CN1637269A - 具有保持肋的谐振器 - Google Patents

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CN1637269A
CN1637269A CN200510004018.XA CN200510004018A CN1637269A CN 1637269 A CN1637269 A CN 1637269A CN 200510004018 A CN200510004018 A CN 200510004018A CN 1637269 A CN1637269 A CN 1637269A
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杰西·艾伦·奈特
迈克尔·J·康纳
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Cummins Filtration Inc
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Abstract

一种谐振器包括一个内部多孔管、一个外壳和多个沿径向在内部多孔管和外壳之间延伸并且限定了谐振腔的环形肋。肋和槽的渐进台阶使得能够用最小的花费实现轴向插入的装配。这样就无需执行焊接或二次粘结操作。

Description

具有保持肋的谐振器
技术领域
本发明涉及谐振器，包括用于内燃机的进气口谐振器消声器。
背景技术
在本领域中进气口谐振器是已知的，可以用包括金属和/或塑料等各种材料制造它。已知有成形模制造的瓶型谐振器，该谐振器装配在汽车、卡车、农用车、施工车辆、船以及旅游汽车的引擎罩下面。各种构造使用塑料制成的空心结构，这些结构利用振动或声波焊接以及其它形式的摩擦焊接方法接合在一起。如果增加成本，其它类型的结构还具有弹性体密封。如果减小成本，其它的结构可以没有气体密封，但这样其性能会因此而下降。
发明内容
本发明提供一种不以牺牲性能为代价的、既简单又经济的谐振器。
附图说明
图1是根据本发明的谐振器的透视装配图。
图2是图1的装配图的切开视图。
图3是沿图1的线3-3的剖视图。
图4是图1-3的内部多孔管的部分切开的透视图。
具体实施方式
图1示出了谐振器10，它沿轴线12在两个轴向相对末端14和1 6之间延伸，轴向末端14和1 6分别提供了进口和出口，如在进口14接收吸入的助燃空气，并将助燃空气从出口16输送到内燃机(未示出)中。如图2-4所示，谐振器10具有内部多孔管18、外壳20和至少一个并且优选两个或更多个环形肋如22、24，它们在进口14和出口16之间沿轴向分开并且在内部多孔管18和外壳20之间沿径向延伸。在优选的形式中，内部多孔管18是喷射模塑法制成的塑料件，而外壳20是成形模或旋转模塑法制成的塑料件，并且这些肋从内部多孔管18沿径向向外整体地延伸出来。这些肋在肋22的轴向上游、内部多孔管18和外壳20之间限定了第一谐振腔26，在肋22轴向下游和肋24轴向上游、内部多孔管18和外壳20之间限定了第二谐振腔28，在肋24轴向下游、内部多孔管18和外壳20之间限定了第三谐振腔30。内部多孔管18具有沿径向与谐振腔26对齐的第一组孔32，沿径向与谐振腔28对齐的第二组孔34，沿径向与谐振腔30对齐的第三组孔36。谐振器衰减从进口14进入谐振器并且从出口16流出谐振器的气流中的声波。气体沿轴向流过内部多孔管18的空心内部并且通过各组孔32、34、36与谐振腔26、28、30连通。
