CN106368779B - 排气消声器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了用于机动车辆的排气消声器。在一个示例中，所述消声器包括降噪结构和散热件，以将热从排气传递到消声器的外部，所述散热件包括两个区域的翼片，所述翼片限定通过所述散热件的多个流动通路，所述流动通路引导排气流通过消声器从入口通道至出口通道。以这种方式，降低了排气的温度，并且所述消声器和排气系统的下游组件可以由较低热容差的材料构造。

Description

排气消声器

相关申请

本申请要求对2015年7月23日提交的英国专利申请No.1513027.1的优先权，所述申请的整个内容出于所有目的通过引用并入本文。

技术领域

本公开涉及一种排气消声器组装件。

背景技术

机动车辆可以由发动机推进，所述发动机产生经由排气系统引导至大气的高温排气。在所述排气系统的一些区域中，排气的高温可以是有利的。例如，高温排气可以加热所述排气系统的催化转化器至其有效操作的温度。

排气系统也可以包括排气的高温不具有有用的效果和/或可能是有害的区域，如消音器/消声器。美国专利申请No.2007/107982公开了一种机构以管理消音器中的余热。其中，消音器可以包括在消音器的壳体内的散热件(heat sink)，以将热从所述消音器传递到壳体外部的区域，如燃料重整器。

然而，本发明人在此已经认识到上述方法的问题。经由散热件从消音器中的排气提取的热始终穿过消音器的壳体。因此，消音器被构造为承受高温，并且因此可以由较重的和/或更昂贵的材料组成，和/或用更耗时的构造方法制造。

发明内容

根据本公开的第一方面，提供了一种用于机动车辆的排气消声器，例如消音器，其中所述消声器经配置降低从所述机动车辆的排气系统发出的噪音，例如，噪音的音量。所述消声器包括限定排气入口和排气出口的壳体、设置在所述壳体内的降噪结构和经配置将热从排气传递到所述消声器的所述壳体外部的散热件。所述散热件的第一部分布置在所述壳体内的排气的流中，并且所述散热件的第二部分延伸超过所述壳体的外壁。所述散热件配置为将热从所述排气传递到所述消声器的所述壳体外部。

穿过所述消声器的排气的温度可以由所述散热件降低，所述散热件可以将所述热传递到所述消声器壳体的外部并消散穿过所述壳体的外部空气中的所述热。通过包括延伸超过所述壳体的外壁的散热件，所述消声器可以将热传递到所述消声器的外部，而不使所述热穿过所述壳体。为了降低排气的温度和绕过穿过所述壳体的热传递，所述消声器和定位在所述消声器的下游的所述排气系统的其他组件可以由诸如复合材料或聚合物材料的可以具有比经配置承受高温排气的消声器更低的热容差(thermal tolerance)的材料构造。替换传统高温材料的这些材料的使用可以减少排气系统的重量和/或生产成本。

应该理解的是，上述发明内容经提供以简化的形式介绍在具体实施方式中进一步描述的概念的选择。它不意在确认所要求保护的主题的关键或必要特征，所要求保护的主题的范围由所附权利要求唯一地限定。此外，所要求保护的主题不限于解决在上面或在本公开的任何部分中指出的任何缺点的实施方式。

附图说明

为了更好地理解本公开，并且为了更清楚地示出可以如何有效地实行，现在将通过示例的方式对附图作出参考，其中：

图1是发动机排气系统的示意图；

图2是根据本公开的布置的发动机排气系统的示意图；

图3是根据本公开的布置的排气消声器组装件的透视图；

图4是根据本公开的布置的所述排气消声器组装件的剖视图；

图5是根据本公开的布置的所述排气消声器组装件的另一剖视图；

图6a是根据本公开的布置的所述排气消声器组装件的俯视图；

图6b是根据本公开的布置的散热件的俯视图；

图7是根据本公开的进一步布置的所述排气消声器组装件的俯视图。

图3至图7是大约按比例示出的。

具体实施方式

下列描述涉及用于将排气消声器设置在机动车辆的排气系统中的系统和方法。图1至图7示出了可以传送由发动机排出的排气的排气消声器。排气可以从耦接到排气系统的一个或多个通道的一个或多个排气入口通道进入消声器，并且排气可以穿过进一步耦接到排气系统的一个或多个通道的一个或多个排气出口通道从所述消声器排出。消声器可以包括限定所述消声器的内部部分和外部部分的壳体或外壳。消声器还可以包括可以将消声器的内部分成多个腔室的一个或多个内部隔板。消声器可以包括包含用于减少由排气产生的声能的隔音件的一个或多个共振腔室和/或区域，并且可以降低所述排气系统的外部噪音水平。消声器还可以包括散热件，该散热件可以包括在所述消声器的内部中并延伸到消声器壳体的外部的一个或多个部分，所述一个或多个部分可以彼此热耦接，并且经配置从穿过消声器的排气收集热并将所述热传递到消声器壳体外部的空气。散热件可以由此降低在消声器内部的排气的温度，并且还可以提供由消声器排出的排气的降低的温度。散热件还可以包括促进热传递的翼片，并且其形状和/或取向也可以物理地限定通路，该通路可以通过消声器内部将排气的流从入口通道引导至出口通道。诸如消声器壳体的消声器的组件以及诸如排气尾管等在消声器下游的排气系统的组件可以由具有由于排气温度的降低而引起的较低热容差的材料构造。诸如复合材料或聚合物材料等低温容差材料的使用可以减小排气系统的组件的重量。

