CN114008305B - 排气系统和消音器 - Google Patents

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Abstract

本披露提供了一种用于与内燃机(104)一起使用的消音器(102)。消音器(102)包括第一管路(216)，该第一管路被配置成接收第一排气流(E1)。第一管路(216)包括第一进口部分(224)、与第一进口部分(224)间隔开的第一出口部分(228)、以及在第一进口部分(224)与第一出口部分(228)之间延伸的第一中间部分(232)。消音器还包括第二管路(218)，该第二管路被配置成接收第二排气流(E2)。第二管路包括第二进口部分(234)、与第二进口部分(234)间隔开的第二出口部分(238)、以及在第二进口部分(234)与第二出口部分(238)之间延伸的第二中间部分(242)。第一中间部分(232)和第二中间部分(242)彼此交叉、至少部分地堆叠在彼此上并与彼此流体连通。

Description

排气系统和消音器
相关申请的交叉引用
本申请要求于2019年6月7日提交的美国临时专利申请62/858,546的权益，该临时申请通过援引以其全文并入本文。
技术领域
本披露涉及一种用于发动机的排气系统。更具体地说，本披露涉及一种用于发动机的排气系统的消音器。
背景技术
用于内燃机的排气系统采用了消音器以便减弱由发动机产生的排气噪声。在多缸内燃机中，两个不同的排气流可能由两组不同的汽缸产生。这两个排气流可能从排气歧管的两个不同部分通过两个不同的排气管道流入消音器中。在许多情况下，两个排气流可能在消音器内碰撞和混合，并可能进一步以两个不同的排气流或组合的单个排气流流出消音器。这两个排气流的碰撞和混合可能造成消音器内不期望的反压力。在一些情况下，这两个排气流的碰撞和混合可能造成消音器内排气噪声增加。因此，这样的应用需要改进的消音器。
给出的描述覆盖了上述的一个或多个问题并且披露了解决这些问题的方法和系统。
发明内容
在本披露的一方面中，提供了一种用于与内燃机一起使用的消音器。该消音器包括第一管路。该第一管路包括第一进口部分，该第一进口部分限定第一进口，该第一进口被配置成接收第一排气流。该第一进口部分沿第一轴平面设置。该第一管路还包括第一出口部分，该第一出口部分限定第一出口并沿第二轴平面设置。该第二轴平面与该第一轴平面竖直间隔开。该第一管路进一步包括第一中间部分，该第一中间部分从该第一进口部分延伸到该第一出口部分。该第一中间部分流体地联接到该第一进口部分和该第一出口部分。该消音器还包括第二管路。该第二管路包括第二进口部分，该第二进口部分限定第二进口，该第二进口被配置成接收第二排气流。该第二进口部分与该第一进口部分间隔开并沿第三轴平面设置。该第二管路还包括第二出口部分，该第二出口部分与该第一出口部分间隔开并限定第二出口。该第二出口部分沿第四轴平面设置，该第四轴平面与该第三轴平面竖直间隔开。该第二管路进一步包括第二中间部分，该第二中间部分从该第二进口部分延伸到该第二出口部分。该第二中间部分流体地联接到该第二进口部分、该第二出口部分和该第一中间部分。该第一中间部分和该第二中间部分彼此交叉并至少部分地堆叠在彼此上。
在本披露的另一方面中，提供了一种用于与内燃机一起使用的消音器。该消音器包括第一管路，该第一管路被配置成接收第一排气流。该第一管路包括第一进口部分、与该第一进口部分间隔开的第一出口部分、以及在该第一进口部分与该第一出口部分之间延伸的第一中间部分。该消音器还包括第二管路，该第二管路被配置成接收第二排气流。该第二管路包括第二进口部分、与该第二进口部分间隔开的第二出口部分、以及在该第二进口部分与该第二出口部分之间延伸的第二中间部分。该第一中间部分和该第二中间部分彼此交叉、至少部分地堆叠在彼此上并与彼此流体连通。
在本披露的又一方面中，提供了一种用于与内燃机一起使用的排气系统，该内燃机具有第一排汽缸和第二排汽缸。该排气系统包括第一管道，该第一管道被适配成接收来自该第一排汽缸的第一排气流。该排气系统还包括第二管道，该第二管道被适配成接收来自该第二排汽缸的第二排气流。该排气系统进一步包括消音器。该消音器包括第一管路，该第一管路流体地联接到该第一管道。该第一管路包括第一进口部分，该第一进口部分限定第一进口，该第一进口被配置成接收该第一排气流。该第一进口部分沿第一轴平面设置。该第一管路还包括第一出口部分，该第一出口部分限定第一出口并沿第二轴平面设置。该第二轴平面与该第一轴平面竖直间隔开。该第一管路进一步包括第一中间部分，该第一中间部分从该第一进口部分延伸到该第一出口部分。该第一中间部分流体地联接到该第一进口部分和该第一出口部分。该消音器还包括第二管路，该第二管路流体地联接到该第二管道。该第二管路包括第二进口部分，该第二进口部分限定第二进口，该第二进口被配置成接收该第二排气流。该第二进口部分与该第一进口部分间隔开并沿第三轴平面设置。该第二管路还包括第二出口部分，该第二出口部分与该第一出口部分间隔开并限定第二出口。该第二出口部分沿第四轴平面设置，该第四轴平面与该第三轴平面竖直间隔开。该第二管路进一步包括第二中间部分，该第二中间部分从该第二进口部分延伸到该第二出口部分。该第二中间部分流体地联接到该第二进口部分、该第二出口部分和该第一中间部分。该第一中间部分和该第二中间部分彼此交叉并至少部分地堆叠在彼此上。