第一组孔32是谐振腔26唯一的进口和唯一的出口，所以在内部多孔管18的空心内部的气流只能够通过那组孔32进入谐振腔26，并且只能够通过那组孔32流出谐振腔26。第二组孔34是谐振腔28唯一的进口和唯一的出口，所以在内部多孔管18的气流只能够通过那组孔34进入谐振腔28，并且只能够通过那组孔34流出谐振腔28。第三组孔36是谐振腔30唯一的进口和唯一的出口，所以在内部多孔管18的气流只能够通过那组孔36进入谐振腔30，并且只能够通过那组孔36流出谐振腔30。内部多孔管18和外壳20的上游进口端38和40分别彼此平齐地紧密接合在一起，从而气流只通过内部多孔管18的空心内部进入谐振器10。内部多孔管18和外壳20的下游出口端42和44分别彼此平齐地紧密接合在一起，从而气流只通过内部多孔管18的空心内部在出口16流出谐振器10。
肋22从内部多孔管18沿径向向外延伸并且具有外部尖端46。外壳20具有内部表面48，它在径向向内朝向内部多孔管18，如图3所示，外壳20还具有密封接合表面50，它以径向紧密配合的形式与肋22的外部尖端46配合从而内部多孔管18能够在轴向(在图1-3中向下)插入外壳20并且在其中保持径向配合，这将在下面详述。肋24从内部多孔管18沿径向向外延伸并且具有外部尖端52。外壳20具有内部表面54，它在径向向内朝向内部多孔管18，外壳20还具有密封接合表面56，它以径向紧密配合的形式与肋24的外部尖端52配合从而内部多孔管18能够在轴向(在图1-3中向下)插入外壳20并且在其中保持径向配合，这将在下面详述。肋22的外部尖端46以密封的形式配合表面50，使得谐振腔26与谐振腔28分开。肋24的外部尖端52以密封的形式配合表面56，使得谐振腔28与谐振腔30分开。
内部多孔管18和外壳20的端部38和40分别彼此平齐地紧密接合在一起从而在谐振腔26的上游端密封谐振腔26，并且通过肋尖端46和表面50的配合在谐振腔26的下游端密封谐振腔26。通过肋尖端46和表面50的配合在谐振腔28的上游端密封谐振腔28，通过肋尖端52和表面56的配合在谐振腔28的下游端密封谐振腔28。通过肋尖端52和表面56的配合在谐振腔30的上游端密封谐振腔30，内部多孔管18和外壳20的下游端42和44分别彼此平齐地紧密接合在一起从而在谐振腔30的下游端密封谐振腔30。
每个密封接合表面50和56都是一个棘爪，它们通过明显的轴向插入以搭扣配合的形式分别与各个肋22和24的相应外部尖端46和52配合。外壳20具有带有环形槽60的外部表面58，环形槽60在径向朝向内部多孔管18向内凹进，并且在内部表面48上提供明显的密封接合表面50。外壳20具有带有环形槽64的外部表面62，环形槽64在径向朝向内部多孔管18向内凹进，并且在内部表面54上提供密封接合表面56。
内部多孔管18是两件式部件，具有第一件66和第二件68，它们在外壳20中、在装配状态下、在第一和第二轴向延伸邻接线70和72处彼此邻接在一起。优选只是用外壳20使得件66和68在外壳20中保持在装配状态下，而不是把件66和68粘结或焊接在一起。进一步优选件66和68是一样的，这样就能够使用单独一个工具来形成它们，从而降低了加工成本。每个件在轴向沿邻接线70延伸的一条边例如边74如在图4中76处所示是凹的，而另一条在邻接线72处沿轴向延伸的边78如在图4中80处所示是凸的或鼓起的，从而能够与另一个件的凹边配合。可以使用其它形式的件66和68之间的互锁接合以在沿轴向插入外壳20的过程中提供这些件的正确对齐，随后利用肋22和24分别与棘爪50和56之间的配合把这些件保持在装配状态下。
