CN104929744A - 多件式消声器壳体 - Google Patents

Abstract

本发明提供了在具有内燃机的摩托车上使用的排气系统，该内燃机具有至少一个排气端口，该排气系统包括第一管状构件，其具有第一端和第二端，该第一端可移除地联接到内燃机的排气端口，该第二端与第一端相反且形成第一连接器。其中第一管状构件还包括催化元件，该催化元件定位在第一管状构件内在第一端和第二端之间，且其中第一管状构件是气密性的，使得进入第一端的所有排气在离开第二端之前必须穿过催化元件。排气系统还包括第二构件，该第二构件可移除地联接到第一构件的第一连接器，第二构件具有定位在其中的一个或多个挡板。

Description

多件式消声器壳体

技术领域

本发明涉及在摩托车上使用的排放组件，且更特别地涉及带有多件式消声器壳体的排放组件。

背景技术

在使用期间，摩托车排放组件构造成从发动机收集排气且将排气引导通过催化元件和/或一系列挡板。特别地，排放组件的任务是通过使排气穿过催化元件而处理排气，催化元件又通过化学过程移除有害污染物且以有害性较低的物质将它们替换。此外，排放组件的任务是通过使排气经过一系列挡板而降低或另外地修改由于发动机的燃烧过程造成的声音。随着不断严格的排放法规的通过，允许气体在穿过催化元件之前被排放到大气的泄漏或排放设计可存在问题。

发明内容

在一些实施例中，本发明提供了一种在具有内燃机的摩托车上使用的排气系统，该内燃机带有至少一个排气端口，排气系统包括第一管状构件，该第一管状构件具有第一端和第二端，该第一端可移除地联接到内燃机的排气端口，该第二端与第一端相反，该第二端形成第一连接器。第一管状构件也包括在第一端和第二端之间定位在第一管状构件内的催化元件，且其中第一管状构件是气密性的，使得进入第一端的所有排气在离开第二端之前必须穿过催化元件。排气系统也包括第二构件，该第二构件可移除地联接到第一构件的第一连接器，第二构件具有定位在其中的一个或多个挡板。

在另一个实施例中，本发明提供了挡板外壳，该挡板外壳构造成可释放地可联接到摩托车的排气系统，挡板外壳包括大体筒形本体，该大体筒形本体具有被包含其中的一个或更多个挡板，本体也具有第一端和第二端，该第一端至少部分地限定出口孔，该第二端与第一端相反。本体的第二端限定了多个孔，所述多个孔绕挡板外壳的本体周向布置。

在又另一个实施例中，本发明提供了在摩托车排方系统上使用的多件式消声器壳体，该多件式消声器壳体包括第一外壳，该第一外壳包括第一大体筒形本体，该第一大体筒形本体具有第一端且具有定位在其中的挡板或催化元件中的至少一个。其中第一大体筒形本体限定了邻近第一端定位的多个t形狭槽。多件式消声器壳体也包括第二外壳，该第二外壳包括第二大体筒形本体，该第二大体筒形本体具有第二端且具有定位在其中的挡板或催化元件的另一个，且其中第二端包括第一密封表面、第二密封表面和定位在第一密封表面和第二密封表面之间的锁定通道，且其中第一外壳的第一端构造成可移除地联接到第二外壳的第二端。多件式消声器壳体也包括锁定环，该锁定环构造成将第二外壳固定到第一外壳。

在仍另一个实施例中，本发明提供了更换挡板外壳的方法，该方法包括将第一外壳的第一端轴向地引入到第二外壳的第二端上，其中第一外壳限定了邻近第一端的狭槽且包括在其中的一个或更多个挡板，且其中第二外壳包括锁定通道且包含在其中的催化元件。该方法也包括：提供锁定环，该锁定环具有径向向内延伸的锁定突起；将锁定突起与第一外壳的狭槽和第二外壳的锁定通道对准；并且使用锁定环将第一外壳联接到第二外壳，使得每个锁定突起均径向延伸通过第一外壳的狭槽且定位在第二外壳的锁定通道内。

