CN105909353B - 用于内燃机的排气引导系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于内燃机的排气引导系统，其包括：上游的第一排气引导管区域，在过渡区域中沿排气流动方向连接在第一排气引导管区域上的下游的第二排气引导管区域，在过渡区域内从在第一排气引导管区域中和/或在第二排气引导管区域中的排气流容积朝向液体收集容积开放的液体导出通道区域，液体导出通道区域包括在第一排气引导管区域和第二排气引导管区域之间形成的镰刀形的间隙，在过渡区域中第一排气引导管区域的下游的端部区域接合到第二排气引导管区域的上游的端部区域中，使得在一个周向区域内第一和第二排气引导管区域彼此贴靠并在另一周向区域内在第一排气引导管区域的外表面和第二排气引导管区域的内表面之间形成所述间隙。

Description

用于内燃机的排气引导系统
技术领域
本发明涉及一种用于内燃机的排气引导系统，该内燃机例如可以设置在轿车、载重车辆或双轮车中。
背景技术
在从内燃机导出燃烧排气的排气引导系统中，经常为了检测燃烧排气的组分例如在其上游的区域内设有一个或多个探测器，所述探测器为了与排气交互作用而接合到排气引导系统的排气流容积中。在排气引导系统的下游的端部区域内，该排气引导系统通常是向外开放的，从而原则上存在液体、例如水侵入排气引导系统的该下游的端部区域内的可能性。如果水一直到达探测器的区域内，则所述探测器可能被损坏。因为这种探测器的代表排气组分的输出信号例如也用于控制内燃机，以便可以实现尽可能小的有害物质排放，所以在探测器区域内的功能失灵或功能故障可以在内燃机或车辆的其他系统区域运行时引起相应的妨害。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种用于内燃机、特别是车辆内燃机的排气引导系统，该排气引导系统在构造简单并且紧凑的情况下防止液体侵入。
按照本发明，所述目的通过一种用于内燃机的排气引导系统实现，该排气引导系统包括：上游的第一排气引导管区域、在过渡区域中沿排气流动方向连接在第一排气引导管区域上的下游的第二排气引导管区域、在过渡区域内从在第一排气引导管区域中和/或在第二排气引导管区域中的排气流容积朝向液体收集容积开放的液体导出通道区域，其中，所述液体导出通道区域包括在第一排气引导管区域和第二排气引导管区域之间形成的镰刀形的间隙，在过渡区域中，第一排气引导管区域的下游的端部区域接合到第二排气引导管区域的上游的端部区域中，使得在一个周向区域内第一排气引导管区域和第二排气引导管区域彼此贴靠并且在另一周向区域内在第一排气引导管区域的外表面和第二排气引导管区域的内表面之间形成所述镰刀形的间隙。
在按照本发明构造的排气引导系统中，在两个排气引导管区域彼此连接的地方保证：从排气引导系统的下游的端部区域侵入的液体经由液体导出通道被从排气流容积导出并且接纳在液体收集容积中。液体导出通道区域设置在两个排气引道管区域彼此邻接的地方可以在结构方式紧凑的情况下简单地实现并且避免特定的通道装置引入排气引导系统的个别部件中。
例如可以规定，液体导出通道区域包括在第一排气引导管区域和第二排气引导管区域之间形成的间隙。这种间隙可以按简单的方式例如通过在彼此邻接的排气引导管区域的横向尺寸中的突变提供并且不要求附加的结构措施。
为了一方面这两个排气引导管区域可以相互连接，另一方面也可以为液体排出产生间隙，而规定，在过渡区域中，第一排气引导管区域的下游的端部区域接合到第二排气引导管区域的上游的端部区域中，并且至少在周向区域内在第一排气引导管区域的外表面和第二排气引导管区域的内表面之间形成所述间隙。