根据以下描述和附图，本披露的其他特征和方面将变得明显。
附图说明
图1是根据本披露的一方面的与发动机相关联的排气系统的示例性示意图；
图2A是根据本披露的一方面的图1的排气系统的消音器的分解立体图；
图2B是根据本披露的一方面的处于组装条件下的图2A的消音器的立体图；
图2C是根据本披露的一方面的处于组装条件下的图2A的消音器的另一个立体图；
图2D是根据本披露的一方面的没有外壳的图2B的消音器的另一个立体图；
图2E是根据本披露的一方面的没有外壳的图2C的消音器的另一个立体图；
图2F是根据本披露的一方面的图2E的消音器的侧视图；
图2G是根据本披露的一方面的图2E的消音器的俯视图；
图2H描绘了根据本披露的一方面的图2E的消音器的侧视图；
图2I描绘了根据本披露的一方面的图2E的消音器的侧视图；
图2J描绘了根据本披露的一方面的图2E的消音器的侧视图；
图3是根据本披露的一方面的图2D的消音器沿剖面S-S’的截面视图。
具体实施方式
本披露的各方面总体上涉及消音器，该消音器提供减小消音器下游的排气噪声的简单、高效且有成本效益的方法。消音器包括第一管路和第二管路，该第一管路和该第二管路为多个排气流提供大体上分开的流动路径。第一管路和第二管路减少了多个排气流之间的直接碰撞，这继而减小了消音器内的阻力和反压力。而且，由于多个排气流在位于第一管路与第二管路之间的共用腔室中彼此交叉，因此该共用腔室提供这些多个排气流的受限的相互作用和混合。这引起消除了在第一管道和第二管道中的每一个中产生的半发动机阶次噪声，这样减小了消音器内的流体噪声。因此，相对于具有不同排气流的大量相互作用和混合的常规消音器，总体排气噪声在消音器下游减小。
只要可能，在整个附图中，相同的附图标记将用于指代相同或相似的部分。参照图1，展示了排气系统102的示例性示意图，该排气系统联接到发动机104。发动机104可以是由燃料(比如汽油、柴油、天然气、或任何其他燃料或它们的组合)供以动力的任何内燃机。如图所示，发动机104是多缸发动机。因此，发动机104包括两排汽缸，比如第一排汽缸106和第二排汽缸108。第一排汽缸106和第二排汽缸108可以对应于发动机104的两个汽缸组。在所展示的实施例中，第一排汽缸106和第二排汽缸108中的每一排包括三个汽缸。在其他实施例中，基于应用要求，第一排汽缸106和第二排汽缸108中的每一排可以包括任何数量的汽缸。而且，在所展示的实施例中，发动机104具有V型构型。在其他实施例中，发动机104可以具有任何其他构型，比如直列或直线构型，或可以基于其他应用要求。
排气系统102包括第一排气歧管110和第二排气歧管112。第一排气歧管110联接到第一排汽缸106。因此，第一排气歧管110被适配成接收来自第一排汽缸106的第一排气流“E1”。第二排气歧管112联接到第二排汽缸108。因此，第二排气歧管112被适配成接收来自第二排汽缸108的第二排气流“E2”。此外，基于应用要求，发动机104可以包括本文未描述的部件和/或系统，比如发动机体、汽缸盖、阀门组件、进气歧管、冷却系统、润滑系统、空气输送系统、涡轮增压器、增压器或其他外围设备。
排气系统102还包括消音器114。消音器114联接到第一排气歧管110和第二排气歧管112中的每一个。更具体地说，消音器114经由第一管道116联接到第一排气歧管110。第一管道116被适配成将第一排气流“E1”的流动从第一排气歧管110提供到消音器114。而且，消音器114经由第二管道118联接到第二排气歧管112。第二管道118被适配成将第二排气流“E2”的流动从第二排气歧管112提供到消音器114。消音器114被适配成减小第一管道116和第二管道118中的每一个的下游的排气噪声。
排气系统102还包括联接到消音器114的多个下游部件，比如第一辅助消音器120和第二辅助消音器122。第一辅助消音器120被适配成接收来自消音器114的第一排气流“E1”。第二辅助消音器122被适配成接收来自消音器114的第二排气流“E2”。此外，基于应用要求，排气系统102可以包括一个或多个后处理部件/系统(未示出)，比如柴油机微粒过滤器(DPF)单元、柴油机氧化催化器(DOC)单元、柴油机排气处理液(DEF)单元、选择性催化还原(SCR)单元、尾管或其他部件。
