状部件的先端部(23)接合于所述第1管状部件的外周面，所述第2管状部件中形成所述双重管部的部分包括第1部分(22)和第2部分(21)，所述第1部分(22)靠近所述第1管状部件先端，所述第2部分(21)为靠近所述第2管状部件先端的部分，与所述第1部分相比直径被扩大，在所述第1管状部件(10)与所述第2管状部件(20)之间形成有共振室(31)，在所述第1管状部件(10)与所述第1部分(22)之间，形成有使排气流路和所述共振室连通的连通路(32)，通过所述共振室(31)与所述连通路(32)，形成亥姆霍兹型共振系统。

Description

消音器

相关申请的交叉引用

本国际申请要求2013年1月11日在日本专利局提交的日本发明专利申请第2013-3714号的优先权，所述日本发明专利申请的全部内容通过引用而并入本文。

技术领域

本发明涉及用于抑制排气噪音的消音器。

背景技术

汽车用排气系统，通过设置在排气流路中的消音器对排气噪音进行抑制。例如，在实际长度长的管状部产生的低频率气柱共鸣音成为使排气沉闷声加重的主要原因。因此，采取了与主消声器直列地设置副消声器以降低气柱共鸣音的对策。并且，在专利文献1中对如下构成进行了记载，即，在主消声器与副消声器之间设置侧支型共振系统的消音器。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2005-105918号公报

发明内容

发明要解决的问题

此外，作为共振系统的消音器，除上述侧支型共振系统的消音器之外，还已知有亥姆霍兹型共振系统的消音器。但是，由于亥姆霍兹型共振系统的消音器要借助经由细长的连通路而及至大容积的共振室的构造来实现，因此，存在构造复杂的问题。

本发明的一个方面优选通过简约的构造来实现亥姆霍兹型共振系统的消音器。

解决问题的技术方案

本发明一个方面为一种消音器，具备：第1管状部件，所述第1管状部件形成内燃机的排气流路；以及第2管状部件，所述第2管状部件连接于所述第1管状部件，连同所述第1管状部件形成所述排气流路，并且，所述消音器中形成有双重管部，所述双重管部构成为，使所述第1管状部件的端部从所述第2管状部件的端部插入所述第2管状部件的内侧；所述第2管状部件的先端部接合于所述第1管状部件的外周面，所述第2管状部件中形成所述双重管部的部分包括第1部分和第2部分，所述第1部分靠近所述第1管状部件先端，所述第2部分为靠近所述第2管状部件先端的部分，与所述第1部分相比，所述第2部分的直径被扩大；在所述第1管状部件与所述第2部分之间，形成有共振室，在所述第1管状部件与所述第1部分之间，形成有使所述排气流路和所述共振室连通的连通路，通过所述共振室以及所述连通路，构成亥姆霍兹型共振系统。

根据这样的构成，在第1管状部件与第2管状部件的接续部分，能够抑制排气噪音。此外，通过形成排气流路的2个管状部件来形成双重管部，并利用该双重管部形成亥姆霍兹型共振系统的共振室以及连通路，因此，能够以简约的构造来实现亥姆霍兹型共振系统。

此外，在上述构成中，在所述连通路中设置有用于防止所述第1管状部件与所述第2管状部件接触的间隔件，并且，所述间隔件可以被配置为，在所述第1管状部件的外周对通气道进行确保，以使所述连通路不被堵塞。根据这样的构成，连通路难以被堵塞，并能够提高抑制排气噪音的效果。

此外，在上述构成中，所述第1管状部件以及所述第2管状部件可以分别通过单一部件形成。根据这样的构成，则不必为了构成亥姆霍兹型共振系统而另外使用专用部件，因此能够实现省空间化和低成本化等。