为了本文的描述，排气消声器也可以称为排气消音器。术语“消声器”和“消音器”可以可交换地使用。

所述散热件的第一部分可以与所述散热件的第二部分热连通。然而，所述散热件的第一部分和第二部分可以流体地隔离，使得穿过所述散热件的第一部分的排气不与所述散热件的第二部分流体连通。

散热件的第一部分可以包括布置在排气入口的下游的一个或多个入口流动通路。所述入口流动通路可以是允许气体流的穿过和/或引导气体流的通道或开口。所述入口流动通路可以经配置至少最初在从排气入口进入的排气的方向上例如与排气入口导管平行的方向上引导流动，使得从所述排气入口流动的排气可以在相同方向上流过所述入口流动通路。入口流动通路也可以在一个或多个方向上从排气入口转移、发散或以其他方式引导气体流。

散热件的第一部分可以包括布置在排气出口的上游的一个或多个出口流动通路。出口流动通路可以经配置在穿过所述排气出口的排气的方向例如与排气出口导管平行的方向上引导流动。一个或多个入口流动通路可以与一个或多个出口流动通路流体连通。

散热件的第二部分可以包括经配置接收经过消声器外壁上方的空气流的一个或多个外部流动通路。

散热件的第一部分可以包括翼片的第一阵列。所述翼片可以在第一方向上从散热件的第一端朝向壳体外壁延伸。换句话说，翼片的第一阵列可以设置在消声器的壳体内，可以耦接到壳体的外壁或者与壳体的外壁相邻，并且可以延伸某距离进入到消声器的内部。所述翼片的第一阵列还可以与排气入口通道相邻并且在所述排气入口通道的下游，并且可以提供与所述排气入口通道流体连通的入口流动通路。

所述翼片的阵列可以经配置从所述排气吸收热。所述翼片的阵列的尺寸和/或密度可以根据所述发动机的动力或所述排气的操作温度进行配置。

所述翼片和/或流动通路可以经配置允许从消声器的排气入口到消声器的排气出口的排气的流动。所述翼片和/或流动通路可以经配置将所述排气从所述消声器的所述排气入口朝向所述消声器的所述排气出口引导。

翼片可以在可以与所述第一方向垂直的一个或多个第二方向上延伸，例如所述翼片可以在由所述第一方向和第二方向限定的平面中形成板。以另一方式，所述翼片的形状可以设定为平面的或弯曲的板，并且可以在一个或多个方向上取向。

所述翼片的第一阵列可以包括第一区域和第二区域。在一个实施例中，所述第一区域可以定位在所述第二区域的上游，其中所述第一区域更紧密地定位到排气入口并且所述第二区域更紧密地定位到排气出口。所述第一区域内的翼片可以在可以与第一方向垂直的一个或多个第二方向上延伸。所述第二区域内的翼片可以在一个或多个第三方向上延伸，所述第三方向可以与所述第一方向垂直并且可以与所述第二方向中的一个或多个成角度。以另一方式，所述第二区域的翼片可以将其形状、取向设定成与第一区域的翼片不同和/或可以与第一区域的翼片不同地分布，例如以重新引导气体流朝向排气出口。

所述翼片可以至少部分地限定一个或多个入口和/或出口通路。例如，所述第一区域内的翼片可以至少部分地限定入口流动通路，所述入口流动通路可以允许从排气入口通道出现的气体流，和/或第二区域内的翼片可以至少部分地限定出口流动通路，所述出口流动通路可以允许气体朝向排气出口通道流动。以另一方式，所述消声器内部中的散热件翼片可以限定排气可以流过其中的一个或多个通路。

第二区域内的翼片可以在第三方向上是分段的，例如不连续的。所述第二区域可以包括翼片的二维矩阵。所述第二区域内的翼片可以包括杆。这可以允许排气在散热件的第二区域内的多个方向上的扩散。

可以在消声器外部处的所述散热件的第二部分可以包括翼片的第二阵列。所述翼片的第二阵列内的翼片可以在第四方向上从散热件的第二端朝向所述壳体外壁延伸。换句话说，所述翼片的第二阵列可以设置在所述消声器壳体外部。

所述散热件还可以包括设置在所述散热件的所述第一部分和第二部分之间，例如在翼片的所述第一阵列和第二阵列之间的热质量(thermal mass)。所述热质量可以与散热件的第一部分和/或第二部分热连通，从而允许所述部分之间的热传递。散热件可以在所述热质量处耦接到消声器的壳体。

翼片的第二阵列内的翼片可以在与所述第四方向垂直的第五方向上延伸，例如所述翼片可以在由所述第四方向和第五方向限定的平面中形成板。所述第五方向可以基本上与经过所述消声器的所述壳体上方的空气流对准。所述翼片的第二阵列内的翼片可以至少部分地限定外部流动通路。

散热件可以与所述消声器的壳体绝热。

散热件可以与排气入口间隔开。另外或可替代地，所述散热件可以与所述排气出口间隔开。再者另外或可替代地，与所述散热件第二部分相对的所述散热件第一部分的第一端可以与所述第一端相邻的所述壳体外壁间隔开。