参照图2A，展示了消音器114的分解立体图。消音器114包括第一外壳202和第二外壳204。在所展示的实施例中，第一外壳202和第二外壳204中的每一个都具有大体上U形的构型。在其他实施例中，基于应用要求，第一外壳202和第二外壳204中的一个或多个可以具有任何其他构型，比如半圆形构型、弯曲构型、阶梯式构型或其他构型。基于应用要求，第一外壳202和第二外壳204中的每一个都可以使用任何工艺制造，比如冲压工艺、锻造工艺、铸造工艺、增材制造工艺或其他制造工艺。
消音器114还包括第一板件206和第二板件208。在所展示的实施例中，第一板件206和第二板件208中的每一个都具有大体上平坦且梯形的构型。在其他实施例中，基于应用要求，第一板件206和第二板件208中的一个或多个可以具有任何其他构型，比如弯曲构型、有角构型、阶梯式构型、圆形构型、椭圆形构型、矩形构型或其他构型。基于应用要求，第一板件206和第二板件208中的每一个都可以使用任何工艺制造，比如冲压、锻造、铸造、增材制造或其他制造工艺。第一外壳202、第二外壳204、第一板件206和第二板件208中的每一个都彼此联接，以形成消音器114的壳体210(图2B所示)，并将在稍后进行详细解释。第一外壳202、第二外壳204、第一板件206和第二板件208中的每一个都可以使用任何联接工艺彼此联接，比如焊接、栓接、铆接或其他联接工艺。
消音器114进一步包括第一内部区段212和第二内部区段214。第二内部区段214的构型与第一内部区段212的构型大体上类似。第一内部区段212和第二内部区段214中的每一个都具有大体上弯曲或X形的构型。在所展示的实施例中，第一内部区段212和第二内部区段214中的每一个都通过冲压工艺制造，而不是通过传统的铸造方法制造。在传统的交叉管道消音器应用中，铸件被锁模，这防止了消音器管道受到冲压。本披露解决的问题中的一个是本披露允许消音器管道被冲压成两个半部(即第一内部区段212和第二内部区段214)并在稍后组装。即便如此，仍然能够在其他实施例中基于应用要求使第一内部区段212和第二内部区段214中的每一个都可以使用任何其他工艺制造，比如锻造、增材制造或其他制造工艺。
第一内部区段212和第二内部区段214中的每一个都彼此联接，以形成消音器114的第一管路216(图2B所示)和第二管路218(图2B所示)。第一内部区段212和第二内部区段214中的每一个都可以使用任何联接工艺彼此联接，比如焊接、栓接、铆接或其他联接工艺。在一个示例中，两个区段212、214可以通过连续浮雕245(在图2G、图2H中最佳示出)连接，该连续浮雕横跨管路216、218的外表面并将两个管路216、218接合在一起。如图2G、图2H所示，使用多种类型的焊接部可以用于焊接两个管路216、218。例如，使用中心“蛤壳接合部”250可以跨管路216、218的一部分使用，并且使用重叠或“鞋盒接合部”252可以在外侧边缘处使用。外侧边缘可以位于蛤壳接合部的两侧上。
参考图2B和图2C，展示了处于组装位置的消音器114的不同的立体图。在所展示的实施例中，消音器114具有大体上细长或梯形的构型。在其他实施例中，基于应用要求，消音器114可以具有任何其他构型，比如圆形、矩形或其他构型。消音器114包括壳体210。壳体210被适配成将消音器114的第一内部区段212和第二内部区段214至少部分地包封在其中。壳体210包括第一端部220和第二端部222。第二端部222与第一端部220相反设置。壳体210具有大体上中空的构型并限定消音器114的第一纵向轴线A-A’和第二纵向轴线B-B’。第一纵向轴线A-A’和第二纵向轴线B-B’彼此平行并与彼此间隔开。而且，第一纵向轴线A-A’和第二纵向轴线B-B’中的每一个在壳体210的第一端部220与第二端部222之间延伸。
壳体210包括第一板件206和第二板件208。第二板件208沿第一纵向轴线A-A’和第二纵向轴线B-B’与第一板件206间隔开。更具体地说，第一板件206设置在壳体210的第一端部220上，并且第二板件208设置在壳体210的第二端部222上。在所展示的实施例中，第一板件206和第二板件208被设置成彼此平行并与第一纵向轴线A-A’和第二纵向轴线B-B’垂直。在其他实施例中，第一板件206和第二板件208中的一个或多个可以相对于第一纵向轴线A-A’和第二纵向轴线B-B’倾斜。壳体210还包括第一外壳202和第二外壳204。第一外壳202和第二外壳204中的每一个都在第一板件206与第二板件208之间延伸。第一外壳202和第二外壳204中的每一个都被适配成至少部分地包封第一管路216和第二管路218。
现在将组合参考图2D至图2G解释消音器114。消音器114包括第一管路216。第一管路216被适配成流体地联接到第一管道116。第一管路216包括第一进口部分224。第一进口部分224设置在孔口258(图2A所示)内，该孔口设置在第一板件206上。第一进口部分224限定第一管路216的第一进口226。第一进口部分224被适配成流体地联接到第一管道116。因此，第一管路216被适配成经由第一进口部分224的第一进口226从第一管道116接收第一排气流“E1”进入到第一管路216中。