如图3所示，内部多孔管18和外壳20具有明显的上游轴向端38和40，它们在上游接合处82彼此接合，从而阻碍经过进口14处的气流使得进口14处的气流只能流进内部多孔管18的空心内部而不能流进内部多孔管18和外壳20之间的空间中。内部多孔管18和外壳20具有明显的下游轴向端42和44，它们在下游接合处84配合，从而阻碍经过出口16处的气流和声音使得出口16处的气流只能从内部多孔管18的空心内部流出而不能从内部多孔管18和外壳20之间的空间中流出。如图3所示，内部多孔管18的上游轴向端具有直径不同的第一和第二部分86和88，还具有位于它们之间的过渡部分90。部分86的直径比部分88的直径大，并且部分86与外壳20配合。过渡部分90从第一直径部分86向第二直径部分88在径向向内延伸。外壳20的下游轴向端具有直径不同的第三和第四部分92和94，还具有位于它们之间的过渡部分96。部分94的直径比部分92的直径小并且与内部多孔管18配合。过渡部分96从第三直径部分92向第四直径部分94在径向向内延伸。
肋22、24的数目等于N，凹槽60、64的数目等于N，在优选的形式中，N大于或等于2，并且谐振腔26、28、30的数目等于N+1，孔32、34、36的组数等于N+1。肋22、24在内部多孔管18和外壳20之间具有径向高度，该径向高度从肋到肋逐渐增加。如图3和4所示，肋22的径向高度比肋24的径向高度大。肋在径向从内部多孔管18向外延伸。外壳20具有多个明显的环形槽60、64，它们在轴向彼此分开并且在进口14和出口16之间沿轴向依次分开，而且在径向与各个肋22和24对齐并配合。槽的径向深度从槽到槽逐渐增加，槽深度的逐渐增加与肋高度的逐渐增加正好相反。如图2和3所示，槽64的径向深度比槽60的径向深度深。径向高度最短的肋24与径向深度最深的槽64配合。径向高度最高的肋22与径向深度最浅的槽60配合。这种结构便于内部多孔管18向外壳20的轴向插入，使得这种轴向插入能够不需要在内部多孔管18上提供锥度。
在装配谐振器的本方法中，内部多孔管18在轴向插入外壳20(在图1-3中向下)。第一和第二件66和68在沿轴向延伸的邻接线70和72处邻接以满足预装配状态。满足预装配状态的第一和第二件66和68沿轴向插入外壳20使得件66和68在外壳20中保持在装配状态下，这优选只利用外壳20完成，而不把件66和68彼此粘结或焊接在一起。肋22、24和棘爪密封接合表面50、56之间相应的搭扣配合的棘爪接合提供了径向的保持力。肋和槽明显的渐进台阶状便于包括明显的轴向插入而并且无须提供锥度。
应该理解在所附权利要求的范围内能够有各种等效体、变化和改进。

Claims (38)

1.一种谐振器，它沿轴线在两个相对轴向末端之间沿轴向延伸，轴向末端提供了进口和出口，所述的谐振器包括一个内部多孔管，一个外壳，和至少一个在所述的进口和所述的出口之间沿轴向分开的、并且在所述的内部多孔管和所述的外壳之间沿径向延伸的环形肋，在所述肋的轴向上游，所述肋在所述的内部多孔管和所述的外壳之间限定了第一谐振腔，在所述肋的轴向下游，所述肋在所述的内部多孔管和所述的外壳之间限定了第二谐振腔，所述的内部多孔管具有沿径向与所述的第一谐振腔对齐的第一组孔，所述的内部多孔管具有沿径向与所述的第二谐振腔对齐的第二组孔。
2.根据权利要求1所述的谐振器，其中所述的谐振器衰减从所述的进口进入所述的谐振器并且从所述的出口流出所述的谐振器的气流中的声波，气体沿轴向流过所述的内部多孔管并且分别通过所述的第一和第二组孔与所述的第一和第二谐振腔连通。
3.根据权利要求2所述的谐振器，其中所述的肋把所述的第一谐振腔与所述的第二谐振腔隔开。
4.根据权利要求2所述的谐振器，其中所述的肋相对于所述的第二谐振腔密封所述的第一谐振腔。