所述消声器的壳体可以由复合材料、聚合物材料或其他合适的低重量材料构造。然而，在一些示例中，消声器的壳体可以由金属或金属合金构造。

根据本公开的另一方面，提供了一种包括根据本公开的前述方面的所述排气消声器的排气系统或车辆。

本公开的示例可选地包括前述示例中的一个或多个，并且还可以包括排气消声器，该排气消声器包含包括排气入口和一个或多个排气出口的壳体、所述壳体内的多个降噪腔室(noise-reducing chambers)和定位在所述多个降噪腔室中的一个降噪腔室中并从所述壳体内延伸超过所述壳体的外壁的散热件，所述散热件包括与排气入口流动方向平行布置的第一组板状翼片和与所述排气入口流动方向平行并与所述排气出口流动方向平行布置的第二组杆状翼片。在一个实施例中，所述第一组板状翼片和所述第二组杆状翼片均可以定位在所述壳体内，并且所述散热件可以包括定位在所述壳体外部的第三组板状翼片。所述第一组板状翼片可以经由热质量热耦接到所述第三组板状翼片。

本公开的进一步的示例可选地包括前述示例中的一个或多个，并且还可以包括包含经配置耦接到发动机、排气尾管和将排气通道耦接到排气尾管的排气消声器的排气通道的系统，所述排气消声器包括限定一个或多个降噪腔室(sound-reducing chambers)的壳体，所述排气消声器还包括散热件，其中所述散热件可以部分地定位在所述壳体内并在所述排气消声器的壳体外部延伸。

图1至图7示出了具有各种组件的相对定位的示例配置。如果示出为直接接触彼此或直接耦接，则至少在一个示例中，此类元件可以被分别称为直接接触或直接耦接。类似地，示出为彼此邻接或相邻的元件在至少一个示例中可以分别是彼此邻接或相邻的。作为示例，彼此共面接触放置的组件可以被称为共面接触。作为另一示例，彼此分离定位并且其间仅具有间隔而无其他组件的元件可以在至少一个示例中被这样称呼。作为另一示例，显示在彼此的上方/下方、在彼此的相对侧或彼此的左侧/右侧的元件可以相对于彼此被这样称呼。此外，如图中所示，最高元件或元件的点可以称为所述组件的“顶部”，并且最底元件或所述元件的点可以在至少一个示例中称为组件的“底部”。如本文所用，顶部/底部、上部/下部、在上面/在下面可以是相对于附图的垂直轴线并且用于描述所述附图的元件相对于彼此的定位。因此，在一个示例中，在其他元件上面所示的元件垂直地定位在其他元件上面。作为另一示例，所述附图中描述的所述元件的形状可以称为具有那些形状(例如，圆形的、直线的、平面的、弯曲的、圆的、斜面的、成角度的或类似形状)。此外，在至少一个示例中，所示出的彼此相交的元件可以称为相交元件或彼此相交的元件。此外，在一个示例中，在另一元件内示出的或在另一元件外部示出的元件可以称为此类元件。

参照图1，用于诸如机动车辆等车辆的现有技术的发动机排气系统2可以包括排气歧管4、催化转化器6、消声器8和一个或多个排气管10。

排气歧管4可以包括经配置收集热排气流的一系列管子或通道，所述热排气流是由诸如柴油发动机或汽油发动机(未示出)等发动机的一个或多个汽缸中的每个汽缸排出。排气歧管4可以配置为将来自相应汽缸的一个或多个排气流一起汇聚到例如排气的一个或多个组合流中。当组合所述排气流时，可期望最小化对所述流的扰动，所述扰动可以引起发动机汽缸处的压力的增加。

排气歧管可以配置为将组合的排气流馈送到催化转化器6中。在图1中所示的布置中，排气歧管配置为将排气流汇聚到要被馈送到催化转化器中的单个流中。然而，同样设想到，排气歧管4可以配置为将排气流汇聚到两个或更多个组合流中，该组合流可以被馈送到催化转化器6、两个或更多个催化转化器或耦接到排气系统的另一装置或多个装置的布置。

催化转化器6可以是二元转化器，所述二元转化器配置为减少排气内的一氧化碳和未燃烧的碳氢化合物的数量。可替代地，催化转化器可以是三元转化器，所述三元转化器配置为减少排气内的一氧化碳、未燃烧的碳氢化合物和氮氧化物的数量。替代或除了所述催化转化器以外，还可以提供其他排气后处理装置(例如汽油微粒过滤器、柴油微粒过滤器)、选择性催化还原装置、氧化催化剂和/或任何其他后处理装置。

催化转化器可以包括芯，例如蜂窝状芯，所述芯已经涂覆有包括诸如铂族金属催化剂等催化剂的中间层(wash coat)。催化剂可以经配置催化氧化反应和/或还原反应，排气内的污染物种通过所述催化剂转化成较少污染的物质。所述催化剂可以在催化剂的起燃温度和/或在起燃温度之上是有效的，催化剂在所述起燃温度能够开始有效地催化各反应。因此，可能期望排气在高温下从排气歧管4被输送，使得催化转化器加热至催化剂的起燃温度。

经过催化转化器的排气可以进入消声器8。如图1中所示，排气系统2可以包括单个消声器8。在另一布置(未示出)中，排气系统2可以包括布置在级联或平行配置中的两个或更多个消声器，所述消声器从一个、两个或更多个催化转化器或使排气流经过排气系统的其他上游组件接收排气流。

消声器8可以包括限定一个或多个排气入口8b和一个或多个排气出口8c的壳体8a。消声器可以配置为减少排气中的压力变化的幅度，所述压力变化否则可在排气在排气尾管10处离开排气系统2时被转化为声音。

为了减少压力变化幅度，消声器8可以包括限定一个或多个共振腔室的设置在壳体8a内的一个或多个隔板(未示出)。共振腔室可以经配置产生压力波，压力波破坏性地干扰排气内的压力变化，从而减小压力变化的幅度。