本发明的其它方面将通过考虑详细描述和附图变得显见。

附图说明

图1是本发明的排放组件的一个构造的透视图，其中挡板外壳被移除。

图2图示了图1的排放组件，其中挡板外壳定位在催化剂外壳上。

图3图示了图2的排放组件，其中挡板外壳使用锁定环而固定到催化剂外壳。

图4是沿图3中的线4-4截取的截面图。

图5是图4中图示的排放组件的详细视图。

图6是沿图4中的线6-6截取的截面图。

图7图示了在图4中图示的催化剂外壳的替代构造。

图8是图3的排放组件的分解视图。

图9是在图8中图示的挡板外壳的第二端的详细视图。

图10是在图9中图示的t形狭槽的详细视图。

图11至图14图示了图3的锁定环。

图15是沿图14的线15-15截取的截面图。

具体实施方式

应理解的是本发明的应用不限制于在如下的描述或实施例中阐述或在附图中图示的构造的细节和部件的布置。本发明能够是其它实施例且能够通过多种方式实施或执行。也应理解的是在此所使用的措辞和术语用于描述目的且不应视作限制性的。

图1至图3图示了摩托车20的一部分，该摩托车20包括摩托车架30、被联接到车架30的发动机34和被联接到车架30的排气系统38。在所图示的构造中，发动机34固定地紧固到车架30且包括多个(即两个)排气端口42，所述多个排气端口42每个均大体对应于发动机34的汽缸。虽然本发明安装在具有V形双发动机的软尾摩托车架上，但排气系统38可适合于配合多种车架和发动机组合。

如在图1至图6、图8至图15中图示，摩托车排气系统38包括：一对头部46，该对头部每个均联接到发动机34的排气端口42；一对消声器壳体50，该对消声器壳体50每个均联接到相应的头部46；和一对锁定环200，该对锁定环200每个均与相应的消声器壳体50关联。排气系统38也包括一个或更多个支架60，该一个或更多个支架60将排气系统38固定到摩托车架30。特别地，本发明的排气系统38是“双排放”系统，即具有两个头部46，该两个头部46每个均从排气端口42的相应的一个收集排气且将所述排气引导到分开的消声器壳体50(见图3)。在替代的构造中可存在“单排放”构造，其中单个头部46从单缸发动机收集气体且将该气体引导到单个消声器壳体50中，或多个头部46从多缸发动机收集排气且将其引导到单个消声器壳体50中。

如在图1至图4中所图示，每个头部46均是大体管状的，从而允许排气流过那里。头部46包括：第一端或入口54，该第一端或入口54可联接到这些排气端口42中的相应的一个；和与入口54相反的第二端或出口58。当排气系统38组装好时，头部46的出口58典型地通过焊接而密封地联接到相应的消声器壳体50。然而，在替代的实施例中，出口58可借助于夹子(未示出)而密封地联接到消声器壳体50。

在所图示的构造中，每个头部46一般地均由单件材料形成；然而，在替代实施例中，多个管状构件可结合以形成单个头部管。在这样的构造中，重要的是维持在入口54和出口58之间沿头部46的长度的气密性构造，使得无未处理的排气可逸出系统38。在仍其它实施例中，头部46和消声器壳体50的至少一部分(即，下文所述的催化剂外壳70)可由单件材料形成。

排气系统38也可包括在多个头部46之间延伸的一个或更多个的横贯管66，以允许排气在其间流动(图1至图3)。在这样的实施例中，横贯管66允许排气在每个头部46之间传送，同时维持催化元件82上游的气密性环境。特别地，横贯管66允许排气在这些头部46之间流动，以补偿排放压力的改变，但不允许排气离开系统38。一般而言，横贯管66的每端均密封地联接到相应的头部46，从而在其间形成气密性密封。