5.根据权利要求2所述的谐振器，其中：
所述的第一组孔是所述的第一谐振腔唯一的进口和唯一的出口，所以在所述的内部多孔管中的气流只能通过所述的第一组孔进入所述的第一谐振腔，并且只能通过所述的第一组孔流出所述的第一谐振腔；
所述的第二组孔是所述的第二谐振腔唯一的进口和唯一的出口，所以在所述的内部多孔管中的气流只能通过所述的第二组孔进入所述的第二谐振腔，并且只能通过所述的第二组孔流出所述的第二谐振腔。
6.根据权利要求5所述的谐振器，其中所述的气流只能通过所述的内部多孔管在所述的进口进入所述的谐振器，并且所述的气流只能通过所述的内部多孔管在所述的出口流出所述的谐振器。
7.根据权利要求2所述的谐振器，其中所述的肋从所述的内部多孔管沿径向向外延伸并且具有一个外部尖端，所述的外壳具有内部表面，它在径向向内朝向所述的内部多孔管，并且所述的外壳具有一个接合表面，它以在径向配合的形式与所述肋的所述外部尖端配合，从而所述的内部多孔管能够在轴向插入到所述的外壳中，并且在其中保持径向配合。
8.根据权利要求7所述的谐振器，其中所述肋的所述外部尖端以密封的形式配合所述的接合表面，并且相对于所述的第二谐振腔隔开所述的第一谐振腔。
9.根据权利要求7所述的谐振器，其中所述的接合表面包括棘爪，它以搭扣配合的形式配合所述肋的所述外部尖端。
10.根据权利要求7所述的谐振器，其中所述的外壳具有带有环形槽的外部表面，环形槽在径向朝向所述的内部多孔管向内凹进，并且提供所述的接合表面。
11.根据权利要求2所述的谐振器，其中所述的内部多孔管和所述的外壳具有上游轴向端，它们在上游接合处配合，从而阻碍经过所述进口处的气流，使得在所述的进口处的气流只能流进所述的内部多孔管而不能流进所述的内部多孔管和所述的外壳之间的空间中，并且其中所述的内部多孔管和所述的外壳具有下游轴向端，它们在下游接合处配合，从而阻碍经过所述的出口处的气流，使得在所述的出口处的气流只能从所述的内部多孔管中流出而不能从所述的内部多孔管和所述的外壳之间的空间中流出。
12.根据权利要求11所述的谐振器，其中：
所述的内部多孔管和所述的外壳的所述的上游轴向端中的一个上游轴向端具有直径不同的第一直径部分和第二直径部分，还具有位于两者之间的第一过渡部分，所述的第一直径部分的直径比所述的第二直径部分的直径大，并且所述的第一直径部分与所述的内部多孔管和所述的外壳的所述的上游轴向端中的另一个上游轴向端配合，所述的第一过渡部分从所述的第一直径部分在径向向内延伸到所述的第二直径部分；
所述的内部多孔管和所述的外壳的所述的下游轴向端中的一个下游轴向端具有直径不同的第三直径部分和第四直径部分，还具有位于两者之间的第二过渡部分，所述的第三直径部分的直径比所述的第四直径部分的直径大，并且所述的第三直径部分与所述的内部多孔管和所述的外壳的所述的下游轴向端中的另一个下游轴向端配合，所述的第二过渡部分从所述的第三直径部分在径向向内延伸到所述的第四直径部分。
13.根据权利要求11所述的谐振器，其中：
所述的内部多孔管的所述上游轴向端具有直径不同的第一直径部分和第二直径部分，还具有位于两者之间的第一过渡部分，所述的第一直径部分的直径比所述的第二直径部分的直径大并且所述的第一直径部分与所述的外壳配合，所述的第一过渡部分从所述的第一直径部分在径向向内延伸到所述的第二直径部分；
所述外壳的所述下游轴向端具有直径不同的第三直径部分和第四直径部分，还具有位于两者之间的第二过渡部分，所述的第四直径部分的直径比所述的第三直径部分的直径小并且所述的第四直径部分与所述的内部多孔管配合，所述的第二过渡部分从所述的第三直径部分在径向向内延伸到所述的第四直径部分。