另外地或可替代地，消声器壳体8a可以包括一个或多个通道或腔室(未示出)，所述一个或多个通道或腔室包括配置为抑制排气内的压力变化的诸如玻璃纤维等隔音材料。包括隔音材料的通道或腔室可以与排气入口和/或出口流体连通。另外地或可替代地，消声器8可以包括一个或多个其他隔音结构。

消声器可以配置为减小排气内的所有压力变化的幅度。可替代地，消声器可以配置为在一定频率范围内减小压力变化的幅度。消声器可以因此减小在排气系统的排气尾管10处产生的噪音的音量。另外地或可替代地，消声器可以改变，例如，减小由排气系统产生的噪音的频率，或者改变在其中产生的频谱的平衡。

消声器8和排气尾管10可以由被选择以承受经过排气系统2的排气的高温的材料构造。例如，消声器8和排气尾管10可以由钢构造。所使用的构造的方法也可以被选择为适合于高温气体。例如，排气尾管的各部分可以被焊接在一起。

参照图2，根据本公开的布置的排气系统100可以包括排气歧管104、催化转化器106、消声器200和一个或多个排气尾管110。在一个实施例中，排气歧管104可以被配置为类似于排气歧管4，并且催化转化器106可以配置为类似于图1的催化转化器6。

消声器200可以包括壳体200a，所述壳体200a可以由诸如碳纤维或玻璃纤维等复合材料或聚合物材料构造。在其他示例中，所述壳体可以由金属或金属合金构造。消声器还可以包括一个或多个排气入口200b和一个或多个排气出口200c，其可以作为具有壁的通道、管子或管道延伸到壳体200a中，例如其中入口和/或出口通道的一部分位于壳体内部内。一个或多个入口200b和/或出口200c可以经过孔或端口延伸到消声器壳体中，所述孔或端口可以被密封、粘接和/或焊接以将所述入口和/或出口固定到壳体。在其他实施例中，入口200b和/或出口200c可以连接到连接器或者装配在消声器壳体200a上。在一些实施例中，入口200b和/或出口200c可以与壳体200a热绝缘。排气入口200b可以具有宽度252，并且可以以距离256延伸到壳体200a的内部中。排气出口200c可以具有宽度254，并且可以以距离258延伸到壳体200a的内部中。另外地或可替代地，排气入口200b或排气出口200c可以以诸如距离262等距离延伸穿过隔板202。

消声器参照图3至图7在下面更详细地描述。图3示出了消声器200的透视图。图4和图5示出了消声器200的横截面视图。参照图4，所述横截面在如图3中所示的平面302处截取。参照图5，所述横截面在如图3中所示的平面304处截取。图6a是所述消声器的俯视图，图6b是所述散热件的俯视图，并且图7是所述消声器的可替代实施例的俯视图。轴线203指示图3至图7中所示的相对观察角。图3至图7在下面共同地描述。

消声器200还可以包括设置在壳体200a内的一个或多个隔板202，所述一个或多个隔板202限定一个或多个腔室204，所述腔室204彼此流体连通。在一个实施例中，隔板202可以由诸如金属或金属合金等材料、复合材料或聚合物材料构造。隔板202可以是不透气的构造，或者可替代地可以是多孔的或穿孔的。隔板202可以连结到消声器200a的壁或者与消声器200a的壁接触，使得腔室204可以由隔板202和消声器壳体200a的壁限定。腔室204可以完全地或部分地由隔板202和/或消声器壳体200a的壁包围，其中腔室204的限定的壁中的狭槽、孔或透气隔膜可以限制或允许气体流。腔室204可以与消声器200的其他腔室流体连通或者与穿过其中的排气流流体连通。腔室204还可以包括配置为产生压力波的共振腔室，所述压力波破坏性地干扰排气内的压力变化，从而减小压力变化的幅度。另外地或可替代地，腔室204可以包括经配置抑制排气内的压力变化的包含诸如玻璃纤维等隔音材料的一个或多个通道(未示出)。所述排气入口和排气出口可以延伸到一个腔室204中，例如中央腔室。

壳体200a在形状上可以是矩形棱柱，具有尖的或圆形的转角或边缘接口。壳体200a的转角或边缘可以通过诸如半径260等半径成圆形。壳体200a也可以是圆柱形的或形状与椭圆圆柱一样。在一些实施例中，壳体200a可以具有复杂的棱柱形，例如带有可以允许消声器200与相邻硬件的定位或嵌套的波状外形切口或模塑凹口或凹槽的箱体可以提供结构强度、最佳的热分布或散热，或者可以为诸如排气入口/出口、散热件、安装硬件、热质量、隔板、隔音材料或共振腔室等内部组件的布置提供有利的或起作用的内部几何构型。

为了降低消声器壳体200a中排气的温度，消声器可以包括散热件210。散热件210可以设置在或者至少部分地设置在所述壳体内。散热件210可以设置在排气入口200b和排气出口200c之间。换句话说，散热件210可以设置在排气入口200b和排气出口200c之间流动的排气的流动路径内。散热件210可以由诸如铝合金等金属或金属合金、复合材料或具有从排气收集并传输热的足够热传导率的另一种材料构造。

一个或多个排气尾管110可以耦接到一个或多个排气出口200c。每个排气尾管110可以包括可将排气流从排气出口200c传输到大气的管子、管道或通道。每个排气尾管110可以由金属或金属合金、复合材料、聚合物材料构造。每个排气尾管110可以例如由焊接接头或由较小耐热性的粘结方法，例如由粘合剂粘结到排气出口200c。

