CN107355291A - 用于纵向安装在车辆中的排气消声器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于纵向安装在车辆中的排气消声器，其包括沿壳体纵轴线(G)方向纵向延伸的消声器壳体(28)，该消声器壳体具有一个壳体外罩(30)和两个沿壳体纵轴线(G)方向彼此间隔开设置并且与壳体外罩(30)一起界定消音器内腔(36)的端壁(32、34)，其中，至少一个进口管(20)引入消音器内腔(36)中并且至少一个出口管(22)从消音器内腔(36)引出，其特征在于，在所述壳体外罩(30)上设置至少一个规定变形区域(64、66)，该规定变形区域具有至少一个不平行于壳体纵轴线(G)的壁区域(68、70)。

Description

用于纵向安装在车辆中的排气消声器
技术领域
本发明涉及一种用于纵向安装在车辆中的排气消声器，其包括沿壳体纵轴线方向纵向延伸的消声器壳体，该消声器壳体具有一个壳体外罩和两个沿壳体纵轴线方向彼此间隔开设置并且与壳体外罩一起界定消音器内腔的端壁，至少一个进口管引入消音器内腔中并且至少一个出口管从消音器内腔引出。
背景技术
DE102013214612A1公开了一种待以壳体纵轴线沿车辆横向方向定向地安装的排气消声器。在该排气消声器中在消音器内腔中设置中间壁，管段贯穿这些中间壁并且因此能实现在被这些中间壁彼此分割开的消音器内腔体积区域之间的声学连接和排气流动连接。这样构造中间壁，使得在沿车辆纵向方向起作用的力导入排气消声器时(这例如可出现在被另一车辆碰撞尾部时)，消声器沿力导入方向、即大致沿车辆纵向方向是易变形的。
发明内容
本发明的任务在于，提供一种用于纵向安装在车辆中的排气消声器，在该排气消声器中，尤其是在沿车辆纵向方向的力导入时确保排气消声器的有助于能量耗散的可变形性。
根据本发明，所述任务通过一种用于纵向安装在车辆中的排气消声器来解决，其包括沿壳体纵轴线方向纵向延伸的消声器壳体，该消声器壳体具有一个壳体外罩和两个沿壳体纵轴线方向彼此间隔开设置并且与壳体外罩一起界定消音器内腔的端壁，至少一个进口管引入消音器内腔中并且至少一个出口管从消音器内腔引出，在所述壳体外罩上设置至少一个规定变形区域，该规定变形区域具有至少一个不平行于壳体纵轴线的壁区域。
通过如此设计壳体外罩确保：在车辆中大致沿车辆纵向方向延伸的该壳体外罩在沿该方向的剧烈负荷下是柔性的并且是可相对容易变形的。因此，在碰撞情况下可通过排气消声器的变形来吸收能量并且减小整个排气消声器移动并在此损坏其它系统区域的危险。
当壁区域构造成拱形、凹槽状、波浪状或折棚状时，壳体壁在此可有效地实现能量耗散。
基于下述事实，即，排气通过进口管进入消声器或通过出口管排出消声器并且进口管和出口管以及设置在消声器内部中的中间管在碰撞情况下也可参与力传递，而提出，至少一个进口管或/和至少一个出口管或/和至少一个中间管具有至少一个规定变形区域，或/和至少一个进口管或/和至少一个出口管或/和至少一个中间管是弯曲的或/和相对于壳体纵轴线成角度设置。
这例如可这样实现，即，至少一个规定变形区域具有波浪状或折棚状构成的纵向区域或/和构成有缝槽的纵向区域或/和构成有凹陷或凸起的纵向区域或/和构成有压扁的横截面轮廓的纵向区域或/和相对于壳体纵轴线成角度延伸的纵向区域。
在一种替代实施方式中可这样有助于管的可引起能量耗散的变形，即，至少一个进口管或/和至少一个出口管或/和至少一个中间管具有至少两个可相对彼此移动的管段。
因为通常消声器的内腔被一个或多个中间壁划分为多个腔室并且这种中间壁原则上导致消声器壳体的加固，所以为了实现碰撞情况下更好的可变形性而提出，至少一个进口管或/和至少一个出口管或/和至少一个中间管在管通孔区域中贯穿至少一个设置在消音器内腔中的中间壁，并且从至少一个管通孔起在中间壁中设置至少一个优选缝槽状的削弱区域，其中，例如可通过至少两个削弱区域提供一个变形接片。
根据本发明的另一方面，可这样进一步改善在碰撞情况下的可变形性，即，至少一个进口管或/和至少一个出口管或/和至少一个中间管至少在大致横向于壳体纵轴线延伸的纵向区段中构成有在压扁方向上压扁的横截面轮廓。