在两个排气引导管区域之间的过渡区域内的横向尺寸中的用于为液体导出通道区域产生间隙的突变可以按简单的方式通过如下途径实现，即，第二排气引导管区域朝向其上游的端部区域上游方向沿横向于排气流动方向的至少一个方向扩展。例如相对于圆形的基本横截面几何的该扩展例如可以通过如下方式提供，即，第二排气引导管区域在其上游的端部区域内具有压扁的圆形的周向轮廓、优选卵形或椭圆形的轮廓。
为了在按照本发明构造的排气引导系统中与过渡区域相配地提供液体收集容积，而建议，过渡区域设置在提供液体收集容积的壳体中。
为了提供一种稳定的结构组件而建议，壳体具有进入开口，第一排气引导管区域通过该进入开口被引导到壳体的内部中，和/或壳体具有排出开口，第二排气引导管区域通过该排出开口被从壳体的内部引导出来。在此特别是可以规定，第一排气引导管区域包括第一管区段，该第一管区段在壳体内部中延伸、提供第一排气引导管区域的下游的端部区域并且与壳体在进入开口的区域内固定连接，和/或第二排气引导管区域包括第二管区段，该第二管区段在壳体内部中延伸、提供第二排气引导管区域的上游的端部区域并且与壳体在排出开口的区域内固定连接。
壳体可以以第一管区段和第二管区段按照消声器或终端消声器的型式构造成一个结构组件。为了以简单的方式实现向该结构组件导入排气或将排气从该结构组件导出，而规定，第一排气引导管区域包括与第一管区段优选在进入开口的区域内固定连接的第三管区段，和/或第二排气引导管区域包括与第二管区段优选在排出开口的区域内固定连接的第四管区段。
为了利用壳体不仅提供液体收集容积的功能，而且该壳体也可以特别是用于消声，而建议，在壳体的内部中设置有至少一个板状的消声元件。
在此，布置结构可以是这样的，即，至少一个消声元件包围第二排气引导管区域的上游的端部区域，和/或与第二排气引导管区域的上游的端部区域固定连接，和/或在其外周区域内与壳体固定连接和/或包括第一消声开口装置。特别是，在此，所述至少一个消声元件可以将壳体的内腔划分成两个区域，这两个区域经由第一消声开口装置彼此连接，从而仍然壳体的大的内部容积区域作为液体收集容积可供使用。
在按照本发明的排气引导系统中，消声功能可以通过如下方式进一步改善，即，第二排气引导管区域在其在壳体内部中延伸的区域内具有在过渡区域下游的第二消声开口装置。
为了也在壳体的区域内将构造设计成尽可能简单的，但尽管如此仍创造出将两个排气引导管区域引导到该壳体中或耦联到该壳体上的可能性，而规定，壳体包括第一壳体罩和第二壳体罩，所述第一壳体罩提供进入开口的至少一部分、优选整个进入开口和排出开口的至少一部分，所述第二壳体罩提供进入开口的不由第一壳体罩提供的部分和排出开口的不由第一壳体罩提供的部分并且与第一壳体罩固定连接。
附图说明
下面参照附图详细描述本发明。其中：
图1示出一个能装入机动车中的排气引导系统；
图2示出一个排气引导系统的下游的端部区域，该排气引导系统带有一个仅部分示出的并且提供液体收集容积的壳体；
图3以局部剖视图示出一个排气引导系统的在图2中示出的区域；
图4以原理图并且沿排气流动方向观察示出一个在两个排气引导管区域之间的过渡区域。
具体实施方式
在图1中示出一个用于例如在轿车中的内燃机的排气引导系统10。该排气引导系统10在其上游的端部区域12内构成为用于接纳内燃机的燃烧排气。在该上游的端部区域12内，在排气引导系统10内设有探测器14、16，这些探测器伸进在排气引导系统10中流动的气流中并且因而提供关于燃烧排气组分的信息。该信息例如可以用于控制内燃机，以便使有害物质排放最小化。燃烧排气沿气体流动方向G通过排气管17从上游的端部区域12流向排气引导系统10的下游的端部区域18。在所示的实施例中，在下游的端部区域18中，燃烧排气经由两个从消声器或终端消声器20引出的端管22、24离开排气引导系统10。
下面参照图2至4描述技术措施，通过所述技术措施保证在下游的端部区域18的范围内进入排气引导系统10中的液体、如水被阻止朝向上游的端部区域12到达并且特别是到达定位在那里的探测器14、16。
