CN111472865B - 调音阀 - Google Patents

Abstract

本发明调音阀，包括阀门基座、弹簧及由多个阀片组成的阀门，各阀片设于阀门基座的正对排气管的入口端的一侧且绕阀门基座的轴线分布；阀片的外端连接于阀门基座的外周，内端朝向阀门基座的轴线延伸；阀门基座上设有多个透气孔；各阀片均对应有透气孔且处于关闭状态的阀门封闭阀门基座上的透气孔；弹簧设于阀门基座上并用于向各阀片施加预紧力，排气气压大于预紧力时，各阀片向四周开启，排气气压小于预紧力时，各阀片向中心关闭。调音阀的各阀片向四周开启，为消声器布置节省空间；发动机转速较低时，阀门保持关闭，消除低速轰鸣；发动机转速较高时，阀门保持开启，各阀片向四周开启，通过阀门的气流均匀，流噪小，有利于消除高速流噪。

Description

调音阀

技术领域

本发明属于汽车领域，特别是涉及调音阀。

背景技术

汽车排气系统是汽车的重要组成部分，排气系统排出废气同时也将燃烧噪声带到车辆尾部，在尾部产生声压级很高的阶次噪声和摩擦噪声，噪声传递到乘员舱，有的可能激励乘员舱的声腔模态导致乘员舱声腔共振，严重影响整车NVH。随着人们生活水平的提高，人们对整车的要求从最初的代步工具变成舒适的家庭必需品，所以除了对车型的动力性要求较为严格外，对整车的噪声要求也提高了，要求整车在行驶、加速、怠速具备安静的噪声。

目前大部分车型上的调音阀为装配在排气管出口端，其开启角度最大为40°左右，不能装配在排气管入口端，对低速轰鸣问题束手无策。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：针对现有方案不能装配在排气管的入口端，对低速轰鸣问题束手无策的问题，提供一种调音阀。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种调音阀，包括阀门基座、阀门和弹簧，所述阀门基座上设有用于与排气管的入口端的侧壁密封装配的安装位；

所述阀门由多个阀片组成，各所述阀片设于所述阀门基座的正对所述排气管的入口端的一侧且绕所述阀门基座的轴线分布；所述阀片的外端连接于所述阀门基座的外周，内端朝向所述阀门基座的轴线延伸；

所述阀门基座上设有多个透气孔；各所述阀片均对应有所述透气孔且所述透气孔避开各所述阀片之间的间隙，所述阀门关闭时，所述阀门封闭所述阀门基座上的透气孔；

所述弹簧设于所述阀门基座上并用于向各所述阀片施加促使所述阀门关闭的预紧力，排气气压大于所述预紧力时，各所述阀片向四周开启，排气气压小于所述预紧力时，各所述阀片向中心关闭。

可选地，还包括密封垫，所述密封垫设于所述阀门基座的正对所述排气管的入口端的一侧，并在所述阀门关闭时封闭所述阀门基座与各所述阀片之间的间隙。

可选地，所述阀门基座的正对所述排气管的入口端的一侧开设有第一凹槽，所述密封垫和所述阀片设于所述第一凹槽内，所述透气孔开设于所述第一凹槽的底壁。

可选地，所述密封垫包括外圈密封垫和内圈密封垫，所述外圈密封垫位于所述第一凹槽的外周，所述内圈密封垫嵌入所述外圈密封垫内；所述外圈密封垫封闭各阀片的外端与所述第一凹槽的内周壁之间的间隙，所述内圈密封垫封闭各所述阀片邻近另一所述阀片的一侧与所述第一凹槽的底壁之间的间隙及各所述阀片的内端与所述第一凹槽的底壁之间的间隙。

可选地，所述外圈密封垫和所述内圈密封垫为钢丝绒垫，所述外圈密封垫与所述第一凹槽的壁面焊接。

可选地，所述第一凹槽的底壁包括位于外周的外支撑边、位于中心区域的内支撑盘以及连接于所述内支撑盘与所述外支撑边之间且的多个支撑条；所述阀门关闭时，所述外支撑边、所述内支撑盘和所述支撑条共同支撑所述阀门；所述支撑条绕所述第一凹槽的轴线均匀分布，所述外支撑边、所述内支撑盘和所述支撑条之间围合出的镂空区域为所述透气孔。

可选地，所述第一凹槽为正多边形凹槽，所述支撑条的个数与所述正多边形凹槽的顶点数一致，所述支撑条的外端正对所述正多边形凹槽的顶点，且内端朝向所述第一凹槽的轴线延伸；