在所展示的实施例中，第一进口部分224具有大体上直线的构型。在其他实施例中，第一进口部分224可以具有任何其他构型，比如弯曲构型或有角构型。第一进口部分224沿第一轴平面“P1”设置。在所展示的实施例中，第一轴平面“P1”沿第一纵向轴线A-A’设置。这样，在所展示的实施例中，第一轴平面“P1”与第一纵向轴线A-A’大体上平行。在其他实施例中，第一轴平面“P1”可以相对于第一纵向轴线A-A’倾斜。而且，在其他实施例中，第一轴平面“P1”可以与第一纵向轴线A-A’间隔开。
第一管路216还包括第一出口部分228。第一出口部分228设置在孔口260(图2A所示)内，该孔口设置在第二板件208上。第一出口部分228限定第一管路216的第一出口230。第一出口部分228被适配成流体地联接到下游部件，比如第一辅助消音器120，或可以通向大气。因此，第一管路216被适配成经由第一出口部分228的第一出口230，将第一排气流“E1”从第一管路216释放到第一辅助消音器120或大气中。在所展示的实施例中，第一出口部分228具有大体上直线的构型。在其他实施例中，基于应用要求，第一出口部分228可以具有任何其他构型，比如弯曲构型、有角构型或其他构型。
第一出口部分228沿第二轴平面“P2”设置。在所展示的实施例中，第二轴平面“P2”沿第二纵向轴线B-B’设置。这样，在所展示的实施例中，第二轴平面“P2”与第二纵向轴线B-B’和第一轴平面“P1”大体上平行。在其他实施例中，第二轴平面“P2”可以相对于第二纵向轴线B-B’倾斜。而且，在其他实施例中，第二轴平面“P2”可以与第二纵向轴线B-B’间隔开。此外，在所展示的实施例中，第二轴平面“P2”与第一轴平面“P1”竖直间隔开距离“D1”。在其他实施例中，基于应用要求，第二轴平面“P2”和第一轴平面“P1”可以共平面。
第一管路216进一步包括第一中间部分232。第一中间部分232从第一进口部分224延伸到第一出口部分228。这样，第一中间部分232流体地联接到第一进口部分224和第一出口部分228。第一中间部分232被适配成允许第一排气流“E1”从第一进口部分224流动到第一出口部分228。在所展示的实施例中，第一中间部分232具有大体上弯曲构型。更具体地说，第一中间部分232背离第一进口部分224延伸，使得第一中间部分232相对于第一轴平面“P1”和第一纵向轴线A-A’垂直弯曲，并且还相对于第一轴平面“P1”和第一纵向轴线A-A’横向弯曲，以便与第二纵向轴线B-B’对齐。进一步，第一中间部分232朝向第二纵向轴线B-B’和第二轴平面“P2”弯曲，以便与第一出口部分228对齐。因此，第一中间部分232在竖直间隔开距离“D1”的第一轴平面“P1”与第二轴平面“P2”之间延伸。在其他实施例中，基于应用要求，第一中间部分232可以具有任何其他构型，比如有角构型、直线构型或其他构型。
消音器114还包括第二管路218。第二管路218被适配成流体地联接到第二管道118。第二管路218包括第二进口部分234。第二进口部分234设置在孔口262(图2A所示)内，该孔口设置在第二板件208上。第二进口部分234限定第二管路218的第二进口236。第二进口部分234被适配成联接到第二管道118。因此，第二管路218被适配成经由第二进口部分234的第二进口236从第二管道118接收第二排气流“E2”进入第二管路218中。在所展示的实施例中，第二进口部分234具有大体上直线的构型。在其他实施例中，基于应用要求，第二进口部分234可以具有任何其他构型，比如弯曲构型、有角构型或其他构型。第二进口部分234沿第三轴平面“P3”设置。在所展示的实施例中，第三轴平面“P3”沿第一纵向轴线A-A’设置。因此，第二进口部分234沿第一纵向轴线A-A’与第一进口部分224间隔开。而且，在所展示的实施例中，第三轴平面“P3”与第一纵向轴线A-A’大体上平行。在其他实施例中，第三轴平面“P3”可以相对于第一纵向轴线A-A’倾斜。而且，在其他实施例中，第三轴平面“P3”可以与第一纵向轴线A-A’间隔开。
在所展示的实施例中，第三轴平面“P3”和第一轴平面“P1”共平面。因此，第三轴平面“P3”与第二轴平面“P2”竖直间隔开距离“D1”。在其他实施例中，第三轴平面“P3”可以与第一轴平面“P1”间隔开。而且，在所展示的实施例中，第三轴平面“P3”与第一轴平面“P1”和第二轴平面“P2”中的每一个都平行。在其他实施例中，第三轴平面“P3”可以相对于第一轴平面“P1”和第二轴平面“P2”中的一个或多个倾斜。