如图3至图7中所示，散热件210可以与排气入口200b和排气出口200c间隔开。然而，同样设想到，散热件210可以与排气入口200b和/或排气出口200c接触，或者连接到排气入口200b和/或排气出口200c。

散热件210可以耦接到消声器的壳体200a。散热件210可以使用适合于将壳体200a的材料与散热件的材料耦接的任何方法耦接到所述壳体。例如，如果壳体由钢材料制成，则散热件可以被焊接或铜焊到壳体。可替代地，如果壳体200a由复合材料或聚合物材料制成，则散热件210可以粘结到或机械地耦接到壳体200a。密封件可以设置在壳体200a和散热件210之间。

散热件210可以沿y(垂直)轴线从第一端210a延伸到第二端210b。如图4和图5中所示，散热件210可以包括第一部分212a和第二部分212b。所述第一部分212a可以设置在壳体200a的外壁和散热件的第一端210a之间。换句话说，散热件的第一部分212a可以设置在壳体200a的内部。散热件的第一部分212a可以布置在壳体200a内的排气流内。

散热件210可以延伸超过壳体200a的外壁。例如，第二部分212b可以设置在壳体200a的外壁和散热件的第二端210b之间。散热件的第二部分212b可以设置在经过壳体200a上方的空气流内。散热件可以由此配置为将热从壳体内的排气传递到经过壳体200a上方的空气，例如在壳体200a外部流动的空气。可以与第一部分212a或额外的内部散热件部分(未示出)热连通的散热件210的额外的外部部分可以延伸超过壳体200a的一个或多个外壁。因此，消声器200可以包括多个散热件，和/或可以包括延伸超过壳体200a的外壁或多个壁的多个散热件部分，使得其可以与消声器200外部的空气热接触。

散热件的第一端210a可以以距离250与壳体外壁间隔开。在可替代的布置中，第一端210a可以接触外壁，经过所述外壁，和/或与所述外壁绝热。在其中第一端210a延伸到外壁的示例中，散热件的第三部分可以在壳体中的第一端210a接触外壁的位置向外延伸。

散热件的第一部分212a可以包括在第一方向A上从散热件的第一端210a朝向壳体的外壁延伸的翼片的第一阵列214。

如图3至图6b中所示，第一阵列214可以包括第一区域214a和第二区域214b。第一区域214a内的翼片可以另外地在与第一方向A垂直的第二方向B上延伸。第一区域中的翼片可以因此形成板，所述板设置在由第一方向A和第二方向B限定的平面上。

第一区域214a内的翼片可以形成，例如至少部分地形成一个或多个入口流动通路218。例如，入口流动通路218可以限定在相邻翼片之间。第一区域内的翼片可以设置成使得入口流动通路218被配置为在排气流的方向上将排气流从排气入口200b引导至散热件210中，使得由于翼片的存在对排气流的干扰被最小化。

散热件210或散热件210的组件可以在一个或多个第三方向C上延伸。第三方向C可以与第一方向A垂直，并且可以与第二方向B成角度。如图3至图6b中所示的布置中所示，第三方向C设置在90°处，例如与第二方向B垂直。如在图3至图6b中进一步所示，第一区域214a和/或第二区域214b内的翼片可以在第三方向C上并排对准。

第二区域214b内的翼片可以形成，例如至少部分地形成一个或多个出口流动通路220。例如，所述出口流动通路220可以被限定在相邻翼片之间，例如限定在相邻成对的翼片之间。第二区域214b内的翼片可以设置成使得出口流动通路配置为在穿过消声器200的排气出口200c的排气的流动方向上引导排气的流动。

第一区域214a和第二区域214b内的翼片可经配置使得入口流动通路218中的一个或多个入口流动通路与出口流动通路220中的一个或多个出口流动通路流体连通。在图3至图6b中所示的布置中，每个入口流动通路与每个出口流动通路流体连通。然而，也设想了其他布置。例如，在图7中所示的布置中，所述出口流动通路中的每个仅与所述入口流动通路中的两个流体连通。

如图3至图6b中所示，第二区域214b内的翼片可以形成翼片的二维矩阵。在一个实施例中，第二区域214b内的翼片可以包括杆的矩阵，该杆的矩阵可以是圆柱形、矩形棱柱或不规则横截面形状。在另一实施例中，第二区域214b中的一个或多个翼片可以在第三方向C上延伸，例如形成在方向A和第三方向C上对准的平面。在一些实施例中，第二区域214b可以包括一个或多个杆和一个或多个平面翼片的组合，其中至少一些平面翼片可以在第三方向C上延伸。例如，第二区域214b可以包括翼片的矩阵，所述翼片是杆，并且第二区域214b包括沿第三方向C延伸的额外的平面翼片，该额外的平面翼片可以被放置在杆下游的位置中，以用作背片(back-piece)，从而在第三方向C上重新引导排气流。

为了每个入口通路218与每个出口通路220流体连通，第二区域214b内的翼片中的至少一些翼片可以是分段的，例如，其可以在第三方向C上是不连续的。例如，通过具有可允许跨过翼片的平面的流体连通的孔、穿孔、狭槽、空隙或空间，在方向C上延伸的平面翼片可以在方向C上是不连续的。

以这种方式在第二区域214b内配置所述翼片可以允许排气在多个方向上从散热件210扩散开，这可以减少由散热件210引起的对排气流的破坏。此外，设置是杆和/或在第三方向C上不连续的翼片可以增大暴露于热排气的散热件的表面积，这可以增加从排气到散热件210中的热传递。