此外，本发明的一个方面除上述消音器之外，还可以通过具备消音器的排气系统、排气消音方法等各种方式来实现。

附图说明

图1是实施方式的排气系统的俯视图。

图2是图1的II-II剖视图。

图3A是消音器的分解立体图；图3B是消音器的立体透视图。

图4是图2的IV-IV剖视图。

附图标记的说明

1…排气系统；2…流路部件；3…催化转化器；4…副消声器；

5…主消声器；10…第1管状部件；11…缩径部；12…主体部；

20…第2管状部件；21…扩径部；22…主体部；23…先端部；

30…消音器；31…共振室；32…连通路；40…线网

具体实施方式

以下，参照附图对应用本发明的实施方式进行说明。

图1所示的排气系统1形成排气流路，该排气流路为从汽车内燃机排出的排气的流路。以形成排气流路的实际长度较长的管状流路部件2为中心，构成排气系统1。在排气系统1中，从排气流路的上游侧(图1中的左侧)沿着流路部件2(排气流路)依次直列地配置有催化转化器3、副消声器4、以及主消声器5。

流路部件2具备第1管状部件10和第2管状部件20。该第1管状部件10形成副消声器4的下游的排气流路，该第2管状部件20连接于第1管状部件10的下游侧端部，形成主消声器5上游的排气流路。在流路部件2中，副消声器4与主消声器5通过第1管状部件10以及第2管状部件20而连接。

如图2、图3A以及图3B所示，第1管状部件10为对外径R1(例如为60.5mm)的圆管部件进行加工而形成的部件，通过单一的部件构成。具体地，第1管状部件10为如下部件，即，将在外径R1的圆管部件中作为下游侧(图2中的右侧)的端部，具体地，将自先端长L1的部分缩径成比外径R1小的外径R2(例如为54.7mm)。并且，在以下说明中，将第1管状部件10中自先端长L1的部分称为“缩径部11”，将剩余部分称为“主体部12”。

第2管状部件20与第1管状部件10相同，是对外径R1的圆管部件进行加工而形成的部件，与第1管状部件10相同，通过单一的部件构成。具体地，第2管状部件20为如下部件，即，将在外径R1的圆管部件中作为上游侧(图2中的左侧)的端部，具体地，将自先端长L2的部分扩径成比外径R1大的外径。具体地，外径从自先端长L2的位置朝向先端侧而逐渐变大，在自先端长L3的位置(L3＜L2)成为最大外径(例如为120mm)。然后，外径从自先端长L4的位置(L4＜L3)朝向先端侧而逐渐变小。这样的形状例如通过以下方式来实现，即，对自先端长L2的部分进行扩径加工之后，对自先端长L4的部分进行缩径加工。并且，在以下说明中，将第2管状部件20中自先端长L2的部分称为“扩径部21”，将剩余部分称为“主体部22”。

从第2管状部件20的上游侧端部(扩径部21的先端部23)，将第1管状部件10的下游侧端部，具体地，将缩径部11整体以及主体部12的一部分，以中心轴一致的方式，插入第2管状部件20的内侧。由此，在第1管状部件10与第2管状部件20的接续部分(后述的接合处及其附近的部分)，形成有以第1管状部件10为内管、以第2管状部件20为外管的双重管部(第1管状部件10与第2管状部件20重合的部分)。并且，如以下说明，第1管状部件10与第2管状部件20的接续部分作为亥姆霍兹型共振系统的消音器30来发挥作用。

即，第2管状部件20，具体为扩径部21的先端部23，接合于第1管状部件10的外周面，具体为接合于主体部12的外周面(在本实施方式中为整周焊接)。由此，在双重管部，在第1管状部件10与第2管状部件20之间，形成有与排气流路连通的、一端封闭的空间。具体地，在第1管状部件10的主体部12与第2管状部件20的扩径部21之间，形成有大容积的共振室31。换言之，通过第2管状部件20的扩径部21来确保作为共振室31所需要的容积。此外，在第1管状部件10的缩径部11与第2管状部件20的主体部22之间，形成有连通路32，该连通路32为与轴向垂直的截面积比共振室31小的空间，并使排气流路与共振室31连通。并且，该共振室31以及连通路32被设计成构成亥姆霍兹型共振系统的形状。

此外，在连通路32设置有作为金属制缓冲部件的线网40。线网40作为用于防止第1管状部件10与第2管状部件20接触的间隔件而发挥作用。并且，线网40还具有使第1管状部件10与第2管状部件20的热收缩差的应力减小的功能。此外，线网40的外径为第1管状部件10的主体部12的外径R1以下。

