CN1390717A - 用于发动机排气系统的振动吸收装置 - Google Patents

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Abstract

向下延伸的一个排气歧管14连接到横向设置发动机E的后侧。一个主排气管部分16通过靠近发动机E设置的一个球形接头18连接到排气歧管14。另外，副排气管部分17连接到主排气管部分16。在主排气管部分17中，在车体支撑部分的上游一位置处设置一个弹性管19。

Description

用于发动机排气系统的振动吸收装置
                  本发明的背景
本发明涉及一种用于发动机排气系统的振动吸收装置，其中排气系统具有一个排气歧管，该歧管相对于横向设置在车体内的发动机(所谓的横置发动机，其曲轴沿基本与车体前后方向垂直的方向延伸)向下延伸并被连接到开在发动机后侧的排气口上，而且该歧管还被连接到排气管上。
传统地，在具有横置发动机的车辆中，连接到发动机排气口的排气系统通过弹性支撑元件支撑在车体上，而且已经知道了一种用于排气系统的振动吸收装置，其中如柔性管和/或球形接头的振动吸收结构沿排气系统纵向在中间位置处连接到排气系统，以便缓冲围绕发动机摇摆(rolling)中心的摇摆(横滚)振动，其基本平行于曲轴轴线，因此难以使振动传递到车体(例如，参见日本实用新型特许公开No.Hei.6-12985(JP-B-6-12985U))。
顺便说说，在一种排气系统被连接到横向设置在车体上的发动机前侧的车辆中，由于排气系统经过发动机下方延伸到车体后部，所以柔性管可以被设置得离发动机摇摆中心更近。因此，传递到排气系统的发动机摇摆振动能通过柔性管的延伸和收缩有效地得到缓冲。
另一方面，在排气系统设置在横向布置的发动机后侧上的情况下，由于排气系统不会经过发动机下方，所以柔性管不得不被设置在发动机后部，而且因此被设置的远离发动机的摇摆中心。因此，发动机每单位摇摆角下的柔性管位移增加，结果，引起了柔性管的耐用性降低的问题，而且不会实现预期的减震效果。另外，为了解决该问题，贵的柔性管不得不较长，这引起了另一个问题，即生产成本显著增加。
                      发明概述
本发明是在这些情况下提出的。本发明的目的是提供一种用于发动机排气系统的新的振动吸收装置，其中排气系统设置在发动机的后部。
在本发明中，沿排气系统即设置一个球形接头又设置一个柔性管，以便通过一起使用它们所带来的协和效应来解决上述问题。
该目的可通过本发明的一方面实现，其中提供一种用于发动机排气系统的振动吸收装置，其中相对于横向设置在车体内的发动机向下延伸的排气歧管被连接到开在发动机后侧的排气口上，而且排气管被连接到该排气歧管上。所述排气管包括一个主排气管部分和一个副排气管部分。主排气管部分连接到排气歧管的下游端。主排气管部分具有一个弯曲部分并向发动机的下方和后方延伸。副排气管部分连接到主排气管部分并向后延伸。在该振动吸收装置中，一个球形接头以这样一种方式设置在排气歧管的下游端和主排气管部分的上游端之间以便靠近发动机。另外，在该装置中，副排气管部分包括将排气管支撑在车体侧上的支撑部分，而且在支撑部分的上游设置一个柔性管。
因此，当由于车辆的突然启动或减速而引起发动机大的摇摆而使发动机偏移时，可以确保这种大的摇摆偏移被球形接头吸收，因此摇摆偏移不会传递到柔性管，从而可以将柔性管设置成这样一个短的长度以便主要吸收发动机正常运行时出现的纵向振动偏移。因此，通常可以通过采用球形接头和柔性管的协和效应有效地吸收发动机摇摆位移所引起的振动，而且因此，可以尽可能地减小归因于发动机摇摆位移所引起的振动的车体振动。另外，由于柔性管的长度减小，所以排气系统整体的重量和成本降低，而且柔性管的耐用性增加。
               附图的简要描述
图1表示用在发动机E的排气系统中的振动吸收装置的平面图；
图2表示沿箭头2方向看去的图1一部分的放大视图；
图3表示图2一部分的放大视图；
图4表示沿箭头4方向看去的图3一部分的视图；