第二管路218还包括第二出口部分238。第二出口部分238设置在孔口264(图2A所示)内，该孔口设置在第一板件206上。第二出口部分238限定第二管路218的第二出口240。第二出口部分238被适配成流体地联接到下游部件，比如第二辅助消音器122，或可以通向大气。因此，第二管路218被适配成经由第二出口部分238的第二出口240，将第二排气流“E2”从第二管路218释放到第二辅助消音器122或大气中。在所展示的实施例中，第二出口部分238具有大体上直线的构型。在其他实施例中，基于应用要求，第二出口部分238可以具有任何其他构型，比如弯曲构型、有角构型或其他构型。
第二出口部分238沿第四轴平面“P4”设置。在所展示的实施例中，第四轴平面“P4”沿第二纵向轴线B-B’设置。因此，第二出口部分238沿第二纵向轴线B-B’与第一出口部分228间隔开。而且，在所展示的实施例中，第四轴平面“P4”与第二纵向轴线B-B’大体上平行。在其他实施例中，第四轴平面“P4”可以相对于第二纵向轴线B-B’倾斜。而且，在其他实施例中，第四轴平面“P4”可以被设置成与第二纵向轴线B-B’间隔开。此外，在所展示的实施例中，第四轴平面“P4”与第三轴平面“P3”竖直间隔开距离“D2”。在所展示的实施例中，距离“D2”约等于第一轴平面“P1”与第二轴平面“P2”之间的距离“D1”。在其他实施例中，基于应用要求，第四轴平面“P4”和第三轴平面“P3”可以共平面。
在所展示的实施例中，第四轴平面“P4”和第二轴平面“P2”共平面。因此，第四轴平面“P4”与第一轴平面“P1”竖直间隔开距离“D1”。在其他实施例中，第四轴平面“P4”可以与第二轴平面“P2”间隔开。而且，在所展示的实施例中，第四轴平面“P4”与第一轴平面“P1”、第二轴平面“P2”和第三轴平面“P3”中的每一个都平行。在其他实施例中，第四轴平面“P4”可以相对于第一轴平面“P1”、第二轴平面“P2”和第三轴平面“P3”中的一个或多个倾斜。
第二管路218进一步包括第二中间部分242。第二中间部分242从第二进口部分234延伸到第二出口部分238。这样，第二中间部分242流体地联接到第二进口部分234和第二出口部分238。第二中间部分242被适配成允许第二排气流“E2”从第二进口部分234流动到第二出口部分238。在所展示的实施例中，第二中间部分242具有大体上弯曲的构型。更具体地说，第二中间部分242背离第二进口部分234延伸，使得第二中间部分242相对于第三轴平面“P3”和第一纵向轴线A-A’垂直弯曲，并且还相对于第三轴平面“P3”和第一纵向轴线A-A’横向弯曲，以便与第二纵向轴线B-B’对齐。进一步，第二中间部分242朝向第二纵向轴线B-B’和第四轴平面“P4”弯曲，以便与第二出口部分238对齐。因此，第二中间部分242在以距离“D2”竖直间隔开的第三轴平面“P3”与第四轴平面“P4”之间延伸。在其他实施例中，基于应用要求，第二中间部分242可以具有任何其他构型，比如有角构型、直线构型或其他构型。
此外，第一中间部分232和第二中间部分242的设置方式使得第一中间部分232和第二中间部分242彼此交叉。而且，第一中间部分232和第二中间部分242至少部分地堆叠在彼此上，从而限定第一中间部分232和第二中间部分242的大体上扭曲的X形构型。这样，第一中间部分232和第二中间部分242的交叉和堆叠为第一排气流“E1”和第二排气流“E2”中的每一个都提供了大体上分开的流动路径，该第一排气流和该第二排气流在大体上相反的方向上流动，而在消音器114内没有第一排气流“E1”与第二排气流“E2”的完全相互作用和混合。进一步，第一中间部分232和第二中间部分242彼此流体地联接。因此，共用腔室244被限定在第一中间部分232和第二中间部分242中的每一个内。共用腔室244被适配成提供第一排气流“E1”与第二排气流“E2”的至少部分的相互作用和混合。
图2H至图2J描绘了消音器由于通过焊接的连续浮雕245接合两个区段212、214导致的问题而进行的结构改进，该连续浮凸横跨管路216、218的外表面并将这两个管路216、218接合在一起。添加连续浮雕245导致流动混合对混合性能产生负面影响。换句话说，添加连续浮雕245可能导致两个排气流E1和E2碰撞，这从负面影响了混合性能。因此，图2H至图2J中描绘的结构变化改变了排气流E1、E2的路径流动，以将共用腔室244中的流动的碰撞最小化，因此提高混合性能。
图2H描绘了消音器114的侧视图，并展示了在消音器114的管路216、218中的每一个上的进口斜坡254。进口斜坡254可以被定位成使背离共用腔室244的中心进入每个管路216、218的排气流E1、E2转向。换句话说，每个管路216、218的排气流E1、E2被朝向每个管路216、218的外部周边表面256转向，由此有助于改进或减少来自管路216、218的两个排气流E1、E2的碰撞。
