CN1944965A - 排气阀轴衬 - Google Patents

Abstract

一种用于排气阀的轴衬组件，包括由提供低摩擦表面的第一材料制成的第一轴衬部件，以及由提供噪声隔音的第二材料制成的第二轴衬部件。第一轴衬部件和第二轴衬部件由一个轴支撑，该轴使一个定位于排气部件内的排气阀转动。一个致动器联接到该轴，以使排气阀在排气部件内枢轴地转动，从而改变废气流。当轴转动时，第一轴衬部件和第二轴衬部件共同协作提供良好的支承表面以及阀门动作期间的噪声隔音。

Description

排气阀轴衬

技术领域

本发明涉及一种用于排气阀的轴衬组件，其采用一类材料来提供低摩擦表面，采用另一类材料进行噪声隔音。

背景技术

在车辆排气系统中常使用噪声衰减阀来降低车辆操作期间产生的噪声。噪声衰减阀通常包括一个安装在轴上的舌形阀，该轴使舌形阀在形成于一排气部件中的入口管内枢轴地转动，其中所述排气部件举例而言，例如为一消声器。舌形阀具有一圆盘形主体，其在入口管内转动以改变废气流动面积。所述轴被支撑在一轴衬上，该轴衬提供了轴相对于壳体转动时的支承表面。轴由联接组件联接到控制所述轴运动的致动器。当轴转动时，舌形阀根据需要改变所述废气流动面积，从而使噪音减弱。

这种传统结构的一个缺点在于噪声衰减阀和致动器中的部件会产生操作噪声。一类噪声为轴或壳体与支承表面之间的运动造成的啸叫噪声。另一类噪声被称为碰撞噪声。碰撞噪声是由轴与轴衬或者轴衬与壳体在致动器行程极限处的碰撞产生的。

传统上，已经使用了两种不同类型的轴衬。一种公知轴衬由金属丝网构成。金属丝网对于碰撞噪声提供了良好的噪声隔音特性，但是在支承表面处却具有高级别的摩擦，而摩擦将导致啸叫声。进一步地，金属丝网轴衬的磨损特性差，即很容易快速磨损或恶化。

在另一种公知的结构中使用了陶瓷轴衬。实心陶瓷轴衬具有较低级别的摩擦，其可使啸叫声减至最小。然而，由于陶瓷轴衬为实心结构，因而所有的碰撞噪声都会通过陶瓷轴衬传递。

实心陶瓷轴衬的另一个问题在于热生长。壳体通常由钢制成，但陶瓷材料的热膨胀比钢低。由于热膨胀的这种差异，使得排气部件在冷却时碰撞噪声较大，而且不利的是，在排气部件变热时，轴衬会在壳体内松脱。

因此，期望提供一种用于排气阀的轴衬组件，其能降低操作噪声，并可提供良好的支承表面。

发明内容

本发明提供了一种用于排气阀的轴衬组件，其中排气阀支撑在一个轴上。所述轴衬允许所述轴使所述排气阀相对于一个不转动的排气部件转动。所述轴衬组件包括一个提供低摩擦支承表面的第一轴衬部件和一个改善噪声隔音特性的第二轴衬部件。例如，所述第一轴衬部件优选是一个由诸如陶瓷或烧结金属材料之类的材料制成的实心部件，而所述第二轴衬部件优选是由金属丝网材料制成的非实心部件。

在一个示例性实施例中，所述第二轴衬部件基本上围绕着所述第一轴衬部件。所述第一轴衬部件容纳所述轴，而所述第二轴衬部件定位在所述第一轴衬部件和所述不转动的排气部件之间。在另一个示例性实施例中，所述第一轴衬部件围绕所述轴的第一部分设置，而所述第二轴衬部件围绕所述轴的第二部分设置，其中所述第二部分与所述第一部分被轴向地间隔开。

在这两种结构中，所述第一轴衬部件的材料提供了所述低摩擦支承表面以降低啸叫噪声，而所述第二轴衬部件的材料为碰撞噪声提供了良好的噪声隔音特性。所述第二轴衬部件的材料还调和了所述第一材料与用来制造所述不转动的排气部件的钢材料之间的热膨胀差异。

根据下面的说明和附图，本发明的这些和其他特征能够得到最好的理解，随后就是对附图的简要描述。

附图说明

图1是一个带有具体表现本发明的轴衬组件的排气系统的示意图。

图2是沿图1中的平面2-2截取的剖视图。

图3是一个带有具体表现本发明的轴衬组件的排气阀的另一实施例的示意图。

具体实施方式

图1中示出了一个排气系统10。排气系统10包括排气部件12(举例而言，例如一个用于消声器的入口管)，其对来自引擎(未示出)的废气的流动进行引导。噪声衰减阀14被定位在排气部件12内，以降低车辆操作期间产生的噪声。噪声衰减阀14能够被配置成电子或真空类型的阀。

在所示的实例中，噪声衰减阀14包括一个安装在轴18上的舌形阀体16，其中轴18使舌形阀体16在排气部件12内绕轴线20枢轴地转动。舌形阀体16通常为一圆盘形主体，并且在排气部件12内转动以改变废气流动面积。

轴18被支撑在一个轴衬组件22上，该轴衬组件22提供了轴18相对于壳体24转动时的支承表面。轴18由联接组件26联接到控制轴18运动的致动器28。当轴18转动时，舌形阀体16根据需要改变所述废气流动面积，从而使噪音减弱。致动器28优选为一个由控制器控制的螺线管致动器，但也可使用其他致动器。