如在图1至图6和图8至图10中所图示，排气系统38的多件式消声器壳体50包括催化剂外壳70和被可移除地联接到催化剂外壳70的挡板外壳74，从而形成大体上管状的构件。在图示的实施例中，多件式消声器壳体50设计为使得挡板外壳74可容易地从催化剂外壳70分离，而不更换整个消声器壳体50或危及催化剂外壳70内的催化元件82上游的气密完整性。因为未经处理的排气对于大气更有害，所以催化剂外壳70和挡板外壳74之间的接头位于催化元件82的下游。如此，与接头相关的任何泄漏仅允许经过处理的排气泄漏到大气中，而所有未经处理的排气将维持在系统38中。另外，可分离的挡板外壳也允许对于催化剂外壳70和催化元件82的简便的接近，以用于更换催化元件82。

如在图1至图6和图8中所图示，多件式消声器壳体50的催化剂外壳70包括大体筒形本体86，该大体筒形本体86限定了第一外径90。如上所述，催化剂外壳70也包括位于本体86内的催化元件82，且该催化元件82定位成使得流过催化剂外壳70的任何排气必须经过催化元件82。如在现有技术中已熟知，催化元件82构造成处理流过催化元件82的排气，该处理通过将有毒污染物经由化学反应转化为低毒物质来实现。

当组装好时，催化剂外壳70的第一端94密封地联接到相应的头部46的出口58，从而在其间形成气密性密封(图4)。更具体地，头部46和催化剂外壳70构造成使得进入头部46的入口54的任何排气必须流入到催化剂外壳70中且通过催化元件82。在其中存在横贯管66的双排气系统的情况中(图1至图3)，排气系统38构造成使得进入任一入口54的任何排气必须流入到两个催化剂外壳70中的一个中且通过对应的催化元件82。

最好地在图5中所图示，催化剂外壳70的第二端98包括一系列从基边102延伸的环形壁以产生第一连接器106。在使用期间，第一连接器106构造成至少部分地接收在挡板外壳74内且与其形成接头。在图示的实施例中，第一连接器106包括第一环形壁110，该第一环形壁110从基边102以小于第一直径90的第二直径114向后延伸以形成第一密封表面118。第一连接器106也包括第二环形壁122，该第二环形壁122从第一环形壁110以小于第二直径114的第三直径126向后延伸以形成锁定通道130。最后，第一连接器106包括第三环形壁134，该第三环形壁134从第二环形壁122以第四直径138向后延伸以形成第二密封表面142和远边146。第一密封表面118和第二密封表面142彼此平行且形成大体上类似的直径，该直径大体对应于挡板外壳74的内径150。

如在图4和图5中图示，排气系统38的催化元件82使用垫152而安装在催化剂外壳70内。特别地，如在现有技术中已知，催化剂元件82被包围在垫152中且定位在外壳70内。在替代的构造中，催化元件82’可使用机械锁(图7)而安装在催化剂外壳70’中。在机械锁中，催化元件82’的基板被硬焊到或另外地联接到罩156’，该罩156’绕催化元件82’的外径延伸。催化元件82’和罩156’的组合然后通过将罩156’的远端160’形成为匹配第一连接器106’的内部轮廓而被锁定到催化剂外壳70’内的适当位置。虽然图示的罩156’利用了第一连接器106’的几何形状以造成希望的锁定效果，但任何凹口或类似的锁定几何形状可用于将罩156’相对于催化剂外壳70’轴向固定。

如在图2至图6和图8至图10中所图示，挡板外壳74包括大体筒形本体154，该大体筒形本体154具有大体上与催化剂外壳70的第一直径90相等的外径158。本体154包括限定出口孔166的第一端162和与第一端162相反的第二端170。挡板外壳74也包括多个定位在其中的挡板174，该挡板174构造成改变或另外地降低在内燃机34的燃烧过程期间产生的噪声。当排气系统38组装好时，从催化剂外壳70流出的被处理的排气然后流动到挡板外壳74中且通过挡板174。在穿过挡板174之后，排气最终通过出口孔166排放到大气。