所述外圈密封垫为正多边形密封环，所述为正多边形密封环的边数与所述正多边形凹槽的边数相同；所述内圈密封垫包括密封盘和自密封盘向所述正多边形密封环的顶点延伸的密封条；所述密封盘位于所述内支撑盘上，所述密封条位于所述支撑条上，所述外圈密封垫位于所述外支撑边上。

可选地，所述透气孔为绕所述阀门基座的轴线分布的扇形透气孔，所述阀片为扇形阀片，所述扇形阀片与所述扇形透气孔一一对应。

可选地，所述弹簧设为多个且为弹片，各所述阀片均对应有至少一个所述弹片，所述弹片连接于所述阀门基座和相应的所述阀片；

任意相邻两所述阀片之间间隔设置。

可选地，所述阀门基座的正对所述排气管的入口端的一侧设有第二凹槽，所述第二凹槽位于所述第一凹槽之外，所述弹片的外端固定于所述第二凹槽内，内端固定于所述阀片的背离所述第一凹槽的底壁的一侧。

本发明实施例提供的调音阀，能通过安装位能装在排气管的入口端，阀门由多个阀片组成，各阀片向四周开启，可以为消声器布置节省空间、减低排气系统重量、节省整车成本。发动机转速较低时，作用于阀门的气压不大于弹簧的预紧力，阀门保持关闭状态，气流走其他通路，消除低速轰鸣；发动机转速较高时，作用于阀门的气压大于弹簧的预紧力，阀门保持开启状态，各阀片向四周开启，气流走其他通路和阀门，且阀门根据发动机转速的高低变化自动进行开度动态调整，通过阀门的气流均匀，流噪小，有利于消除高速流噪。同时还保证发动机低转速时排气背压合理、高转速时较低的排气背压。

附图说明

图1为本发明实施例提供的调音阀的爆炸图；

图2为图1所示调音阀装配后的主视图；

图3为图2所示调音阀的后视图；

图4为图3的A-A剖视图；

图5为本发明实施例提供的调音阀的阀片开启30°时的使用状态图；

图6为本发明实施例提供的调音阀的阀片开启60°时的使用状态图。

说明书中的附图标记如下：

1、阀门基座；11、安装位；12、透气孔；13、第一凹槽；141、外支撑边；142、内支撑盘；143、支撑条；15、第二凹槽；

2、阀门；21、阀片；

3、弹簧；3a、弹片；

4、密封垫；41、外圈密封垫；42、内圈密封垫；421、密封盘；422、密封条。

具体实施方式

为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1至图3所示，本发明实施例提供的调音阀，包括阀门基座1、阀门2和弹簧3；

阀门基座1上设有用于与排气管的入口端的侧壁密封装配的安装位11；

阀门2由多个阀片21组成，各阀片21设于阀门基座1的正对排气管的入口端的一侧且绕阀门基座1的轴线分布；阀片21的外端连接于阀门基座1的外周，内端朝向阀门基座1的轴线延伸；

阀门基座1上设有多个透气孔12；各阀片21均对应有透气孔12且透气孔12避开各阀片21之间的间隙，阀门2关闭时，阀门2封闭阀门基座1上的透气孔12；

弹簧3设于阀门基座1上并用于向各阀片21施加促使阀门2关闭的预紧力；排气气压大于预紧力时，各阀片21向四周开启；排气气压小于预紧力时，各阀片21向中心关闭。

本发明实施例提供的调音阀，能通过安装位11能装在排气管的入口端，阀门2由多个阀片21组成，各阀片21向四周开启，可以为消声器布置节省空间、减低排气系统重量、节省整车成本。发动机转速较低时，作用于阀门2的气压不大于弹簧3的预紧力，阀门2保持关闭状态，气流走其他通路，消除低速轰鸣；发动机转速较高时，作用于阀门2的气压大于弹簧3的预紧力，阀门2保持开启状态，各阀片21向四周开启，气流走其他通路和阀门2，且阀门2根据发动机转速的高低变化自动进行开度动态调整，通过阀门2的气流均匀，流噪小，有利于消除高速流噪。同时还保证发动机低转速时排气背压合理、高转速时较低的排气背压。