图5表示沿图3中5-5线的剖视图；
图6表示沿图3中6-6线的剖视图；
图7表示沿图3中7-7线的剖视图。
                 优选实施例的详细描述
下面将基于附图中所示的本发明的一个实施例对本发明的优选实施例进行描述。
这是一个实施例，其中本发明适用于设有一个直列四缸发动机的车辆。图1表示用在发动机排气系统中的本发明振动吸收装置的平面图。图2是从图1中箭头2方向看去的图1一部分的放大视图。图3是图2一部分的放大视图。图4是从图3中箭头4方向看去的图3一部分的视图。图5是沿图3中5-5线的剖视图。图6是沿图3中6-6线的剖视图。图7是沿图3中7-7线的剖视图。
在图1和2中，用于驱动车辆V的发动机E通过前、后发动机固定件2、3横向设置在构成车辆V主体一部分的副车架上。(注意发动机E以这样一种方式安装在车辆中以便发动机E的曲轴4的轴线方向与车辆V的纵向以适当的角度相交。)
该发动机是一种四冲程直列四缸发动机。该发动机包括一个气缸体5，其中平行设置有四个气缸；一个连接到气缸体5上的缸盖6；一个覆盖缸盖6上侧的凸轮罩7；以及一个连接到气缸体5的曲轴箱下侧的油底壳8。然后，一个传动装置9沿曲轴4方向连接到发动机E的一端，而且传动装置9的输出轴10通过一个能量传递机构连接到车辆V的左和右驱动轮，未示出。
如图2所示，发动机E具有一个振动旋转轴线或一个摇摆轴线L-L，其经过重心G并与曲轴4平行，而且当驱动车辆V时，发动机E绕作为摇摆中心的摇摆轴线L-L摇摆而沿纵向偏移。
在发动机E的前侧(从图1和2中看为左手侧)并排开有四个进气口11，而且这些进气口11连接到进气系统In。另外，在发动机E(原文为V？)的后侧(从图1中看为右手侧)并排开有四个排气口12，而且这些排气口12连接到排气系统Ex。
排气系统Ex包括一个在其上游端整体地连接到排气口12的排气歧管14和一个连接到排气歧管14下游端的排气管15。排气管15包括一个设置在上游侧的主排气管部分16和一个设置在下游侧的副排气管部分17。
另外，在排气歧管14和主排气管部分16之间设置一个球形接头18，而且在主排气管部分16和副排气管部分17之间设置一个柔性管19。另外，沿副排气管部分17的长度方向在中间位置插入一个催化转化器20。
顺便说说，设计该排气系统Ex以便有效地吸收发动机E的摇摆位移，从而尽可能地减少由发动机E的摇摆位移所引起的车辆振动，在车辆运行，特别是在车辆突然启动、加速或减速时发动机E会有大的摇摆而引起振动或位移的时候会出现上述摇摆位移。
在下面将详细描述根据本发明实施例的排气系统Ex。
从图3和4中可以清楚地看到，排气歧管14的四个分支管14a是弯曲的以便在其上游端被分别连接到发动机E的相关排气口12，而且它们在逐渐汇聚时沿发动机E的后侧向下延伸。分支管的下游端向下开口并整体连接到一个废气收集部分14b。如图2所示，该废气收集部分14b通过球形接头18在靠近发动机E后侧的一位置处连接到主排气管部分16的上游端。
如图5和6所示，球形接头18包括第一连接凸缘22、第二连接凸缘23及垫圈24，其中凸缘22构成一个半接头，凸缘23构成另一个半接头，垫圈24被气密地固定在两个凸缘22、23之间。垫圈24由耐热材料如碳形成，在其中央有一个孔24a用于通过废气，在其一侧具有一个围绕孔24a的球形部分24b。垫圈24在其平的另一侧24c与第一连接凸缘22接触。另外，球形部分24b与形成在第二连接凸缘23上的一个球形座23a滑动接触。用若干螺栓和螺母25通过弹簧26将第一和第二连接凸缘22、23以弹性方式连接在一起。
从图6中可以清楚地看到，排气歧管14的废气收集部分14b被整体地插入第一连接凸缘22的中央部分，其中凸缘22构成用于连接的球形接头18的一个半接头(图2和3中所示的上半接头)，而且主排气管部分16的向上开口的上游端被整体地插入第二连接凸缘23的中央部分，其中凸缘23构成用于连接的球形接头18的另一个半接头(图3中所示的下半接头)。因此，流经排气歧管14的废气经过球形接头18流入主排气管部分16。