图2和3示出排气引导系统20的下游的端部区域18连同定位在那里的消声器20。消声器20包括一个总体上用26标出的壳体，在图2和3中仅示出该壳体的一个下部的壳体罩28。
排气引导系统10包括一个上游的第一排气引导管区域30，该第一排气引导管区域通到壳体26的内部32中。此外，排气引导系统10包括一个下游的第二排气引导管区域34，该第二排气引导管区域从壳体26的内部32引出并且在图2和3所示的实例中构成为具有一个唯一的端管22。如图3示出这一点，第一排气引导管区域30和第二排气引导管区域34处于流动连接，从而流过排气引导系统10的排气可以沿排气流动方向G从第一排气引导管区域30流到第二排气引导管区域34中。
在图3中可清楚地看出，第一排气引导管区域30的一个下游的端部区域36在一个总体上用38标出的过渡区域中接合到第二排气引导管区域34的上游的端部区域40中。例如，第一排气引导管区域30和第二排气引导管区域34可以在这些端部区域38、40中构成为具有基本上圆柱形的造型。
第一排气引导管区域30包括一个基本上在壳体26内部32中延伸的并且提供下游的端部区域36的第一管区段42。第二排气引导管区域34包括一个同样基本上在壳体26内部32中延伸的第二管区段44，该第二管区段提供上游的端部区域40。第一管区段42在其远离下游的端部区域36的端部中装入构成在壳体罩28中的进入开口46中并且在该区域内例如与壳体罩28的包围进入开口46的基本上圆柱形的区段48例如通过焊接固定地并且流体密封地连接。要分配给第一排气引导管区域30的第三管区段40可以例如在进入开口46的区域内装入第一管区段42的定位在那里的端部中并且与之例如通过焊接固定地并且流体密封地连接。
第二管区段44在其背离上游的端部区域40的端部中在构成在壳体26中的排出开口52的区域内与壳体例如通过焊接固定地连接。图2和3清楚地示出，该排出开口52的仅仅一部分构成在图中所示的下部的壳体罩28中。排出开口的其余部分构成在要安放到下部的壳体罩28上的上部的壳体罩中。在这里，也可以通过这两个壳体罩共同形成一个包围排出开口52的、例如圆柱形的边缘区域，第二管区段44可以与其例如通过焊接固定地并且流体密封地连接。这两个壳体罩可以在分别构成在其上的法兰式的边缘区域54的范围内相互固定地并且流体密封地、例如通过焊接相连接。例如在排出开口52的区域内装入第二管区段44的定位在那里的端部中的第四管区段56与第二管区段44例如通过焊接固定地连接并且在所示的实例中提供端管22，而第一管区段42例如提供消声器20的进入管并且第二管区段44例如提供该消声器的排出管。
在过渡区域38的范围内，第一管区段42和第二管区段44在其端部区域36、40内如此确定尺寸或成形，使得得到在安装到车辆中的状态下基本上定位在下部区域内的间隙58，该间隙基本上形成通向壳体26内部32的液体导出通道60。该间隙58例如可以通过如下方式提供，即，第一管区段42制备成在其下游的端部区域36内具有基本上圆形的横截面轮廓。第二管区段44可以从例如同样构成为具有圆形的基本上圆柱形的横截面几何形状的中央区域62出发漏斗式地扩宽并且然后被压扁，从而在第二管区段44的上游的端部区域40内得到压扁圆形的例如近似卵形或椭圆形的横截面轮廓，该横截面轮廓与第一管区段42的下游的端部区域36的横截面轮廓相比沿横向于气体流动方向G的至少一个方向扩展。因此，在周向区域内，在图4的原理图中可清楚看出的构成为具有近似镰刀式造型的间隙58在下游端部区域36内的第一管区段42的外表面64和上游端部区域40内的第二管区段44的内表面66之间得出。在两个端部区域36、40彼此贴靠的地方，亦即在图4中在视图的上部区域内，两个管区段42、44例如可以通过焊接和/或通过压配合固定地相互连接。