挡板外壳74的第二端170产生第二连接器178，该第二连接器178构造成可释放地接合催化剂外壳70的第一连接器106。更具体地，第二连接器178包括多个t形狭槽182(图8至图10)，每个狭槽182邻近第二端170绕本体154周向等间隔。在图示的构造中，每个狭槽182包括第一腿186和第二腿192，该第一腿186大体上周向地沿外壳74延伸且该第二腿192从第一腿186向前朝向第二端170延伸。在图示的构造中，第二腿192通向挡板外壳74的第二端170。当挡板外壳74联接到催化剂外壳70时，狭槽182的第一腿186定位成使得它与催化剂外壳70的锁定通道130轴向对准(图4至图6)。在图示的构造中，挡板外壳74包括三个等间隔的狭槽182，然而可存在更多或更少的狭槽182。

在使用期间，催化剂外壳70的后远边146轴向地接收在挡板外壳74的第二端170内。一旦插入，则挡板外壳74的本体154成形为使得其内表面198与第一和第二密封表面118、142接触且形成密封。此外，狭槽182的位置和形状允许挡板外壳74的第二端170弹性地径向向内“偏斜”且接合催化剂外壳70的第一密封表面118。更具体地，挡板外壳74的第二端170径向向内偏斜，从而导致狭槽182的第二腿192的相对的边缘196朝向彼此移动(图10)。在图示的构造中，偏斜使得当挡板外壳74借助于锁定环200而被固定到催化剂外壳70时相对的边缘196彼此接触。

第二端170的偏斜能力既增加了接头的密封能力又增加了接头的轴向保持强度。在替代构造中，第二端170也可构造成在组装期间径向向外偏斜以接收催化剂外壳70的端部106。

虽然本构造图示了被形成在催化剂外壳70中的第一连接器106同时第二连接器178形成在挡板外壳74中，但在本发明的教示中包括将两个连接器交换，使得几何形状形成在相反的外壳中。

如在图11至图15中图示，排气系统38的锁定环200大体上在形状上是弓形的，锁定环200具有细长带状本体204，该本体周向地延伸以限定内径150、第一端212和第二端216。锁定环200也包括第一突片220和第二突片224，该第一突片220从环200的第一端212径向延伸，该第二突片224从环200的第二端216径向延伸。在使用期间，两个突片220、224可较紧密地定位在一起(例如，借助于螺钉或紧固件)，从而导致本体204的内径150减小且发生夹紧作用。相比之下，允许突片220、224之间的距离增加，从而允许环200的内径208增加。在图示的构造中，一对肋228在本体204和每个突片220、224之间延伸，以增加锁定环200的刚性。在图示的实施例中，锁定环200也作为安装点或支架起作用，以将消声器壳体50固定到摩托车架30或其它支撑结构。

锁定环200也包括多个锁定突起232，所述多个锁定突起232中的每个均从本体204径向向内延伸。当组装好时，每个锁定突起232径向延伸通过挡板外壳74的t形狭槽182的相对应的第一腿186且接收在催化剂外壳70的锁定通道130内(图4至6)。如此，当锁定环200固定到消声器系统38时，通过将第二端170径向偏斜到第一密封表面118中锁定环200的压缩力增加了接头的密封能力，同时锁定突起232限制了挡板外壳74相对于催化剂外壳70的相对轴向移动。如在图8中最佳地示出，狭槽182的第二腿192的尺寸小于锁定突起232的宽度，使得一旦锁定环200被固定，则突起232不能轴向从狭槽182移除。

锁定环200也包括从本体204径向向外延伸的多个紧固件突起236。当组装好时，每个紧固件突起236提供了间隙，该间隙用于被驱动到接头(未示出)中的紧固件的头部。具体地，为提供另外的联接能力，螺钉或紧固件可被径向驱动通过挡板外壳74(即通过孔194，图9)和催化剂外壳70两者。在这样的情况中，紧固件突起236提供了用于紧固件头部的间隙且将紧固件隐藏为不可见。

为将挡板外壳74附接到催化剂外壳70，挡板外壳74的第二连接器178的第二端170在催化剂外壳70的第一连接器106上滑动。挡板外壳74轴向地滑动到第一连接器106上，直至第二端170接触催化剂外壳70的基边102(图2)。当挡板外壳74处于适当位置时，狭槽182的第一腿186与锁定通道130轴向对准，且本体154的内表面198接触第一和第二密封表面118、142。