在一些实施例中，经过散热件210的内部部分的一个或多个区域的通路，例如入口通路218和/或出口通路220可以至少部分地由散热件翼片限定，并且还可以由壳体200a的壁、隔板202限定，或者由消声器200的可替代的内部结构限定。所述通路可以至少部分地引导排气的流动。在一些实施例中，所述通路可以破坏或扩散气体流，或者可以引导气体流经过扩展的散热件结构，例如以给予进一步的冷却和/或有助于流线型气体流经过消声器200，例如用于减小的背压。

参照图4和图5，散热件的第二部分212b可以包括翼片216的第二阵列。所述第二阵列内的翼片可以在第四方向D上从散热件的第二端210b朝向壳体200a延伸。如图4中所示，第四方向D可以基本上与第一方向A对准(例如，平行于第一方向A)。然而，也设想到，第四方向D可以限定为相对于第一方向A成角度。第四方向D还可以垂直于消声器壳体200a的外表面或者相对于消声器壳体200a的外表面成角度。

第二阵列216内的翼片可以在第五方向E上延伸，例如第二阵列内的翼片可以在由第四方向D和第五方向E限定的平面中形成板。第五方向E可以垂直于第四方向D。如图所示，第五方向E可以基本上与第二方向B对准(例如，平行于第二方向B)。然而，也设想到，第五方向E可以限定为相对于第二方向B成角度。在另一实施例中，第二阵列216内的翼片可以形成翼片的二维矩阵。第二阵列216内的翼片可以包括杆，所述杆可以是圆柱形、矩形棱柱或不规则的横截面形状。

第二阵列内的翼片可以形成，例如至少部分地形成一个或多个外部流动通路222。第五方向E可以基本上与经过壳体200a的气体流对准。外部流动通路222可以因此经配置接收经过消声器壁上方的空气流。在一个实施例中，经过壳体200a的空气可以是围绕包括消声器200的移动车辆的空气流。在另一实施例中，空气可以例如通过风扇机械地引导在壳体200a的外部和/或翼片的第二阵列216的上方。在壳体200a上方的外部气体流的方向可以在所述车辆的操作期间改变。因此，第五方向E可以基本上与外部流的盛行方向对准。

在图3至图6b中所示的布置中，第二阵列216内的翼片在第五方向E上是连续的。然而，同样设想到，第二阵列216内的翼片可以是分段的，例如在第五方向E上是不连续的。第二阵列216内的翼片可以形成翼片的二维阵列，其可以基本上是形状类似于设置在第一阵列的第二区域214b内的翼片的杆。将所述翼片配置成在第五方向上不连续可以允许当在消声器壳体200a上方的流已偏离所述盛行方向时空气在外部流动通路内的流动。

参照图6b，散热件210可以包括第一区域214a。在一个实施例中，第一区域214a的翼片可以是平面的或矩形棱柱的。第一区域214a的翼片的边缘可以在一个或多个边缘上是圆形的或成转角的。在另一实施例中，第一区域214a的翼片可以是杆或柱。在一些实施例中，杆状或柱状翼片可以是圆柱形或矩形棱柱的。在一个实施例中，第一区域214a可以包括十个翼片。在其他实施例中，第一区域214a可以包括比十个翼片更多或更少的翼片。散热件210还可以包括第二区域214b。在一些实施例中，第二区域214b的翼片可以是杆或柱，其中所述杆或柱可以是圆柱形或矩形棱柱的。第二区域214b可以包括矩形矩阵特征的行和列的杆状翼片。在一个实施例中，第二区域214b可以包括七行和十列的翼片。在其他实施例中，第二区域214b可以具有更多或更少的列和/或行的翼片。在一些实施例中，第二区域214b可以包括翼片的布置，其中所述翼片的布置不是矩形矩阵的翼片。在这些实施例中的一些实施例中，翼片可以是杆或柱。例如，第二区域214b可以包括布置在交错的或偏移的图案中的杆，其中所述翼片不彼此成直线地对准。在其他布置中，一行或列中翼片的数量可以不同于其他行和/或列中翼片的数量。

第一区域214a的翼片可以具有宽度310和长度312。在一个实施例中，第一区域214a的每个翼片可以具有相同的宽度310。在其他示例中，所述翼片的宽度310可以不同于彼此。在一个示例中，在第一区域214a的中心处的翼片可以比在第一区域214a的外侧处的翼片更厚或更薄，例如以优化从所述排气的传热，或者以优化在散热件210中的热分布。在一个实施例中，所述翼片可以具有相等的长度312。在不同示例中，翼片可以具有不同于彼此的长度。类似地，第二区域214b的翼片可以具有宽度320和长度322。在一个实施例中，宽度320和长度322可以是相同的。在其他示例中，宽度320可以小于或大于宽度322。在一个实施例中，第二区域214b的翼片可以每个均具有一致的宽度320。在其他实施例中，翼片可以具有不同的宽度。同样地，长度322可以在第二区域214b的翼片之中是一致的或不同的。在一些实施例中，宽度320和/或长度322可以与宽度310相等或类似。在进一步的实施例中，宽度320和/或长度322可以大于或小于宽度310。例如，第一区域214a可以包括板状翼片，并且第二区域214b可以包括钉状翼片，其中板状翼片的宽度310可以超过钉状翼片的宽度320若干倍，例如是宽度320的五倍。