不过，如果连通路32被线网40堵塞的话，则使共振现象产生的声压激发力会难以向共振室31传递。因此，线网40被配置为在第1管状部件10的外周对通气道进行确保。具体地，如图4所示，在本实施方式中，在第1管状部件10的外周整周(360度的范围)的一部分上配置有沿着第1管状部件10外周面的多个(在该例中为3个)圆弧状的线网40。3个线网40的长度为：即使全部合起来也不足第1管状部件10的外周整周，并且，3个线网40在第1管状部件10的轴向错开(在轴向上不同的位置)进行配置(参照图2)。因此，能够在第1管状部件10的外周良好地确保通气道。

此外，消音器30被设计成，使共振频率符合管的气柱共振频率的N阶模态(N为自然数，在本实施方式中为1。)，并被配置为，使第1管状部件10的先端成为N阶模态最大声压的位置。

根据以上详述的实施方式，能够获得以下效果。

[A1]消音器30具备第1管状部件10和第2管状部件20，该第1管状部件10形成内燃机的排气流路，该第2管状部件20连接于第1管状部件10，连同第1管状部件10形成排气流路。在第1管状部件10与第2管状部件20的接续部分，形成有双重管部，该双重管部构成为，将第1管状部件10的端部从第2管状部件20的先端部23插入第2管状部件20的内侧，并且，第2管状部件20的先端部23接合于第1管状部件10的外周面。第2管状部件20中形成双重管部的部分，包括主体部22和扩径部21，该主体部22靠近第1管状部件10的先端，该扩径部21为靠近第2管状部件20先端的部分，与主体部22相比，直径被扩大。在第1管状部件10与扩径部21之间，形成共振室31，在第1管状部件10与主体部22之间，形成使排气流路与共振室31连通的连通路32，通过共振室31以及连通路32，构成亥姆霍兹型共振系统。

因此，根据本实施方式，在第1管状部件10与第2管状部件20的接续部分，能够对气柱共鸣音进行抑制。其结果为，能够抑制排气噪音。此外，通过形成排气流路的第1管状部件10以及第2管状部件20来形成双重管部，并利用该双重管部，形成亥姆霍兹型共振系统的共振室31以及连通路32，因此能够以简约的构造来实现亥姆霍兹型共振系统。特别是，由于采用亥姆霍兹型共振系统，因此通过使共振室31的容积增大，能够提高消音效果。此外，也可以在第1管状部件10形成贯通孔，使该贯通孔作为亥姆霍兹型共振系统的连通路来发挥作用，但是在这样的构造中，连通路的长度只能获取板厚部分，难以获得充分的效果。在这一点上，在本实施方式中，使连通路长的构造得以实现，能够提高噪音抑制效果。

[A2]在连通路32中，设置有用于防止第1管状部件10与第2管状部件20接触的线网40。线网40被配置为在第1管状部件10的外周对通气道进行确保，以使连通路32不被堵塞。因此，根据本实施方式，连通路32难以被堵塞，则能够提高抑制排气噪音的效果。

[A3]第1管状部件10以及第2管状部件20分别通过单一的部件形成。因此，根据本实施方式，不必为了构成亥姆霍兹型共振系统，而另外使用专用的部件，因此，能够实现省空间化和低成本化等。即，对形成排气流路的部件附加用于形成消音器(共振室以及连通路)的专用部件，在这样的构成中，使构造变得复杂而容易大型化，而且，容易使部件个数变多，接合(焊接)处也会增加，因此容易使成本提高。对此，本实施方式的消音器30通过形成排气流路的第1管状部件10以及第2管状部件20而构成，并且接合(焊接)处为1处，因此具有容易实现省空间化和低成本化等的优点。并且，通过管状部件来构成，因此能够进行弯曲加工，还具有易于适应排气系统1的布置的优点。

[A4]消音器30被设计成，使共振频率符合管的气柱共振频率的N阶模态，并被配置为，使第1管状部件10的先端成为N阶模态最大声压的位置。因此，根据本实施方式，能够通过符合于共振频率的模态而获取最大的降低，并且，在其他模态下，也通过一定的容量来降低声压，由此能够抑制气柱共鸣音。

[A5]在第1管状部件10形成有缩径部11，并使用外径为主体部12的外径R1以下的线网40，因此，能够易于将在装置有线网40的状态下的第1管状部件10，插入第2管状部件20。所以，根据本实施方式，能够易于进行第1管状部件10与第2管状部件20的组装。