14.根据权利要求1所述的谐振器，其中所述的内部多孔管是一个两件式部件，它具有第一件和第二件，它们在所述的外壳中、在装配状态下、在沿轴向延伸的第一和第二邻接线处彼此邻接在一起，并且其中只是用所述外壳使得所述的第一件和所述的第二件在所述的外壳中保持在所述的装配状态下，而无须把所述的第一件和所述的第二件彼此粘结或焊接在一起。
15.根据权利要求1所述的谐振器，其中所述的内部多孔管是一个两件式部件，它具有第一件和第二件，它们在所述的外壳中、在装配状态下、在沿轴向延伸的第一和第二邻接线处彼此邻接在一起，所述的第一件和所述的第二件是相同的并且能够使用单独一种工具来形成它们以降低加工成本。
16.一种谐振器，它沿轴线在两个相对轴向末端之间沿轴向延伸，轴向末端提供了进口和出口，所述的谐振器包括一个内部多孔管，一个外壳，和多个环形肋，这些肋彼此在轴向分开并且在所述的进口和所述的出口之间沿轴向依次分开，而且在所述的内部多孔管和所述的外壳之间沿径向延伸，这些肋在所述的内部多孔管和所述的外壳之间限定了多个谐振腔，所述的内部多孔管具有沿径向与各个所述的谐振腔对齐的多组孔。
17.根据权利要求16所述的谐振器，其中所述的肋的数目等于N，N大于或等于2，所述的谐振腔的数目等于N+1，所述的孔的组数等于N+1。
18.根据权利要求16所述的谐振器，其中所述的肋在所述的内部多孔管和所述的外壳之间具有径向高度，并且其中所述的径向高度从肋到肋逐渐增加。
19.根据权利要求18所述的谐振器，其中所述的肋在径向从所述的内部多孔管向外延伸，所述的外壳具有多个环形槽，它们在轴向彼此分开并且在所述的进口和所述的出口之间沿轴向依次分开，而且在径向与各个所述的肋对齐并配合，并且其中所述的槽具有的径向深度从槽到槽逐渐增加，所述的槽深度的逐渐增加与所述的肋高度的所述逐渐增加正好相反。
20.根据权利要求19所述的谐振器，其中径向高度最短的肋与径向深度最深的槽配合，径向高度最高的肋与径向深度最浅的槽配合。
21.根据权利要求20所述的谐振器，其中所述的内部多孔管能够从轴向插入所述的外壳，并且所述的槽的所述的逐渐增加的径向深度与所述的肋的逐渐增加的高度相反，这便于所述的轴向插入。
22.根据权利要求19所述的谐振器，其中所述的肋的数目等于N，N大于或等于2，所述的槽的数目等于N，所述的谐振腔的数目等于N+1，所述的孔的组数等于N+1。
23.一种装配谐振器的方法，谐振器沿轴线在两个相对轴向末端之间沿轴向延伸，轴向末端分别是进口和出口，所述的方法包括提供一个内部多孔管，提供一个外壳，在所述的内部多孔管和所述的外壳中的一个部件上提供至少一个环形肋，并且沿轴向把所述的内部多孔管插入到所述的外壳中。
24.根据权利要求23所述的方法，其中包括沿轴向把所述的内部多孔管插入到所述的外壳中，使得所述的肋在所述的进口和所述的出口之间沿轴向分开，并且在所述的内部多孔管和所述的外壳之间沿径向延伸，在所述的肋的轴向上游，所述的肋在所述的内部多孔管和所述的外壳之间限定了第一谐振腔，在所述的肋的轴向下游，所述的肋在所述的内部多孔管和所述的外壳之间限定了第二谐振腔，给所述的内部多孔管提供沿径向与所述的第一谐振腔对齐的第一组孔，给所述的内部多孔管提供沿径向与所述的第二谐振腔对齐的第二组孔。
25.根据权利要求24所述的方法，包括：提供所述的肋使之从所述的内部多孔管沿径向向外延伸并且具有一个外部尖端；给所述的外壳提供一个内部表面，它在径向向内朝向所述的内部多孔管并且具有一个接合表面；沿轴向把所述的内部多孔管插入到所述的外壳中，使得所述的肋的所述外部尖端以在径向配合的形式与所述的接合表面配合，从而所述的内部多孔管和所述的外壳保持径向配合。