消声器20还包括一个例如在过渡区域38内包围上游端部区域40的并且在该区域内与第二管区段44固定连接的板式的消声元件68，该消声元件可以以其外周区域固定在壳体26的内表面上。消声元件68将壳体26的内部32分成两个空间区域70、72。因为在消声元件68内构成有一个包括多个孔或者说开口的第一消声开口装置74，所以这两个空间区域70、72然而原则上相互连接。第二消声开口装置76构成在第二管区段44的中央区域62内，从而原则上在消声器20的区域内或在第一排气引导管区域30或第二排气引导管区域34的区域内形成的排气流容积78朝向壳体26内部32是开放的。消声器20的两个消声开口装置74、76首要通过声反射有助于消声。
通过在两个排气引导管区域30、34之间的过渡区域38内提供基本上提供液体导出通道60的间隙58，为经由端管22或第二排气引导管区域34侵入的液体、例如水创造出在侵入第一排气引导管区域30中之前进入特别是在下部的壳体罩28的区域内提供的液体收集容积80中的可能性。经由端管22进入的水的一部分可以特别是当流入速度比较小时也经由第二消声开口装置76到达液体收集容积80中。不过特别是在水浪涌式进入时，如这例如在经过液体池或漕或类似物时可能是这种情况，水基本上完全运动越过第二消声开口装置76并且可以经由间隙58到达液体收集容积80中。因此确保了排气引导系统10或装备有该排气引导系统的车辆具有通常要求的涉水能力，在该涉水能力情况下确保也在预定的持续时间期间在内燃机停机时防止水侵入到排气引导系统10中特别是直至上游的区域12，探测器14、16定位在那里。通过在壳体26内部提供的液体收集容积80，可以接纳比较大量的液体或者水。在燃烧运行中，该液体由于排气引导系统10的不同部件将具有的比较高的温度而逐渐蒸发，其中，沿排气流动方向G流动的排气流为蒸发的液体发挥抽吸泵作用并且因此将液体蒸汽从液体收集容积80中带走。一旦需要，在壳体26的区域内也可以设有能手动或自动打开的排放开口，以便导出较大量的收集在其中的液体。
通过按照本发明设定的可以将进入排气引导系统中的液体通过在两个排气引导管区域之间的过渡区域内的液体导出通道区域导出并且储存在液体收集容积中的可能性，创造出简单的、尽管结构方式紧凑但仍能实现的保护排气引导系统的其他系统区域以防液体进入的可能性。排气引导系统的按照本发明的构造因而不仅适合于较大的车辆、例如载重汽车或商用车，而且特别是也可以用在轿车中和两轮车中。排气引导系统的按照本发明的构造不消极地影响排气流并且因而不导致较高的背压以及因而不损失与该排气引导系统耦联的驱动总成的功率。
最后要指出，按照本发明的排气引导系统当然可以特别是在提供液体导出通道或者与该液体导出通道配合作用的部件的区域内设计成不同的。因此，当然可以在也提供液体收集容积的壳体的内部保证其他的有助于消声的措施。这种提供液体收集容积的壳体也可以仅仅为此目的以及在没有用于消声的措施或在用于消声的部件没有定位在其内部的情况下构造。当然，例如图1也示出这一点，第二排气引导管区域可以如此构造，即，多于一个端管从壳体引出。
此外，按照本发明的排气引导系统也可以基本上仅构成为消声器，而且例如可以包括带有两个排气引导管区域的第一管区段和第二管区段的壳体，在这些管区段上便可以接合其他的管区段作为单独的结构组件。

Claims (14)

1.用于内燃机的排气引导系统，包括：
上游的第一排气引导管区域(30)，
在过渡区域(38)中沿排气流动方向(G)连接在第一排气引导管区域(30)上的下游的第二排气引导管区域(34)，
在过渡区域内从在第一排气引导管区域(30)中和/或在第二排气引导管区域(34)中的排气流容积(78)朝向液体收集容积(80)开放的液体导出通道区域(60)，
其中，所述液体导出通道区域(60)包括在第一排气引导管区域(30)和第二排气引导管区域(34)之间形成的镰刀形的间隙(58)，