具体地，安装位11可为设于阀门基座1的面向排气管的入口端的一侧的外周的沉台。

优选地，阀门基座1的材料为不锈钢，且为薄壁件，外形为大圆环平板；

优选地，阀片21的材料为不锈钢，且为薄壁件；

优选地，弹片3a的材料为镍铬铁合金，如Inconel X718，且为薄壁件。前述优选的材料，有利于保证相应结构的耐久性，优选的结构，有利于保证阀门2在合适的压力条件下开启或关闭，从而达到消除特定噪声的目的。

在一实施例中，如图1和图4所示，还包括密封垫4，密封垫4设于阀门基座1的正对排气管的入口端的一侧，并在阀门2关闭时封闭阀门基座1与各阀片21之间的间隙。若不设置密封垫4，对阀门基座1和阀门2的加工、装配精度要求较高，且需尽量避免阀门2使用时变形，否则需更换；而设置密封垫4后，密封垫4会封闭阀门基座1与阀门2之间的间隙，降低了对阀门基座1和阀门2的加工、装配及使用条件的限制，且能在阀门2关闭时达到更好地关闭气路的效果。

在一实施例中，如图1所示，阀门基座1的正对排气管的入口端的一侧开设有第一凹槽13，密封垫4和阀片21设于第一凹槽13内，透气孔12开设于第一凹槽13的底壁。利用第一凹槽13来设置密封垫4和阀片21，便于密封垫4和阀片21的安装及定位，同时使得阀门基座1的结构更为简单、紧凑，可以为消声器布置节省空间、减低排气系统重量、节省整车成本。

在一实施例中，如图1和图2所示，密封垫4包括外圈密封垫41和内圈密封垫42，外圈密封垫41位于第一凹槽13的外周，内圈密封垫42嵌入外圈密封垫41内；外圈密封垫41封闭各阀片21的外端与第一凹槽13的内周壁之间的间隙，内圈密封垫42封闭各阀片21邻近另一阀片21的一侧与第一凹槽13的底壁之间的间隙及各阀片21的内端与第一凹槽13的底壁之间的间隙。简化密封垫4的结构，便于加工，易于装配，且能够可靠地实现的调音阀的密封状态，避免阀门2关闭时气流通过阀门2。

为免气流通过阀门2时密封垫4阻挡气流，优选密封垫4避开透气孔12，即密封垫4不处于正对透气孔12的位置。

在一实施例中，如图2和图3所示，外圈密封垫41和内圈密封垫42为钢丝绒垫，外圈密封垫41与第一凹槽13的壁面焊接，优选整圈点焊。既保证连接的可靠性，又保证耐久性，避免密封失效。

在一实施例中，如图1至图4所示，第一凹槽13的底壁包括位于外周的外支撑边141、位于中心区域的内支撑盘142以及连接于内支撑盘142与外支撑边141之间且的多个支撑条143；阀门2关闭时，外支撑边141、内支撑盘142和支撑条143共同支撑阀门2；支撑条143绕第一凹槽13的轴线均匀分布，外支撑边141、内支撑盘142和支撑条143之间围合出的镂空区域为透气孔12。

支撑条143绕第一凹槽13的轴线均匀分布，使得透气孔12也绕第一凹槽13的轴线均匀分布，使得气流均匀通过各透气孔12，有利于减小流噪；同时外支撑边141、内支撑盘142和支撑条143共同支撑阀片21，阀片21受力均匀，避免阀门2变形，且阀片21外周分别与外支撑边141、内支撑盘142和支撑条143密封，即可实现阀门2与阀门基座1的可靠密封。

在一实施例中，如图1所示，第一凹槽13为正多边形凹槽，支撑条143的个数与正多边形凹槽的顶点数一致，支撑条143的外端正对正多边形凹槽的顶点，且内端朝向第一凹槽13的轴线延伸。有利于保证各透气孔12的形状和大小一致，且分布均匀，从而使得气流更均匀，有利于减小流噪。

优选地，外圈密封垫41为正多边形密封环，为正多边形密封环的边数与正多边形凹槽的边数相同；内圈密封垫42包括密封盘421和自密封盘421向正多边形密封环的顶点延伸的密封条422；密封盘421位于内支撑盘142上，密封条422位于支撑条143上，外圈密封垫41位于外支撑边141上。通过密封盘421、密封条422和外圈密封垫41分别实现阀片21的内端、阀片21的两侧及阀片21的外端与阀门基座1的密封，正多边形凹槽对正多边形密封环进行定位，正多边形密封环对密封条422进行定位，能够避免外圈密封垫41在第一凹槽13内旋转，避免内圈密封垫42在外圈密封垫41内转动，避免零件移位影响调音阀的密封性，避免摩损造成零件变形甚至影响密封性。