26.根据权利要求25所述的方法，包括以密封的形式使所述的肋的所述外部尖端和所述的接合表面配合，从而把所述的第一谐振腔和所述的第二谐振腔分开。
27.根据权利要求25所述的方法，包括提供棘爪形式的所述接合表面，并且把所述的内部多孔管插入到所述的外壳中使得所述肋的所述外部尖端和所述的棘爪以搭扣配合的形式配合在一起。
28.根据权利要求25所述的方法，包括给所述的外壳提供具有环形槽的外部表面，环形槽在径向朝向所述的内部多孔管向内凹进并且具有提供所述接合表面的内部表面，还包括把所述的内部多孔管沿轴向插入到所述的外壳中使得所述肋的所述外部尖端和所述的接合表面配合在一起。
29.根据权利要求23所述的方法，包括：提供作为两件式部件的所述的内部多孔管，它具有第一件和第二件，在预装配状态下使得所述的第一件和第二件在沿轴向延伸的第一和第二邻接线处邻接；把在所述预装配状态下的所述的第一和第二件沿轴向插入所述的外壳使得只利用所述的外壳，所述的第一和第二件在所述的外壳中保持在装配状态下，而无须把所述的第一和第二件彼此粘结或焊接在一起。
30.根据权利要求23所述的方法，包括：提供作为两件式部件的所述的内部多孔管，它具有相同的第一件和第二件；在预装配状态下使得所述的第一件和第二件在沿轴向延伸的第一和第二邻接线处彼此邻接；把在所述预装配状态的所述的第一和第二件沿轴向插入到所述的外壳中。
31.根据权利要求30所述的方法，包括用相同的工具形成所述的相同的第一件和第二件，从而降低加工成本。
32.一种装配谐振器的方法，谐振器沿轴线在两个相对轴向末端之间沿轴向延伸，轴向末端即进口和出口，所述方法包括：提供一个内部多孔管；提供一个外壳；提供多个环形肋，这些肋彼此在轴向分开并且在所述的进口和所述的出口之间沿轴向依次分开以在所述的内部多孔管和所述的外壳之间沿径向延伸，这些肋在所述的内部多孔管和所述的外壳之间限定了多个谐振腔；给所述的内部多孔管提供沿径向与各个所述的谐振腔对齐的多组孔；和沿轴向把所述的内部多孔管插入到所述的外壳中。
33.根据权利要求32所述的方法，包括：提供N个所述的肋，其中N大于或等于2；提供N+1个所述的谐振腔；和提供N+1组所述的孔。
34.根据权利要求32所述的方法，包括提供所述的肋使之在所述的内部多孔管和所述的外壳之间具有径向高度，并且所述的径向高度从肋到肋逐渐增加。
35.根据权利要求32所述的方法，包括：提供所述的肋使之从所述的内部多孔管沿径向向外延伸；提供所述的外壳使之具有多个环形槽，它们在轴向彼此分开并且在所述的进口和所述的出口之间沿轴向依次分开，而且在径向与各个所述的肋对齐并配合；提供所述的槽使得它们的径向深度从槽到槽逐渐增加，所述的槽深度的逐渐增加与所述的肋高度的所述逐渐增加相反。
36.根据权利要求35所述的方法，包括在沿轴向把所述的内部多孔管插入到所述的外壳中时：
径向高度最短的肋与径向深度最深的槽配合；和
径向高度最高的肋与径向深度最浅的槽配合。
37.根据权利要求36所述的方法，包括：提供所述的内部多孔管而无须设置锥度；沿轴向把所述的内部多孔管插入到所述的外壳中而无须设置锥度。
38.根据权利要求35所述的方法，包括：提供N个所述的肋，其中N大于或等于2；提供N个所述的槽；提供N+1个所述的谐振腔；和提供N+1组所述的孔。
CN200510004018.XA 2004-01-09 2005-01-06 具有保持肋的谐振器 Pending CN1637269A (zh)

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