图2I描绘了消音器114的侧视图，并展示了外部周边表面266，该外部周边表面的形状是斜坡的形状，该斜坡的形状限定了消音器114的管路216、218的形状。如图所示，每个管路216、218具有斜坡，该斜坡限定改变的、不一致的截面，因为该斜坡背离共用腔室244朝向每个出口228、238过渡。虽然应该认识到外部周边表面266在共用腔室244的出口侧上示出，但该外部周边表面也可定位在进口侧上。每个管路216、218在作为一致的汽缸孔口的进口224、234和出口228、238处开始，并沿周边表面256、266过渡，这引起在管路216、218接近共用腔室244时，这些管路具有改变的、不一致的截面区域，如箭头268(示出出口侧)所指定的。换句话说，管路216、218可以是在共用腔室244处的椭圆形状，并可以在进口224、234和出口228、238处过渡到圆柱形状。在排气流流动到共用腔室244和从该共用腔室流动时，由外部周边表面256、266限定的改变的、不一致的截面268减小了流动噪声，因为该椭圆形状允许排气气体E1、E2在外部周边表面256、266附近并背离共用腔室244的中心流动。
图2J示出了在消音器114的每个管路216、218端部处的进口和出口，如通过图3的截面A-A和B-B所描绘的。在端视图A-A中，E1展示了退出消音器的排气流，并且E2展示了进入消音器的排气流。在端视图B-B中，E2展示了退出消音器的排气流，并且E1展示了进入消音器的排气流。如图所示，通过截面B-B，进口224附近的区域A1小于出口238附近的区域A4。类似地，通过截面A-A，进口234附近的区域A2小于出口228附近的区域A3。此外，每个区域的质心可以从中心线270偏移，这允许排气流E1、E2背离共用腔室244的中心重新定向，由此有助于改进或减少来自管路216、218的两个排气流E1、E2的碰撞。
参照图3，在排气系统102的操作期间，消音器114接收来自第一管道116的第一排气流“E1”，如箭头302所示。第一排气流“E1”经由第一进口部分224的第一进口226进入第一管路216，如箭头302所示。然后，第一排气流“E1”流过第一中间部分232和共用腔室244，如箭头304所示。进一步，第一排气流“E1”流过第一出口部分228并经由第一出口部分228的第一出口230流出消音器114，如箭头306所示。而且，消音器114接收来自第二管道118的第二排气流“E2”，如箭头308所示。第二排气流“E2”经由第二进口部分234的第二进口236进入第二管道218，如箭头308所示。然后，第二排气流“E2”流过第二中间部分242和共用腔室244，如箭头310所示。进一步，第二排气流“E2”流过第二出口部分238并经由第二出口部分238的第二出口240流出消音器114，如箭头312所示。
由于第一排气流“E1”和第二排气流“E2”在共用腔室244中彼此交叉，因此第一中间部分232和第二中间部分242为第一排气流“E1”和第二排气流“E2”提供大体上分开的流动路径。这样，由于第一排气流“E1”和第二排气流“E2”在不同的轴平面中流动，因此第一排气流“E1”和第二排气流“E2”的完全的相互作用和混合受限，这继而减小了消音器114内的阻力和反压力。而且，由于第一排气流“E1”和第二排气流“E2”在共用腔室244中彼此交叉，因此共用腔室244提供第一排气流“E1”和第二排气流“E2”的受限的相互作用和混合，这继而消除了在排气系统102的第一管道116和第二管道118中的每一个中产生的半发动机阶次噪声，并减小了消音器114内的流体噪声。因此，相对于其中具有不同排气流的大量相互作用和混合的常规消音器，总体排气噪声在消音器114的下游减小。
消音器114提供简单、有效且性价比高的方法，该方法减小第一管道116和第二管道118中的每一个的下游的排气噪声。消音器114包括第一管路216和第二管路218，该第一管路和该第二管路为第一排气流“E1”和第二排气流“E2”中的每一个提供大体上分开的流动路径。这样，减少了第一排气流“E1”与第二排气流“E2”之间的直接碰撞，这继而减小了消音器114内的阻力和反压力。更具体地说，第一中间部分232和第二中间部分242经由共用腔室244提供第一排气流“E1”和第二排气流“E2”的交叉，而没有第一排气流“E1”和第二排气流“E2”的相对流动的直接碰撞。
而且，第一中间部分232和第二中间部分242中的每一个的弯曲构型提供第一排气流“E1”和第二排气流“E2”的流动方向上的逐渐改变，这继而减小了消音器114内的阻力和反压力。此外，共用腔室244提供第一排气流“E1”与第二排气流“E2”的部分之间的受限且受控的相互作用，这继而消除了半阶次发动机噪声并减小了总体排气噪声。消音器114可以使用任何工艺制造，比如冲压、铸造或任何其他工艺，这继而提供了易制造性并减少了成本。消音器114可以在任何排气系统中修整，这继而提供了改进的可用性、灵活性和兼容性。