第一区域214a的翼片可以限定可具有宽度330的一个或多个入口流动通路218。在一个实施例中，入口流动通路218可以全部具有一致的宽度330。在其他实施例中，不同的入口流动通路218可以具有不同的宽度330。例如，位于中央的流动通路218可以比在第一区域214a的外侧处的流动通路218更宽，例如以促进在所述中心处的气体流的较高体积。第二区域214b的翼片可以限定可具有宽度332的一个或多个出口流动通路220。在一个实施例中，宽度332可以对于所有流动通路220都是一致的。在其他实施例中，个别流动通路220可以具有不同的宽度332。在进一步的实施例中，个别流动通路始终不可以具有遍布其中的一致的宽度。例如，在其中第二区域214b的翼片在交错的或不规则的图案中对准的布置中，流动通路220的宽度可以沿流动通路的长度在不同的点处改变。在一个实施例中，宽度332可以与宽度218相等，使得第一区域214a和第二区域214b的流动通路在宽度上基本上是类似的。在其他实施例中，流动通路220可以比流动通路218更宽或更窄。

在一个实施例中，散热件210和/或第一区域214a可以具有总体宽度340。第二区域214b也可以具有总体宽度340，或者在另一实施例中，第二区域214b可以具有大于或小于第一区域214a的宽度。在进一步的实施例中，第一区域214a和/或第二区域214b的宽度不可以是遍布其中一致的。例如，在交错的模式中，区域214b可以包括一些行的10个翼片和一些行的十一个翼片，使得区域214b的宽度沿其长度不是一致的。

路线350示出了排气流的可能路径。排气可以在第一区域214a中进入入口流动通路218，并且可以朝向出口流动通路220引导，该排气可以在B或C方向上行进。排气可以流过多个出口流动通路220并可以从多个出口流动通路220离开。在一个实施例中，排气可以遵循如由流动路径350指示的路径。在其他实施例中，排气可以遵循经过入口通路218和出口通路220的可替代的流动路径。在一个实施例中，气体可以遵循经过流动通路218和220的流线型和/或分层流动路径。在另一实施例中，气体可以遵循经过流动通路218和/或220的湍流流动路径。

如上所述，通过设置翼片的第一阵列214和翼片的第二阵列216，热可以从壳体200a内的排气吸收并传递到经过壳体200a的外部上方的外部空气流，而不传递通过壳体。将热从壳体200a内的排气传递到经过壳体200a的外部上方的空气流可以冷却壳体200a内的排气，这可以减少热从排气到壳体的传递。因此，由于所述较低的温度，壳体可以由复合材料或聚合物材料形成。因此，所述消声器的重量可以减少。

为了进一步减少被传递到壳体200a的热的量，散热件210可以例如通过设置在与壳体的接口处的散热件周围的绝热密封件270而与壳体200a绝热。当跨过壳体的外壁传递热时，散热件可以因此绕过壳体200a。

散热件210可以包括中间部分，如热质量224。所述热质量224可以由金属或金属合金、复合材料或可替代的材料构造，所述可替代的材料具有合适的热传导率以将热从散热件第一部分传递到散热件第二部分，例如从第一部分212a传递到第二部分212b。热质量224可以是一个平板(slab)或多个平板，其耦接到或嵌在壳体200a的外壁中，并且还耦接到所述第一部分212a和/或第二部分212b或与第一部分212a和/或第二部分212b接触。所述中间部分可以设置在散热件210的第一部分和第二部分之间。在一些实施例中，所述中间部分可以是散热件210的一部分，其中所述中间部分与散热件210的第一部分212a和/或第二部分212b是一件式的。所述翼片的第一阵列和第二阵列可以连接到所述中间部分的相对侧。散热件可以在所述中间部分处耦接到壳体200a。所述中间部分可以形成阻止气体在第一散热件部分212a和第二散热件部分212b之间流动的障碍物。

所述中间部分可以提供热质量，与散热件210和壳体200a的其他部分相比，所述热质量可以吸收大量的热而不大大地增加温度。散热件可以因此阻止或吸收排气的温度中的波动以免于影响传递到壳体200a的热的量。

除了减少从所述排气传递到壳体200a的热的量以外，将散热件210设置在消声器200内可以降低离开消声器200的排气的温度。如图2中所示，这可以允许低温尾管110用在排气组装件100内。

低温尾管110可以由比尾管10更轻的材料，如复合材料或聚合物材料或轻质金属构造，并且可以使用低温耦接方法，如结构粘合剂耦接到消声器200，所述低温耦接方法可以比用于将尾管10耦接到消声器8的所述方法更快速和/或更便宜。

参照图7中所示的实施例，第二区域内的翼片可以被设定轮廓，例如被弯曲。第二区域内的翼片可以经配置将排气从入口流动通路218引导朝向排气出口200c。在翼片的第一阵列的第一区域和/或第二区域内设定翼片的轮廓可以减少由散热件210引起的对排气流的干扰。

本公开的消声器200也可以承受较高温度的排气，这可以提供排气系统在升高的排气温度处的增加的耐久性。这种增加的耐久性可以允许使用用于催化转化器6的变暖的较高温度的排气，这可以减少催化转化器6达到起燃温度所花的时间。

将理解的是，本文公开的配置和例程在本质上是示例性的，并且这些具体实施例不应被认为具有限制意义，因为许多变化都是可能的。例如，上述术语可以应用于V-6、I-4、I-6、V-12、对置4缸和其他发动机类型。本公开的主题包括本文公开的各种系统和配置以及其他特征、功能和/或属性的所有新颖且非显而易见的组合和子组合。