在一实施例中，如图1和图2所示，透气孔12为绕阀门基座1的轴线分布的扇形透气孔12，阀片21与扇形透气孔12一一对应；结构简单，通过透气孔12和阀片21的优化设置，尽量增大透气孔12的透气量，保证在排气管的各方位均匀透气，有利于减小流噪，同时保证用于开合各透气孔12的阀片21相互独立。

为进一步简化结构，优选阀片21为扇形阀片21，扇形阀片21的与第一凹槽13的内周壁相对的一侧可为弧面也可为直面(即扇形阀片21整体形状呈等腰三角形)；当第一凹槽13为正多边形凹槽时，优选扇形阀片21的与第一凹槽13的内周壁相对的一侧为直面。

在一实施例中，可以多个阀片21共用同一弹簧3(未图示地)，也可以各阀片21对应的弹簧3相对独立，即一个阀片21对应一个弹簧3(如图1和图2所示)或多个弹簧3。优选弹簧3为弹片3a，弹片3a同时连接于阀门基座1和阀片21，既避免占用过多空间，又能够为阀片21提供较大的预紧力。

在一实施例中，如图1和图2所示，阀门基座1的正对排气管的入口端的一侧设有第二凹槽15，第二凹槽15位于第一凹槽13之外，弹片3a的外端固定于第二凹槽15内，内端固定于阀片21的背离第一凹槽13的底壁的一侧。既避免弹片3a过多占用空间，又能够为阀片21提供较大的预紧力。

优选地，每个阀片21与相应的弹片3a之间点焊，将阀片21与弹片3a焊接后，再将弹片3a与阀门基座1焊接，即可将阀片21定位于第一凹槽13内，易于装配，结构稳定性好。为保证连接可靠性和进一步简化加工，更优选每个阀片21与相应的弹片3a之间具有2-3个焊接点。

优选地，弹片3a与阀门基座1点焊，第二凹槽15起到定位弹片3a从而定位阀片21的作用，弹片3a与阀门基座1点焊后，阀片21不能相对于阀门基座1平移，仅能沿着弹片3a与阀门基座1的焊接线转动，从而实现阀门2的打开或关闭。

在一实施例中，如图1所示，当第一凹槽13为正多边形凹槽时，各第二凹槽15对应正多边形凹槽的各边的中心设置，既尽量将弹片3a的弹力作用于阀片21的外端的中部，避免阀片21两侧受力不均而影响耐久性。

在一实施例中，为免相邻阀片21之间相对移动时发生干涉或摩擦，优选任意相邻两阀片21之间间隔设置，从而有效避免阀片21摩擦磨损或变形；更优选阀片21之间的间距为1-2mm。

在一实施例中，为了进一步简化结构和加工，及保证透气均匀性，优选各扇形透气孔12的形状和尺寸相同，各阀片21相同(指结构、材料均相同)且受到各自对应的弹簧3的预紧力相同，如此保证气压作用于各阀片21的压力相同，各阀片21受到的弹簧3的预紧力相同，使用时各阀片21保持相同开度(即同时关闭或同时打开相同角度)。

以下结合附图，对本发明优选的调音阀的工作过程进行详细说明：

1)低转速时排气背压作用于阀片21上的力小于弹片3a的预紧力，阀门2关闭(如图2所示)，气流走其他通路。

此时：阀片21在弹片3a的预紧力的推动下与阀门基座1上的密封垫4紧贴密封。

2)随着发动机转速的上升，排气背压作用于阀片21上的力开始大于弹片3a的预紧力，阀片21开始开启(如图5所示)，与内圈密封垫42分离，一部分气流走其他通路、一部分通过阀门2。

此时：阀片21在排气压力的推动下与内圈密封垫42分开，阀片21开启较小的角度。

3)随着发动机转速的进一步上升，排气背压作用于阀片21上的力进一步大于弹片3a预紧力，阀片21开启到更大，走阀门2的气流增加，直至最大时(如图6所示)，一小部分气流走其他通路、大部分通过阀门2：本优选方案，阀片21的最大开启角度为60°，相对于现有方案的开启阀片的开启角度增加了20°，有利于解决高速流噪问题。