如图2、3和5中所示，用若干螺栓和螺母28将一个撑竿29固定到连接到排气歧管14侧的一个半接头上，即第一连接凸缘22上。该撑竿29延伸到发动机E朝向后侧的前部，而且在其末端在一弯曲安装部分处被固定到发动机E的气缸体5的后侧。因此，当发动机E围绕摇摆轴线L-L摇摆而被偏移时，另一个半接头23转动以通过垫圈24相对半接头22移动。
如图3和4中所示，从远离发动机E的一个半接头22的一侧竖立一个固定件31，而且两个固定件32被安装到发动机E侧的排气歧管14的安装部分，从而用于覆盖排气歧管14外部的排气歧管罩33被支撑在那三个支撑点上，其中排气歧管罩在图2和3中以双点划线示出。
如上所述，如图1和2所示，在其上游端连接到球形接头18的主排气管部分16具有一个弯曲部分，该部分以凸出方式朝向发动机E侧弯曲。上游侧半部分16a相对于发动机E向下延伸，下游侧半部分16b相对于发动机E向后延伸，因此从侧面看去，弯曲部分形成为一种肘状结构。然后，柔性管19的前端连接到主排气管部分16的下游端，其向后开口以与管19连接。由于存在球形接头18，所以柔性管19做的较短，而且柔性管19沿纵向延伸。柔性管19适于在纵向延伸和收缩以便主要吸收发动机E摇摆位移的纵向成分。
注意由于柔性管19使用的是传统的柔性管，所以此处不再对其详细描述。
柔性管19的下游端向后开口，而且通过螺栓和螺母36将形成在排气管15的副排气管部分17上游端的一个连接凸缘17a整体地连接到形成在开口的柔性管19下游端处的一个连接凸缘19a，从而通过主排气管部分16、副排气管部分17和柔性管19建立一种连通关系。
副排气管部分17沿车辆V的纵向基本水平延伸，而且一个催化转化器20沿部分17的长度方向在中间部分处连接到副排气管部分17。另外，通向大气的尾管通过一个未示出的消声器连接到副排气管部分17。
如图2、3和7所示，位于柔性管19和副排气管部分17之间的一个连接部分通过弹性支撑构件S支撑在车辆V的主体上。即，用螺栓和螺母41紧固到作为车体一部分的副车架1的横向元件1a上的是一个支撑板38，在该板上设置一个由弹性体如橡胶制成的减振块39，一个支撑孔40以这样一种方式开在减振块39的中央部分以便沿纵向从其穿过。另一方面，由弯曲成角状的一个杆构成的支撑部分42被固定到柔性管19的连接凸缘19a，而且容许支撑部分42的基本水平的自由端以这样一种方式延伸穿过支撑孔40以便可以被自由地拉出和插入支撑孔40中。因此，作用在排气系统Ex上的振动也被弹性支撑构件S衰减了，因此振动更难以被传递到车辆V。
下面，将描述该实施例的功能。
运行着的发动机E所产生的废气经过排气歧管14、球形接头18、主排气管部分16、柔性管19、副排气管部分17的上游部分、催化转化器20、副排气管部分17的下游部分和未示出的消声器，期间在容许废气排放到大气之前，废气的有害成分如HC、CO等被净化而且排气噪音被消声。
顺便说说，在车辆V运行时，特别是在车辆突然启动、加速或减速时，当如图2中箭头A所示，发动机E绕作为摇摆中心的摇摆轴线L-L进行大的摇摆而偏移时，发动机E的这种摇摆位移可以被球形接头18的另一半接头23相对一个半接头22(与发动机E一体制成)的旋转位移有效地吸收。换句话说，由于球形接头18位于排气歧管14和主排气管15之间靠近发动机E的位置，这容许球形接头18设置得离发动机E的摇摆轴线L-L尽可能近，所以如上所述，即使当发动机E进行大的摇摆而绕摇摆轴线L-L移动时，可以确保发动机E的这种大的摇摆位移能被球形接头18的小的旋转位移吸收，从而可以防止摇摆位移传递到柔性管19。因此，可以将柔性管设置成这样一个短的长度以便仅吸收由运行车辆所引起的发动机E摇摆位移的纵向成分，因此，通过昂贵的柔性管19的长度减小不仅可以降低整个排气系统Ex的重量，而且可以降低整个排气系统Ex的生产成本。另外，柔性管的长度减小有助于其耐用性的增加。
因此，尽管前面对本发明的实施例进行了描述，但本发明不限于所描述的实施例，而且在不偏离本发明范围和精神的前提下可以提供各种
实施例。