当挡板外壳74处于适当位置时，锁定环200沿挡板外壳74的长度轴向地滑动，直至锁定环200与t形狭槽182轴向对准(图2和图4至图5)。锁定环200然后旋转直至每个锁定突起232与挡板外壳74的相对应的t形狭槽182对准且接收在其内。

当锁定环定位时，紧固件240穿过锁定环200的两个突片220、224且由螺母244固定(见图6)。在其它实施例中，紧固件240可直接螺纹连接到相对应的支架60中(见图3)。紧固件240然后被拧紧，从而导致第一突片220和第二突片224之间的距离减小，且锁定环200的内径150减小。作为减小内径150的结果，压缩力施加在挡板外壳74的第二端170上，从而导致它径向向内弯曲且与催化剂外壳70的第一密封表面118接触。如上所述，结果是固定接头，该固定接头具有增加的保持和密封能力。

为从催化剂外壳70移除挡板外壳74，紧固件240被松开，从而导致两个突片220、224之间的距离增加且锁定环200的内径150放大。如此，挡板外壳74的第二端170弹性地返回到其最初位置且从第一密封表面118脱离。当锁定环200松开时，锁定环200和挡板外壳74可从催化剂外壳70轴向地移除。

本发明的多种特征和优点在如下的权利要求中阐述。

Claims (25)

1.一种在具有内燃机的摩托车上使用的排气系统，所述内燃机具有至少一个排气端口，所述排气系统包括：

第一管状构件，所述第一管状构件具有第一端和第二端，所述第一端能够移除地联接到所述内燃机的排气端口，所述第二端与所述第一端相反，所述第二端形成第一连接器，其中所述第一管状构件还包括催化元件，所述催化元件定位在所述第一管状构件内在所述第一端和所述第二端之间，且其中所述第一管状构件是气密性的，使得进入所述第一端的所有排气在离开所述第二端之前必须通过所述催化元件；和

第二管状构件，所述第二管状构件能够移除地联接到所述第一管状构件的第一连接器，所述第二管状构件具有定位在其中的一个或多个挡板。

2.根据权利要求1所述的排气系统，其中所述第一管状构件包括头部和催化剂外壳，所述催化剂外壳密封地联接到所述头部，且其中所述催化元件定位在所述催化剂外壳内。

3.根据权利要求2所述的排气系统，其中所述头部焊接到所述催化剂外壳。

4.根据权利要求1所述的排气系统，进一步包括锁定环，且其中所述锁定环将所述第二管状构件固定到所述第一管状构件。

5.根据权利要求4所述的排气系统，其中所述锁定环包括多个径向向内延伸的锁定突起。

6.根据权利要求4所述的排气系统，其中所述锁定环将消声器壳体固定到摩托车架。

7.根据权利要求5所述的排气系统，其中所述第一管状构件的第二端包括锁定通道，其中所述第二构件限定多个狭槽，且其中每个锁定突起延伸通过所述第二构件中的相对应的狭槽，且当所述第一管状构件联接到所述第二管状构件时每个锁定突起定位在所述第一管状构件的锁定通道内。

8.根据权利要求1所述的排气系统，其中所述第一管状构件的第二端包括锁定通道。

9.根据权利要求1所述的排气系统，其中所述第一管状构件的第二端包括第一密封表面和第二密封表面，所述第二密封表面与所述第一密封表面间隔开，且其中当所述第二管状构件联接到所述第一管状构件时，所述第一密封表面和所述第二密封表面两者都接触所述第二管状构件。

10.根据权利要求9所述的排气系统，其中所述第一密封表面和所述第二密封表面大体上彼此平行。

11.根据权利要求1所述的排气系统，其中所述第二管状构件包括远端，且其中所述第二管状构件限定了邻近所述远端的多个狭槽。

12.根据权利要求11所述的排气系统，其中每个狭槽为t形的。

13.根据权利要求12所述的排气系统，其中t形的所述狭槽包括第一腿和第二腿，所述第一腿绕所述第二管状构件周向延伸，所述第二腿从所述第一腿大体上轴向延伸，且其中所述第二腿通向所述第二端。