4)当发动机转速的下降时，排气背压作用于阀片21上的力开始小于弹片3a扭力，阀片21开启角度减小，主要气流走向与发动机转速上升时阀片21开启相同角度时相同。

5)当转速进一步减小，排气背压作用于阀片21上的力小于弹片3a预紧力时，阀片21与密封垫4紧密贴合，阀片21关闭、回到初始位置。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种调音阀，包括阀门基座、阀门和弹簧，其特征在于，所述阀门基座上设有用于与排气管的入口端的侧壁密封装配的安装位；

所述阀门由多个阀片组成，各所述阀片设于所述阀门基座的正对所述排气管的入口端的一侧且绕所述阀门基座的轴线分布，且任意相邻两阀片之间间隔设置；所述阀片的外端连接于所述阀门基座的外周，内端朝向所述阀门基座的轴线延伸；

所述阀门基座上设有多个透气孔；各所述阀片均对应有所述透气孔且所述透气孔避开各所述阀片之间的间隙，所述阀门关闭时，所述阀门封闭所述阀门基座上的透气孔；

所述调音阀还包括密封垫，所述密封垫设于所述阀门基座的正对所述排气管的入口端的一侧，并在所述阀门关闭时封闭所述阀门基座与各所述阀片之间的间隙；

所述弹簧设于所述阀门基座上并用于向各所述阀片施加促使所述阀门关闭的预紧力，

排气气压大于预紧力时，各所述阀片向四周开启且所述调音阀允许部分气流通行至所述排气管内，以使另一部分气流走汽车上与排气系统连通的其他通路，

排气气压小于预紧力时，各所述阀片向中心关闭且所述调音阀禁止气流通行至所述排气管内，以使全部气流走汽车上与排气系统连通的其他通路。

2.根据权利要求1所述的调音阀，其特征在于，所述阀门基座的正对所述排气管的入口端的一侧开设有第一凹槽，所述密封垫和所述阀片设于所述第一凹槽内，所述透气孔开设于所述第一凹槽的底壁。

3.根据权利要求2所述的调音阀，其特征在于，所述密封垫包括外圈密封垫和内圈密封垫，所述外圈密封垫位于所述第一凹槽的外周，所述内圈密封垫嵌入所述外圈密封垫内；所述外圈密封垫封闭各阀片的外端与所述第一凹槽的内周壁之间的间隙，所述内圈密封垫封闭各所述阀片邻近另一所述阀片的一侧与所述第一凹槽的底壁之间的间隙及各所述阀片的内端与所述第一凹槽的底壁之间的间隙。

4.根据权利要求3所述的调音阀，其特征在于，所述外圈密封垫和所述内圈密封垫为钢丝绒垫，所述外圈密封垫与所述第一凹槽的壁面焊接。

5.根据权利要求3所述的调音阀，其特征在于，所述第一凹槽的底壁包括位于外周的外支撑边、位于中心区域的内支撑盘以及连接于所述内支撑盘与所述外支撑边之间且的多个支撑条；所述阀门关闭时，所述外支撑边、所述内支撑盘和所述支撑条共同支撑所述阀门；所述支撑条绕所述第一凹槽的轴线均匀分布，所述外支撑边、所述内支撑盘和所述支撑条之间围合出的镂空区域为所述透气孔。

6.根据权利要求5所述的调音阀，其特征在于，所述第一凹槽为正多边形凹槽，所述支撑条的个数与所述正多边形凹槽的顶点数一致，所述支撑条的外端正对所述正多边形凹槽的顶点，且内端朝向所述第一凹槽的轴线延伸；

所述外圈密封垫为正多边形密封环，所述为正多边形密封环的边数与所述正多边形凹槽的边数相同；所述内圈密封垫包括密封盘和自密封盘向所述正多边形密封环的顶点延伸的密封条；所述密封盘位于所述内支撑盘上，所述密封条位于所述支撑条上，所述外圈密封垫位于所述外支撑边上。

7.根据权利要求1-6任意一项所述的调音阀，其特征在于，所述透气孔为绕所述阀门基座的轴线分布的扇形透气孔，所述阀片为扇形阀片，所述扇形阀片与所述扇形透气孔一一对应。

8.根据权利要求2所述的调音阀，其特征在于，所述弹簧设为多个且为弹片，各所述阀片均对应有至少一个所述弹片，所述弹片连接于所述阀门基座和相应的所述阀片。

9.根据权利要求8所述的调音阀，其特征在于，所述阀门基座的正对所述排气管的入口端的一侧设有第二凹槽，所述第二凹槽位于所述第一凹槽之外，所述弹片的外端固定于所述第二凹槽内，内端固定于所述阀片的背离所述第一凹槽的底壁的一侧。

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