因为在碰撞到车辆尾部区域上的情况下待在排气消声器中被吸收的力主要沿车辆纵向方向作用，所以进一步提出，压扁方向大致相应于壳体纵轴线的延伸方向，或/和压扁的横截面轮廓是圆滑的横截面轮廓、优选是蛋形或椭圆形的。
为了在力导入时在排气消声器与车辆承载结构的连接区域中也能实现相对容易的变形和因此能量耗散，提出，消声器壳体借助至少一个相对于壳体纵轴线成角度的支撑机构相对于承载结构被支撑或可被支撑。在此优选，至少一个支撑机构从消声器壳体的轴向端部区域起延伸出。
在变形力导入时尤其是消声器壳体内部中的部件的更强变形可这样加以辅助，即，至少一个出口管在消声器壳体第一轴向端部区域的范围中优选穿过设置在消声器壳体第一轴向端部区域的范围中的端壁从消音器内腔引出，并且设置在消声器壳体第二轴向端部区域的范围中的端壁至少在部分区域上朝向消音器内腔方向隆起。通过使该端壁外凸成形或隆起，消声器壳体原则上在该第二轴向端部区域中被加固，使得在力导入时更好地阻止在消声器壳体内部的碰撞到该端壁上的部件的轴向运动并因此所述部件更易于变形。
本发明还涉及一种机动车，其包括根据本发明构造的排气消声器，优选地，所述排气消声器设置在机动车的尾部区域中且消声器壳体的壳体纵轴线大致沿车辆纵向方向定向。
附图说明
下面参考附图详细说明本发明。附图如下：
图1为具有纵向安装的排气消声器的车辆的原理图；
图2为排气消声器的原理图；
图3为排气消声器的弯曲的排气管；
图4为排气消声器的排气管，该排气管具有构造成侧向凸起形式的规定变形区域；
图5为具有相对于壳体纵轴线成角度的进口管的排气消声器；
图6为排气消声器的排气管，该排气管设有两个相对彼此可伸缩式移动的管段；
图7为具有壳体外罩的排气消声器，该壳体外罩设有两个不同形状的规定变形区域；
图8为相应于图2的、具有替代设计的排气消声器的原理图；
图9为图8的排气消声器的排气管的横截面图；
图10为相对于车辆承载结构支撑的排气消声器的原理图；
图11为设置在排气消声器中的中间壁，该中间壁具有两个管通孔和配置给所述管通孔的削弱区域。
具体实施方式
在图1中，装备有排气引导系统10的车辆整体以附图标记12来标示。排气引导系统10包括一个例如承载在车辆底盘或框架上的、沿车辆纵向方向L延伸的排气引导管路14和两个沿车辆横向方向Q相互间隔开地安装在车辆12尾部区域16中的、例如大致结构相同或对称构造的排气消声器18，其壳体纵轴线G大致沿车辆纵向方向L延伸。经由相应进口管20流入排气消声器18中并穿流排气消声器18的排气通过排气消声器18的一般也称为末端管的出口管22离开排气引导系统10。
在障碍物24、如另一车辆碰撞尾部时，通常将力F导入车辆12确切来说其尾部区域16中，该力具有显著的、平行于车辆纵向方向L的延伸分量。由于这种导入尾部区域16中的力F而存在如下危险：排气引导系统10、尤其是定位于尾部区域16中的排气消声器18在车辆12内移动并与车辆12的其它系统区域、如油箱26碰撞。为了避免这点，下面说明各种设计方案方面，它们在排气消声器18区域中确保该排气消声器的较容易的可变形性，从而在力F导入时尤其是基本上吸收沿车辆纵向方向L进入排气消声器18的能量并且减小排气消声器在车辆12内过度移动的危险。
图2以原理性俯视图示出这种排气消声器18。该排气消声器18包括消声器壳体28，其具有例如大致圆柱形构造的、沿壳体纵轴线G方向纵向延伸的壳体外罩30。在其两个沿壳体纵轴线G方向设置的端部区域上，壳体外罩30与相应端壁32或34例如通过材料锁合连接而固定连接。壳体外罩30连同这两个端壁32、34一起包围消音器内腔36。
进口管20例如穿过端壁32引入消音器内腔36中。出口管22穿过端壁34从消音器内腔36引出。消音器内腔36可通过一个或多个中间壁38、40划分为多个腔室42、44、46。在所示示例中，进口管20贯穿更靠近端壁32的中间壁38并且因此朝向沿壳体纵轴线G方向彼此相继的三个腔室42、44、46之中的中间腔室敞开。中间管48贯穿中间壁40并且因此将中间腔室44与腔室46连通，出口管22也朝向该腔室敞开。