所附权利要求特别地指出被视为新颖且非显而易见的某些组合和子组合。这些权利要求可以指“一”元素或“第一”元素或其等价物。此类权利要求应该被理解为包括一个或多个此类元素的并入，既不要求也不排除两个或更多个此类元素。所公开的特征、功能、元素和/或属性的其他组合和子组合可以通过本权利要求的修改或通过在本申请或相关申请中提出新的权利要求而加以保护。此类权利要求无论在范围上比原始权利要求更宽、更窄、相等或不同，都被视为包括在本公开的主题内。

Claims (20)

1.一种排气消声器，包括：

限定排气入口和排气出口的壳体；

设置在所述壳体内的降噪结构；和

散热件，其配置为将热从排气传递到所述排气消声器的壳体的外部，所述散热件的第一部分包含板状翼片，所述板状翼片垂直于排气出口流动方向并且平行于排气入口流动方向，所述散热件的第二部分延伸超过所述壳体的外壁。

2.根据权利要求1所述的排气消声器，其中所述散热件的所述第一部分包括布置在所述排气入口的下游的一个或多个入口流动通路，所述入口流动通路配置为至少最初在来自所述排气入口的进入的排气的方向上引导流动。

3.根据权利要求2所述的排气消声器，其中所述散热件的所述第一部分包括布置在所述排气出口的上游的一个或多个出口流动通路，所述出口流动通路配置为在所述排气经过所述排气出口的方向上引导流动，并且其中所述一个或多个入口流动通路与所述一个或多个出口流动通路中的一个或多个流体连通。

4.根据权利要求3所述的排气消声器，其中所述散热件的所述第二部分包括配置为接收经过所述外壁上方的空气流的一个或多个外部流动通路。

5.根据权利要求4所述的排气消声器，其中所述散热件的所述第一部分包括翼片的第一阵列，其中所述翼片的第一阵列在第一方向上从所述散热件的第一端朝向所述壳体外壁延伸。

6.根据权利要求5所述的排气消声器，其中所述翼片的第一阵列配置为将排气从所述消声器的所述排气入口流动到所述消声器的所述排气出口。

7.根据权利要求5所述的排气消声器，其中所述翼片的第一阵列在与所述第一方向垂直的一个或多个第二方向上延伸。

8.根据权利要求5所述的排气消声器组装件，其中所述翼片的第一阵列包括第一区域和第二区域；

其中所述第一区域内的翼片在与所述第一方向垂直的一个或多个第二方向上延伸；以及

其中所述第二区域内的翼片在一个或多个第三方向上延伸，所述一个或多个第三方向与所述第一方向垂直并且与所述第二方向中的一个或多个成角度。

9.根据权利要求8所述的排气消声器，其中所述第一区域内的所述翼片至少部分地限定所述入口流动通路，和/或所述第二区域内的所述翼片至少部分地限定所述出口流动通路。

10.根据权利要求8所述的排气消声器，其中所述第二区域内的所述翼片在所述第三方向上是不连续的。

11.根据权利要求4所述的排气消声器，其中所述散热件的所述第二部分包括翼片的第二阵列，其中所述翼片的第二阵列内的翼片在第四方向上从所述散热件的第二端朝向所述壳体外壁延伸。

12.根据权利要求11所述的排气消声器，其中所述翼片的第二阵列内的所述翼片至少部分地限定所述外部流动通路。

13.根据权利要求11所述的排气消声器，其中所述翼片的第二阵列内的所述翼片在垂直于所述第四方向的第五方向上延伸，其中所述第五方向基本上与经过所述消声器的所述壳体上方的空气流对准。

14.根据权利要求1所述的排气消声器，其中所述散热件与所述消声器的所述壳体绝热。

15.根据权利要求1所述的排气消声器，其中所述消声器的所述壳体和/或一个或多个尾管由金属、金属合金、复合材料和聚合物材料中的至少一个构造。

16.根据权利要求1所述的排气消声器，其中所述散热件还包括设置在所述散热件的所述第一部分和所述第二部分之间的热质量，并且其中所述散热件在所述热质量处耦接到所述消声器的所述壳体。

17.一种包括根据权利要求1所述的排气消声器的排气系统或交通工具。

18.一种排气消声器，包括：

包括排气入口和一个或多个排气出口的壳体；

在所述壳体内的多个降噪腔室；和

定位在所述多个降噪腔室中的一个中并从所述壳体内延伸超过所述壳体的外壁的散热件，所述散热件包括与排气入口流动方向平行并与排气出口流动方向垂直布置的第一组板状翼片和与所述排气入口流动方向平行并与排气出口流动方向平行布置的第二组杆状翼片。

19.根据权利要求18所述的排气消声器，其中所述第一组板状翼片和所述第二组杆状翼片被定位在所述壳体内，并且其中所述散热件包括定位在所述壳体外部的第三组板状翼片，所述第一组板状翼片经由热质量热耦接到所述第三组板状翼片。

20.一种排气消声器系统，包括：

配置为耦接到发动机的排气通道；

尾管；和

将所述排气通道耦接到所述尾管的排气消声器，所述排气消声器包括限定一个或多个降噪腔室的壳体，所述排气消声器还包括散热件，所述散热件的第一部分包含板状翼片，所述板状翼片垂直于排气出口流动方向并且平行于排气入口流动方向，所述散热件的第二部分延伸超过所述壳体的外壁。

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