14.一种挡板外壳，所述挡板外壳构造成借助于锁定环能够释放地联接到摩托车的排气系统的催化剂外壳，所述挡板外壳包括：

大体筒形本体，所述本体具有包含在其中的一个或多个挡板，所述本体还具有第一端和第二端，所述第一端至少部分地限定出口孔，所述第二端与所述第一端相反，其中所述第二端构造成接收所述催化剂外壳的端部，且其中所述本体的第二端限定多个孔，所述多个孔绕所述挡板外壳的本体周向间隔开，其中所述孔构造成接收锁定环的锁定突起，使得所述锁定突起接合所述催化剂外壳的锁定通道。

15.根据权利要求14所述的挡板外壳，其中每个孔包括狭槽，所述狭槽绕所述挡板外壳的本体大体上周向延伸。

16.根据权利要求14所述的挡板外壳，其中每个孔包括狭槽，所述狭槽具有第一腿和第二腿，所述第一腿绕所述挡板外壳的本体大体上周向延伸且所述第二腿从所述第一腿朝向所述第二端轴向延伸，且其中所述第二腿通向所述第二端。

17.根据权利要求14所述的挡板外壳，其中每个孔包括轴向延伸的狭槽，且其中每个狭槽限定0.100英寸至0.150英寸之间的宽度。

18.一种在摩托车的排气系统上使用的多件式消声器壳体，所述多件式消声器壳体包括：

第一外壳，所述第一外壳包括第一大体筒形本体，所述第一大体筒形本体具有第一端和定位在其中的挡板或催化元件中的至少一个，其中所述第一大体筒形本体限定多个t形狭槽，所述多个t形狭槽邻近所述第一端定位；

第二外壳，所述第二外壳包括第二大体筒形本体，所述第二大体筒形本体具有第二端和定位在其中的挡板或催化元件中的另一个，且其中所述第二端包括第一密封表面、第二密封表面和锁定通道，所述锁定通道定位在所述第一密封表面和所述第二密封表面之间，且其中所述第一外壳的第一端构造成能够移除地联接到所述第二外壳的第二端；和

锁定环，所述锁定环构造成将所述第二外壳固定到所述第一外壳。

19.根据权利要求18所述的消声器壳体，其中所述锁定环包括多个径向向内延伸的锁定突起。

20.根据权利要求19所述的消声器壳体，其中每个锁定突起构造成延伸通过所述第一外壳的相对应的t形狭槽且接收在所述第二外壳的锁定通道内。

21.根据权利要求18所述的消声器壳体，其中所述第一外壳的第一端能够径向向内偏斜。

22.根据权利要求18所述的消声器壳体，其中所述t形狭槽的至少一条腿通向所述第一端。

23.根据权利要求18所述的消声器壳体，其中所述第一密封表面从所述第二端轴向延伸，所述锁定通道从所述第一密封表面以比所述第一密封表面的直径小的直径轴向延伸，且其中所述第二密封表面从所述锁定通道以比所述锁定通道的直径大的直径轴向延伸。

24.一种更换挡板外壳的方法，所述方法包括：

将第一外壳的第一端轴向地引入到第二外壳的第二端上，其中所述第一外壳限定邻近所述第一端的狭槽且包括在其中的一个或多个挡板，且其中所述第二外壳包括锁定通道且包含在其内的催化元件；

提供锁定环，所述锁定环具有径向向内延伸的锁定突起；

将所述锁定突起与所述第一外壳的狭槽和所述第二外壳的锁定通道对准；和

使用所述锁定环将所述第一外壳联接到所述第二外壳，使得每个锁定突起径向延伸通过所述第一外壳的狭槽且定位在所述第二外壳的锁定通道内。

25.根据权利要求24所述的方法，其中将所述第一外壳联接到所述第二外壳包括将所述第一外壳的第一端径向向内偏斜。