虽然参考以上实施例已经具体地示出和描述了本披露的方面，但本领域普通技术人员将理解，在不脱离所披露的精神和范围的情况下，通过修改所披露的机器、系统和方法可以设想到多个不同的附加实施例。这样的实施例应被理解为落入本披露的范围内，本披露的范围是基于权利要求及其任何等效物来确定的。

Claims (20)

1.一种用于与内燃机(104)一起使用的消音器(102)，该消音器(102)包括：
第一管路(216)，该第一管路被配置成接收第一排气流(E1)，该第一管路(216)包括第一进口部分(224)和第一进口区域(A1)、与该第一进口部分(224)间隔开并具有第一出口区域(A3)的第一出口部分(228)、以及在该第一进口部分(224)与该第一出口部分(228)之间延伸的第一中间部分(232)；
第二管路(218)，该第二管路被配置成接收第二排气流(E2)，该第二管路(218)包括具有第二进口区域(A2)的第二进口部分(234)、与该第二进口部分(234)间隔开的具有第二出口区域(A4)的第二出口部分(238)、以及在该第二进口部分(234)与该第二出口部分(238)之间延伸的第二中间部分(242)；以及
其中，该第一中间部分(232)和该第二中间部分(242)彼此交叉，并且至少部分地堆叠在彼此上形成扭曲的X型构型并与彼此流体连通，从而限定共用混合腔室(244)，该X型构型两侧的第一进口部分(224)和第二进口部分(234)分别与对应的第一出口部分(228)和第二出口部分(238)位于不同的竖直平面内；以及
其中，该第一管路(216)的直径限定该第一管路(216)的从该第一中间部分(232)到该第一出口部分(228)的改变的、不一致的截面(268)，并且该第二管路(218)的直径限定该第二管路(218)的从该第二中间部分(242)到该第二出口部分(238)的改变的、不一致的截面(268)。
2.如权利要求1所述的消音器(102)，其中，该第一管路(216)和该第二管路(218)的至少一部分为椭圆形状。
3.如权利要求2所述的消音器(102)，其中，该椭圆形状限定该共用混合腔室(244)的一部分，以允许第一排气流(E1)和第二排气流(E2)背离共用混合腔室(244)的中心流动。
4.如权利要求1-3之一所述的消音器(102)，进一步包括进口斜坡(254)，该进口斜坡定位在该第一管路(216)或该第二管路(218)中的一个中，以使第一排气流(E1)和第二排气流(E2)背离共用混合腔室(244)的中心转向。
5.如权利要求1-3之一所述的消音器(102)，其中：
该第一进口部分(224)沿第一轴平面(P1)设置；
该第一出口部分(228)沿第二轴平面(P2)设置，该第二轴平面与该第一轴平面(P1)竖直间隔开；
该第二进口部分(234)沿第三轴平面(P3)设置；并且
该第二出口部分(238)沿第四轴平面(P4)设置，该第四轴平面与该第三轴平面(P3)竖直间隔开。
6.如权利要求5所述的消音器(102)，其中，该第一轴平面(P1)、该第二轴平面(P2)、该第三轴平面(P3)和该第四轴平面(P4)彼此平行。
7.如权利要求1-3之一所述的消音器(102)，其中，该第一中间部分(232)和该第二中间部分(242)中的每一个都具有弯曲形状。
8.如权利要求1-3之一所述的消音器(102)，其中，该第一进口部分(224)、该第一出口部分(228)、该第二进口部分(234)和该第二出口部分(238)中的每一个都具有直线形状。
9.如权利要求1-3之一所述的消音器(102)，进一步包括第一板件(206)，该第一板件被适配成接收该第一管路(216)的第一进口部分(224)和该第二管路(218)的第二出口部分(238)中的每一个。
10.如权利要求9所述的消音器(102)，进一步包括第二板件(208)，该第二板件被适配成接收该第一管路(216)的第一出口部分(228)和该第二管路(218)的第二进口部分(234)中的每一个。
11.如权利要求10所述的消音器(102)，进一步包括外壳(202、204)，该外壳联接到第一板件(206)和第二板件(208)中的每一个，该外壳(202、204)至少部分地包封该第一管路(216)和该第二管路(218)。
12.一种用于与内燃机(104)一起使用的消音器(102)，该消音器(102)包括：
第一管路(216)，该第一管路被配置成接收第一排气流(E1)，该第一管路(216)包括第一进口部分(224)和第一进口区域(A1)、与该第一进口部分(224)间隔开并具有第一出口区域(A3)的第一出口部分(228)、以及在该第一进口部分(224)与该第一出口部分(228)之间延伸的第一中间部分(232)；
第二管路(218)，该第二管路被配置成接收第二排气流(E2)，该第二管路(218)包括具有第二进口区域(A2)的第二进口部分(234)、与该第二进口部分(234)间隔开的具有第二出口区域(A4)的第二出口部分(238)、以及在该第二进口部分(234)与该第二出口部分(238)之间延伸的第二中间部分(242)；以及