以上对本发明的实施方式进行了说明，不过，本发明不限于上述实施方式，当然能够采用各种方式。

[B1]在上述实施方式示出的线网40为一例，并不限于此。例如，线网40的个数可以为1个，也可以为2个以上。此外，对配置线网40的位置不进行特别限定。具体地，例如，也可以在第1管状部件10的轴向上，将两个呈将环对半分割后的形状的C字形线网，错开进行配置。此外，作为间隔件，也可以使用除线网40之外的部件。此外，也可以对第1管状部件10以及第2管状部件20中的至少一个进行加工(例如形成突出部)，来形成间隔件。此外，也可以为不具有间隔件的构成。

[B2]可以通过多个部件形成第1管状部件10。例如，如果使用外径R2的圆管部件和外径R1的圆管部件，则能够使缩径加工的范围变小，或能够使缩径加工本身不存在。同样，也可以通过多个部件形成第2管状部件20。

[B3]第1管状部件10可以不具有缩径部11。例如，可以将在装置有线网40的状态下的第1管状部件10插入第2管状部件20后，再对第2管状部件20的先端部23进行缩径。

[B4]在上述实施方式中，使用相同外径的圆管部件来形成第1管状部件10和第2管状部件20，但是不限于此。例如，作为第2管状部件20，可以使用外径大于第1管状部件10的圆管部件。此外，也可以使用除圆管部件之外的部件(例如，截面为椭圆形或多角形的管状部件)，形成第1管状部件10以及第2管状部件20。

[B5]上述实施方式中示出的共振室31为一例，并不限于此。例如，在上述实施方式中，由侧方观察(从相对于轴向垂直的方向进行观察)时被扩大成大致梯形的扩径部21来形成共振室31，也可以取而代之，例如通过扩大成大致三角形或大致长方形的扩径部来形成共振室。

[B6]在上述实施方式中，例示了在连接副消声器4和主消声器5的排气流路中配置有消音器30的构成，但是不限于此。此外，作为前提的排气系统的构成也不限于上述实施方式，例如，可以为不具有副消声器的构成。此外，第1管状部件(双重管部的内管)与第2管状部件(双重管部的外管)的上游/下游的位置关系可以与上述实施方式相反。即，可以将第2管状部件配置在排气流路的上游侧，将第1管状部件配置在排气流路的下游侧。

[B7]本发明的各个构成要素为概念性构成要素，不限于上述实施方式。例如，可以将1个构成要素所具有的功能分散于多个构成要素，也可以将多个构成要素所具有的功能统合于1个构成要素。此外，可以将上述实施方式的构成的至少一部分，置换成具有相同功能的周知构成。

Claims

1.一种消音器，其特征在于，具备：

第1管状部件，所述第1管状部件形成内燃机的排气流路；以及，

第2管状部件，所述第2管状部件连接于所述第1管状部件，连同所述第1管状部件形成所述排气流路，并且，

所述消音器中形成有双重管部，所述双重管部构成为，使所述第1管状部件的端部从所述第2管状部件的端部插入所述第2管状部件的内侧，

所述第2管状部件的先端部接合于所述第1管状部件的外周面，

所述第2管状部件中形成所述双重管部的部分包括第1部分和第2部分，所述第1部分靠近所述第1管状部件先端，所述第2部分为靠近所述第2管状部件先端的部分，与所述第1部分相比，所述第2部分的直径被扩大，

在所述第1管状部件与所述第2部分之间，形成有共振室，

在所述第1管状部件与所述第1部分之间，形成有使所述排气流路和所述共振室连通的连通路，

通过所述共振室以及所述连通路，构成亥姆霍兹型共振系统。

2.根据权利要求1所述的消音器，其特征在于，

在所述连通路中设置有用于防止所述第1管状部件与所述第2管状部件接触的间隔件，并且，

所述间隔件被配置为，在所述第1管状部件的外周对通气道进行确保，以使所述连通路不被堵塞。

3.根据权利要求1或2所述的消音器，其特征在于，

所述第1管状部件以及所述第2管状部件分别通过单一的部件形成。