例如，尽管实施例描述了这样一种情况，即根据本发明的废气系统中的振动吸收装置应用到直列四缸四冲程发动机上，但不用说，本发明的振动吸收装置也可以应用到任何其他形式的发动机中。
因此，根据本发明，提供了一种用于发动机排气系统的振动吸收装置，其中相对于横向设置在车体内的发动机向下延伸的排气歧管被连接到开在发动机后侧的排气口上，而且排气管被连接到该排气歧管上，因此根据其结构，当由于车辆的突然启动或减速而引起发动机大的摇摆而使发动机偏移时，可以确保这种大的摇摆位移被球形接头吸收，因此摇摆位移不会传递到柔性管，从而可以将柔性管设置成这样一个短的长度以便主要吸收发动机正常运行时出现的纵向振动位移。因此，通常可以通过采用球形接头和柔性管的协和效应有效地吸收发动机摇摆位移所引起的振动，而且因此，可以尽可能地减小归因于发动机摇摆位移所引起的振动的车体振动。另外，由于柔性管的长度减小，所以排气系统整体的重量和成本降低，而且柔性管的耐用性增加。
尽管已经参照本发明的优选实施例进行了描述，但对于本领域的技术人员而言在不偏离本发明的情况下可以进行各种变化和变型，因此其在所附的权利要求中旨在覆盖所有这种落在本发明实际精神和范围内的变化和变型。

Claims (8)

1.一种用于横向设置在车体中的发动机的排气系统的振动吸收装置，其中所述排气系统包括：
一个相对于发动机(E)向下延伸的排气歧管(14)，其连接到开在发动机(E)后侧的排气口(12)上，和
一个排气管(15)，其连接到所述排气歧管(14)，并包括一个主排气管部分(16)和一个副排气管部分(17)，其特征在于主排气管部分(16)连接到所述排气歧管(14)的下游端，主排气管部分具有一个弯曲部分并向下和向后延伸，而且副排气管部分(17)连接到所述主排气管部分(16)并向后延伸，
所述振动吸收装置包括：
一个球形接头(18)，其设置在所述排气歧管(14)的下游端和所述主排气管部分(16)的上游端之间，所述球形接头(18)靠近所述发动机(E)设置；
设有所述副排气管部分(17)的一个弹性支撑构件(S)，用于相对于车体支撑所述排气管(15)；
设置在所述主排气管部分(16)下游端和所述副排气管部分(17)上游端之间的一个柔性管(19)，而且该柔性管(19)还设置在所述弹性支撑构件(S)的上游。
2.根据权利要求1所述的振动吸收装置，其特征在于所述弹性支撑构件(S)包括：
相对于所述车体固定的一个支撑板(38)，
支撑在所述支撑板(38)上的一个弹性减振块(39)，其具有一个插入杆的孔(40)；
一个杆(42)，其插入孔(40)中并相对所述副排气管部分(17)固定。
3.根据权利要求2所述的振动吸收装置，其特征在于所述杆(42)固定到所述柔性管(19)和所述副排气管部分(17)之间的连接部分。
4.根据权利要求1所述的振动吸收装置，其特征在于所述球形接头(18)包括：
第一连接凸缘(22)，其设置在所述排气歧管(14)的下游端；
第二连接凸缘(23)，其设置在所述主排气管部分(16)的上游端；
一个垫圈(24)，其被气密地固定在所述第一和第二连接凸缘之间并具有一个废气通道(24a)。
5.根据权利要求4所述的振动吸收装置，所述球形接头(18)还包括：
一个或多个螺栓和相应的螺母及弹簧，用于将所述第一连接凸缘(22)和所述第二连接凸缘(23)以弹性方式相连。
6.根据权利要求4所述的振动吸收装置，其特征在于：所述垫圈(24)还包括一个围绕所述废气通道(24a)的球形部分(24b)，而且所述第二连接凸缘(23)包括一个用于和球形部分(24b)滑动接触的球形座。
7.根据权利要求5所述的振动吸收装置，其特征在于所述垫圈(24)还包括一个围绕所述废气通道(24a)的球形部分(24b)，而且所述第二连接凸缘(23)包括一个用于和球形部分(24b)滑动接触的球形座。
8.根据权利要求4至7中任一权利要求所述的振动吸收装置，其特征在于所述第一连接凸缘(22)和所述第二连接凸缘(23)中的至少一个设有一个撑竿(29)，其相对于所述发动机的后侧固定。
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