其中，该第一中间部分(232)和该第二中间部分(242)彼此交叉，并且至少部分地堆叠在彼此上形成扭曲的X型构型并与彼此流体连通，从而限定共用混合腔室(244)，该X型构型两侧的第一进口部分(224)和第二进口部分(234)分别与对应的第一出口部分(228)和第二出口部分(238)位于不同的竖直平面内，并且其中，该第一进口区域(A1)的截面面积小于该第二出口区域(A4)的截面面积，并且该第二进口区域(A2)的截面面积小于该第一出口区域(A3)的截面面积。
13.如权利要求12所述的消音器(102)，其中，该第一管路(216)和该第二管路(218)的至少一部分为椭圆形状。
14.如权利要求13所述的消音器(102)，其中，该椭圆形状限定共用混合腔室(244)的一部分，以允许第一排气流(E1)和第二排气流(E2)背离该共用混合腔室(244)的中心流动。
15.如权利要求12-14之一所述的消音器(102)，进一步包括进口斜坡(254)，该进口斜坡定位在该第一管路(216)或该第二管路(218)中的一个中，以使第一排气流(E1)和第二排气流(E2)背离共用混合腔室(244)的中心转向。
16.如权利要求12-14之一所述的消音器(102)，其中：
该第一进口部分(224)沿第一轴平面(P1)设置；
该第一出口部分(228)沿第二轴平面(P2)设置，该第二轴平面与该第一轴平面(P1)竖直间隔开；
该第二进口部分(234)沿第三轴平面(P3)设置；以及
该第二出口部分(238)沿第四轴平面(P4)设置，该第四轴平面与该第三轴平面(P3)竖直间隔开。
17.一种用于与内燃机(104)一起使用的消音器(102)，该消音器(102)包括：
第一管路(216)，该第一管路包括：
第一进口部分(224)，该第一进口部分限定第一进口(226)，该第一进口被配置成接收第一排气流(E1)，其中，该第一进口部分(224)沿第一轴平面(P1)设置并具有第一进口区域(A1)；
第一出口部分(228)，该第一出口部分限定第一出口(230)并沿第二轴平面(P2)设置，其中，该第二轴平面(P2)与该第一轴平面(P1)竖直间隔开并具有第一出口区域(A3)；以及
第一中间部分(232)，该第一中间部分从该第一进口部分(224)延伸到该第一出口部分(228)，其中，该第一中间部分(232)流体地联接到该第一进口部分(224)和该第一出口部分(228)；以及
第二管路(218)，该第二管路包括：
第二进口部分(234)，该第二进口部分限定第二进口(236)，该第二进口被配置成接收第二排气流(E2)并具有第二进口区域(A2)，其中，该第二进口部分(234)与该第一进口部分(224)间隔开并沿第三轴平面(P3)设置；
第二出口部分(238)，该第二出口部分与该第一出口部分(228)间隔开并限定第二出口(240)并具有第二出口区域(A4)，其中，该第二出口部分(238)沿第四轴平面(P4)设置，该第四轴平面与该第三轴平面(P3)竖直间隔开；以及
第二中间部分(242)，该第二中间部分从该第二进口部分(234)延伸到该第二出口部分(238)，其中，该第二中间部分(242)流体地联接到该第二进口部分(234)、该第二出口部分(238)和该第一中间部分(232)，
其中，该第一中间部分(232)和该第二中间部分(242)彼此交叉，并至少部分地堆叠在彼此上形成扭曲的X型构型，从而限定共用混合腔室(244)，该X型构型两侧的第一进口部分(224)和第二进口部分(234)分别与对应的第一出口部分(228)和第二出口部分(238)位于不同的竖直平面内，以及，
其中，该第一管路(216)的直径具有外表面(266)，该外表面限定该第一管路(216)的从该第一中间部分(232)到该第一出口部分(228)的改变的、不一致的截面(268)，并且该第二管路(218)的直径具有外表面(266)，该外表面限定该第二管路(218)的从该第二中间部分(242)到该第二出口部分(238)的改变的、不一致的截面(268)。
18.如权利要求17所述的消音器(102)，其中，该第一进口区域(A1)的截面面积小于该第二出口区域(A4)的截面面积，并且该第二进口区域(A2)的截面面积小于该第一出口区域(A3)的截面面积。
19.如权利要求18所述的消音器(102)，其中，该第一管路(216)和该第二管路(218)的至少一部分为椭圆形状。
20.如权利要求18所述的消音器(102)，进一步包括进口斜坡(254)，该进口斜坡定位在该第一管路(216)或该第二管路(218)中的一个中，以使第一排气流(E1)和第二排气流(E2)背离该共用混合腔室(244)的中心转向。
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