应指出，图2以原理方式示出排气消声器及其重要的系统区域或部件。当然，这种排气消声器可在其系统区域或部件彼此间的布置结构、它们的数量以及它们的造型方面与所示示例有区别。
图3示出整体以附图标记50标示的排气管，其例如可在图2所示排气消声器18中用作进口管20、出口管22或中间管48。大致细长的排气管50优选在其整个延伸区域中弯曲。排气管50这样集成在排气消声器18中，使得排气管大致具有沿其壳体纵轴线G方向定向的定向。当例如因为图1中所示的力F而出现沿壳体纵轴线G方向的负荷时，排气管50可变形并且在此有助于能量耗散。
在图4中示出排气管50的一种设计方案，该排气管仅在纵向区域52中构成有弯曲的造型。借助该纵向区域52，在排气管50中提供规定变形区域54，在该规定变形区域中排气管50可在出现轴向负荷时以定义方式变形，所述排气管在其它区域大致直线延伸。
在此应指出，该规定变形区域54也能以其它形式实现，如通过纵向区域52的波浪状或折棚状设计、通过提供优选沿排气管50纵向延伸方向定向的缝槽、通过侧向凸起或凹陷或通过整体压扁的横截面轮廓。也可将不同的这种有助于实现规定变形区域54的设计相互组合地设置在排气管50上。排气管50的在规定变形区域54中提供的造型在此可关于排气管的纵轴线对称，但也可如图4所示是不对称的或例如以凹陷或凸起的形式仅设置在圆周区域上。
图5示出一种方案，在该方案中，用作进口管20的排气管50在排气消声器18中这样定向，使得管纵轴线R相对于壳体纵轴线G成角度、即不平行于其地定向。尤其是当如此相对于壳体纵轴线G成角度定向的排气管50在端壁32、34之一区域中穿过消声器壳体28或引入消音器内腔36时，排气管50相对于壳体纵轴线G形成的角度优选小于90°、最优选小于45°。
图6示出一种排气管50，这种结构方式的排气管既可用作进口管20、也可用作出口管22以及用作中间管48。排气管50包括两个伸缩式嵌套的管段56、58。这两个管段56、58可通过轻微的材料锁合的缝合或通过压紧彼此连接，从而在导入沿排气管50纵向方向起作用的力并且该力超过预定水平时，两个管段56、58可以相对彼此移动、尤其是插入彼此中并且因此允许具有这种排气管50的排气消声器18相对容易的变形。
原则上应指出，为了有助于排气消声器18的可变形性，嵌入排气消声器中的排气管优选具有有限的长度、即基本上不完全延伸穿过排气消声器，由此避免由于过长的排气管而过度加固排气消声器。
关于上述排气管50的实施方案还应指出，这些排气管通常与消声器壳体28一样由金属材料、尤其是金属板材制成，这一方面尤其是可通过焊接实现相互连接，另一方面在出现相应负荷时允许其定义的变形。
图7示出排气消声器18或消声器壳体28的另一种实施方式。在其两个轴向端部区域60、62上例如通过焊接与端壁32、34连接的壳体外罩30在两个沿壳体纵轴线G方向彼此间隔开的区域上分别具有一个规定变形区域64或66。规定变形区域64通过壳体外罩30的例如沿圆周方向围绕壳体纵轴线G连续构造的、拱形的外凸成形部或者说凸起68构成，该外凸成形部或者说凸起例如可相对于壳体纵轴线G成角度地在壳体外罩30的圆周上延伸。规定变形区域66通过例如也在壳体外罩30的整个圆周上环绕构造的拱形内凹成形部70构成，该内凹成形部例如相对于壳体纵轴线G基本上垂直定向。
通过这种原则上削弱壳体外罩30的规定变形区域64、66实现了这样的可能性，即，在出现沿壳体纵轴线G方向作用的力F时在规定变形区域64、66中能实现壳体外罩30或消声器壳体28相对容易的可变形性，以便由此耗散能量或防止整个排气消声器过度轴向移动。
应指出，当然可在壳体外罩30上设置仅一个这种规定变形区域64或66或也可实现多个同类型的规定变形区域64或66。通过这种规定变形区域64、66，壳体外罩30局部可具有不平行于壳体纵轴线G的、即在所示示例中拱形变形的壁区域，从而提高壳体外罩30的容易的可变形性。这种规定变形区域原则上也能以其它方式、如通过壳体外罩在相应规定变形区域中的凹槽状、波浪状或折棚状设计来实现。这种在壳体外罩30的整个或大部分圆周区域上延伸的规定变形区域也可延伸经过这样的区域，在这些区域中，壳体外罩30的壳体壳在折叠区域中相互连接，或通过卷绕金属板条形成的壳体外罩30具有线圈状环绕的连接区域。