在过渡区域(38)中，第一排气引导管区域(30)的下游的端部区域(36)接合到第二排气引导管区域(34)的上游的端部区域(40)中，使得在一个周向区域内第一排气引导管区域(30)和第二排气引导管区域(34)彼此贴靠并且在另一周向区域内在第一排气引导管区域(30)的外表面(64)和第二排气引导管区域(34)的内表面(66)之间形成所述镰刀形的间隙(58)。
2.根据权利要求1所述的排气引导系统，其特征在于，所述第二排气引导管区域(34)朝向其上游的端部区域(40)的上游方向沿横向于排气流动方向(G)的至少一个方向扩展。
3.根据权利要求2所述的排气引导系统，其特征在于，所述第二排气引导管区域(34)在其上游的端部区域(40)内具有压扁的圆形的周向轮廓。
4.根据权利要求3所述的排气引导系统，其特征在于，所述第二排气引导管区域(34)在其上游的端部区域(40)内具有卵形或椭圆形的周向轮廓。
5.根据权利要求1至4之一所述的排气引导系统，其特征在于，所述过渡区域(38)设置在提供液体收集容积(80)的壳体(26)中。
6.根据权利要求5所述的排气引导系统，其特征在于，所述壳体(26)具有进入开口(46)，第一排气引导管区域(30)通过该进入开口(46)被引导到壳体(26)的内部(32)中，和/或所述壳体具有排出开口(52)，第二排气引导管区域(34)通过该排出开口(52)被从壳体(26)的内部(32)引导出来。
7.根据权利要求6所述的排气引导系统，其特征在于，所述第一排气引导管区域(30)包括第一管区段(42)，该第一管区段在壳体(26)内部(32)中延伸、提供第一排气引导管区域(30)的下游的端部区域(36)并且与壳体(26)在进入开口(46)的区域内固定连接，和/或所述第二排气引导管区域(34)包括第二管区段(44)，该第二管区段在壳体(26)内部(32)中延伸、提供第二排气引导管区域(34)的上游的端部区域(40)并且与壳体(26)在排出开口(52)的区域内固定连接。
8.根据权利要求7所述的排气引导系统，其特征在于，所述第一排气引导管区域(30)包括与第一管区段(42)固定连接的第三管区段(50)，和/或所述第二排气引导管区域(34)包括与第二管区段(44)固定连接的第四管区段(56)。
9.根据权利要求7所述的排气引导系统，其特征在于，所述第一排气引导管区域(30)包括与第一管区段(42)在进入开口(46)的区域内固定连接的第三管区段(50)，和/或所述第二排气引导管区域(34)包括与第二管区段(44)在排出开口(52)的区域内固定连接的第四管区段(56)。
10.根据权利要求5所述的排气引导系统，其特征在于，在所述壳体(26)的内部(32)中设置有至少一个板状的消声元件(68)。
11.根据权利要求10所述的排气引导系统，其特征在于，至少一个消声元件(68)包围第二排气引导管区域(34)的上游的端部区域(40)，和/或与第二排气引导管区域(34)的上游的端部区域(40)固定连接，和/或在其外周区域内与壳体(26)固定连接和/或包括第一消声开口装置(74)。
12.根据权利要求5所述的排气引导系统，其特征在于，所述第二排气引导管区域(34)在其在壳体(26)内部(32)中延伸的区域内具有在过渡区域(38)下游的第二消声开口装置(76)。
13.根据权利要求6所述的排气引导系统，其特征在于，所述壳体(26)包括第一壳体罩(28)和第二壳体罩，所述第一壳体罩提供进入开口(46)的至少一部分和排出开口(52)的至少一部分，所述第二壳体罩提供进入开口(46)的不由第一壳体罩(28)提供的部分和排出开口(52)的不由第一壳体罩(28)提供的部分并且与第一壳体罩(28)固定连接。
14.根据权利要求13所述的排气引导系统，其特征在于，所述壳体(26)包括第一壳体罩(28)，所述第一壳体罩提供整个进入开口(46)并且提供排出开口(52)的至少一部分。
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