另一种有助于排气消声器18的容易的可变形性的设计在图8和9中示出。在图8中可见，提供进口管20的排气管50例如大致垂直地弯折两次，使得进口管并非沿壳体纵轴线方向穿过端壁之一、而是穿过壳体外罩30引入消音器内腔36中。尤其是，排气管50的一个相对于壳体纵轴线或车辆纵向方向L大致垂直并且因此大致沿车辆横向方向Q延伸的纵向区段72贯穿壳体外罩30。
图8所示排气消声器18的排气管50至少在其纵向区段72中设有图9中所示的压扁的横截面轮廓。压扁方向在此大致相应于车辆纵向方向L和因此也大致相应于排气消声器18壳体纵轴线延伸的方向、并且因此也大致相应于这样一个方向，在尾部碰撞情况下的力F(例如通过壳体外罩30传递地)沿该方向作用到纵向区段72上。基于压扁的横截面，在力F作用时，排气管50在纵向区段72中相对易于变形并且因此明显有助于能量耗散。
图8还示出尤其是设置在排气消声器18轴向端部区域62中的端壁32(即在集成于车辆12内的排气消声器18中远离尾部区域16方向定向的端壁)朝向消音器内腔36至少在部分区域上隆起或凸起地成形。这导致消声器壳体28在该端壁32区域中相对刚性的设计。因此在沿力F方向的负荷下相对刚性的端壁32构成用于在消音器内腔36中沿车辆纵向方向L移动的部件(如出口管22)的支座。当这种部件在其移动过程中碰撞到相对刚性的端壁32上时，首先该端壁阻止进一步的轴向移动，从而之后其它有助于部件变形的在结构方面的措施、如图4中所示的规定变形区域54可更有效地用于引起排气消声器这种部件的变形。
图10示出一种排气消声器18，该排气消声器在其朝向尾部区域的轴向端部区域60中通过支撑机构74相对于承载结构76(如车辆底盘或类似物)支承或支撑。大致细长构造的支撑机构74这样定向，使得该支撑机构的支撑机构纵轴线A相对于排气消声器18的壳体纵轴线G成角度。当上面已经说明的力F例如通过承载结构76沿车辆纵向方向L导入时，由于支撑机构也相对于力F方向成角度，因此支撑机构74相对于消声器壳体28变形或倾斜，使得在该支撑区域中可实现通过变形引起的能量耗散。
当然，这种相对于壳体纵轴线G成角度的支撑机构74也可以或替代地设置在消声器壳体28的轴向端部区域62中。在此，这种支撑机构74例如可连接到壳体外罩30和/或相应端壁32、34上。尤其是在连接到例如大致平面构造的端壁32上时，通过支撑机构74传递的轴向负荷导致端壁32的变形并且因此进一步有助于能量耗散。
图11示出待设置于消音器内腔36中的中间壁78。与图2所示的、分别仅被一个唯一的排气管贯穿的中间壁38、40不同，该中间壁78具有两个管通孔80、82，它们的圆周轮廓适配于待贯穿中间壁的排气管的圆周轮廓。在此，排气管之一例如可以是进口管20或出口管22，而另一排气管例如可以是中间管48。可以看出，为两个管通孔80、82分别配置两个例如以缝槽状切口形式提供的削弱区域84、86或88、90，在所述削弱区域之间分别形成一个变形接片92或94。在出现轴向负荷时(其可通过贯穿中间壁78的排气管传递到中间壁78上)，中间壁78可通过提供这种变形接片92或94而相对容易地产生局部轴向变形。
应指出，也可为一个或多个这种管通孔80、82配置多个这种削弱区域84、86或88、90并且因此也可设置多个这种变形接片92、94，例如在相互对径的圆周区域上。这种设计也可设置在具有仅一个管通孔或两个以上管通孔的中间壁中。以一个相应管通孔为起点的削弱区域可敞开直至该相应管通孔，但例如也可与一个通孔的外周区域间隔开小距离地出发大致沿径向远离该通孔延伸。如上所述，削弱区域可通过设置在中间壁78中的切口或缝槽产生，但也可通过冲压或其它材料削弱提供。
最后应指出，上面已描述了不同措施，这些措施在车辆尾部区域中出现大致沿车辆纵向方向定向的力作用时在纵向安装的排气消声器中有助于排气消声器的容易的可变形性和因此有效的能量耗散。每种上述单独描述的方案在此都是特别有利的。当然也可任意组合这些不同方案。

Claims (13)

1.用于纵向安装在车辆中的排气消声器，包括沿壳体纵轴线(G)方向纵向延伸的消声器壳体(28)，该消声器壳体具有一个壳体外罩(30)和两个沿壳体纵轴线(G)方向彼此间隔开设置并且与壳体外罩(30)一起界定消音器内腔(36)的端壁(32、34)，其中，至少一个进口管(20)引入消音器内腔(36)中并且至少一个出口管(22)从消音器内腔(36)引出，其特征在于，在所述壳体外罩(30)上设置至少一个规定变形区域(64、66)，该规定变形区域具有至少一个不平行于壳体纵轴线(G)的壁区域(68、70)。
2.根据权利要求1所述的排气消声器，其特征在于，所述壁区域(68、70)构造成拱形、凹槽状、波浪状或折棚状。
3.根据权利要求1或2或权利要求1前序部分所述的排气消声器，其特征在于，至少一个进口管(20)或/和至少一个出口管(22)或/和至少一个中间管(48)具有至少一个规定变形区域(54)，或/和至少一个进口管(20)或/和至少一个出口管(22)或/和至少一个中间管(48)是弯曲的或/和相对于壳体纵轴线(G)成角度地设置。
4.根据权利要求3所述的排气消声器，其特征在于，至少一个规定变形区域(54)包括波浪状或折棚状构成的纵向区域或/和包括构成有缝槽的纵向区域(52)或/和包括构成有凹陷或凸起的纵向区域或/和包括构成有压扁的横截面轮廓的纵向区域或/和包括相对于壳体纵轴线(G)成角度延伸的纵向区域(52)。
5.根据权利要求1至4之一或权利要求1前序部分所述的排气消声器，其特征在于，至少一个进口管(20)或/和至少一个出口管(22)或/和至少一个中间管(48)具有至少两个能相对彼此移动的管段(54、56)。
6.根据权利要求1至5之一或权利要求1前序部分所述的排气消声器，其特征在于，至少一个进口管(20)或/和至少一个出口管(22)或/和至少一个中间管(48)在管通孔(80、82)区域中贯穿至少一个设置在消音器内腔(36)中的中间壁(38、40、78)，并且从至少一个管通孔(80、82)起在中间壁(78)中设置至少一个优选缝槽状的削弱区域(84、86、88、90)。
7.根据权利要求6所述的排气消声器，其特征在于，通过至少两个削弱区域(84、86、88、90)提供变形接片(92、94)。
8.根据权利要求1至7之一或权利要求1前序部分所述的排气消声器，其特征在于，至少一个进口管(20)或/和至少一个出口管(22)或/和至少一个中间管(48)至少在大致横向于壳体纵轴线(G)延伸的纵向区段(72)中构成有在压扁方向上压扁的横截面轮廓。
9.根据权利要求8所述的排气消声器，其特征在于，所述压扁的横截面轮廓是圆滑的横截面轮廓，所述压扁的横截面轮廓优选是蛋形或椭圆形，或/和压扁方向大致相应于壳体纵轴线(G)的延伸方向。
10.根据权利要求1至9之一或权利要求1前序部分所述的排气消声器，其特征在于，所述消声器壳体(28)借助至少一个相对于壳体纵轴线(G)成角度的支撑机构(74)相对于承载结构(76)被支撑或能被支撑。
11.根据权利要求10所述的排气消声器，其特征在于，至少一个支撑机构(74)从消声器壳体(28)的轴向端部区域(60)起延伸出。
12.根据权利要求1至11之一或权利要求1前序部分所述的排气消声器，其特征在于，至少一个出口管(22)在消声器壳体(28)第一轴向端部区域(60)的范围中——优选穿过设置在消声器壳体(28)第一轴向端部区域(60)的范围中的端壁(34)——从消音器内腔(36)引出，并且设置在消声器壳体(28)第二轴向端部区域(62)的范围中的端壁(32)至少在部分区域上朝向消音器内腔(36)方向隆起。
13.机动车，包括至少一个根据上述权利要求之一所述的排气消声器，优选地，所述排气消声器(18)设置在机动车(12)的尾部区域(16)中并且消声器壳体(28)的壳体纵轴线(G)大致沿车辆纵向方向(L)定向。
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