轴衬组件22支撑着轴18相对于壳体24绕轴线20转动。致动器28通常经由联接组件26使轴18在行程限制器之间来回转动或枢轴地转动。在螺线管致动器的实例中，活塞在一个方向的伸长期间使联接组件26运动到第一最大行程界限，而在相反方向的回缩期间使联接组件26运动到第二最大行程界限。当致动器28到达这些行程限制器时就会产生噪声。

轴衬组件22被独特地配置成降低这一碰撞噪声。如图2所示，轴衬组件22包括一个容纳轴18的内部件30和一个围绕着内部件30的外部件32。内部件30被制成实心部件，其由诸如陶瓷或或烧结金属材料之类的材料制成。外部件32是由诸如金属丝网之类的材料制成的非实心部件。金属丝网优选被制成网毡，其类似于BrilloTM衬垫结构的网毡。任意类型的陶瓷或烧结金属材料能够被用来形成内部件30，而任意类型的金属丝网材料能够被用来形成外部件32。

内部件30包括一个中心孔34，其界定了一个摩擦支承内表面36。内部件30还包括一个直接与外部件32啮合的外表面38。外部件32包括一个界定了内表面42的中心孔40，并且包括一个直接与壳体24啮合的外表面44。外部件32的内表面42优选绕内部件30的整个圆周与内部件30的外表面38啮合。

轴18以间隙配合的方式容纳在内部件30的中心孔34中，以致在外部件32的内表面42的至少一部分与内部件30的外表面38之间存在一个间隙50。这个间隙50非常小，被用来解决高温时轴18的增大。为清楚起见，夸大了图2中的间隙50。

壳体24包括一个由内表面54界定的壳体孔52。外部件32以轻微的干涉配合的方式容纳在壳体孔52中。因而，壳体孔52的内表面54与外部件32的外表面44直接啮合。

壳体24和轴18优选由公知的钢材料制成。轴衬组件22的内部件30由陶瓷材料或烧结金属材料制成，其与用来形成壳体24和轴18的钢材料相比，具有较低的热膨胀系数。轴衬组件22的外部件32由金属丝网材料制成，其调和了这些在热膨胀系数方面的差异。如果壳体24处于高温，那么壳体的大小将会增大，这将从初始结构压缩金属丝网材料。当壳体24冷却时，壳体24收缩，而金属丝网材料却能够膨胀达到初始结构。

外部件32的金属丝网材料还降低了碰撞噪声的影响。由于外部件并不是实心的(即是由丝网材料形成的)，因而碰撞噪声很容易被消散。

内部件30的陶瓷或烧结金属材料为轴18提供了一个摩擦非常低的支承表面。这种低摩擦支承表面降低或消除了所有可由轴18或壳体24与轴衬组件22之间的运动产生的啸叫噪声。因此，除了对啸叫噪声和碰撞噪声提供了优异的噪声隔音特性之外，轴衬组件22还提供了一个低摩擦支承表面。

轴衬组件22能够定位在沿轴18的各种位置的任一处。此外，虽然仅示出了一个轴衬组件22，但根据需要，能够在轴上任意位置处安装附加的轴衬组件22。

图3示出了轴衬组件60的另一实例。在这种轴承结构中，轴衬组件包括由第一材料构成的第一轴衬部件62和第二轴衬部件64，以及由第二材料构成的第三轴衬部件66和第四轴衬部件68。例如，第一轴衬部件62和第二轴衬部件64被制成实心部件，其由诸如陶瓷或或烧结金属材料之类的材料制成。第三轴衬部件66和第四轴衬部件68被制成非实心部件，其由上文描述的金属丝网材料制成。

第一轴衬部件62、第二轴衬部件64、第三轴衬部件66和第四轴衬部件68都被安装成支撑轴18相对于壳体24转动。第一轴衬部件62、第二轴衬部件64、第三轴衬部件66和第四轴衬部件68沿轴线20彼此间隔开。优选地，沿第一轴段70安装第一轴衬部件62和第三轴衬部件66，沿第二轴段72安装第二轴衬部件64和第四轴衬部件68。

第一轴段70和第二轴段72之间由第三轴段76隔开。舌形阀体16在第三轴段76处被支撑在轴18上。

第一轴衬部件62和第二轴衬部件64的面向内侧的侧边沿轴线20彼此间隔第一轴向距离A1，第三轴衬部件66和第四轴衬部件68的向内侧边沿轴线20彼此间隔第二轴向距离A2。第二轴向距离A2小于第一轴向距离A1。也就是说，第三轴衬部件66和第四轴衬部件68均被定位在第一轴衬部件62和第二轴衬部件64向内的位置。

在所示的实例中，第二轴衬部件64和第四轴衬部件68的孔长度比第一轴衬部件62和第三轴衬部件66的长。可根据需要改变第一轴衬部件62、第二轴衬部件64、第三轴衬部件66和第四轴衬部件68的孔长度。此外，虽然图3中示出了4个轴衬部件，但应该理解的是，可根据需要将附加的轴衬部件或更少的轴衬部件并入排气部件12中。但应该结合至少一个由金属丝网材料制成的轴衬部件使用至少一个由烧结金属或陶瓷材料制成的轴衬部件。

在这两种轴衬结构中，即对于轴衬组件22或60，陶瓷或烧结金属材料提供了降低啸叫噪声的低摩擦支承表面，金属丝网材料为碰撞噪声提供了良好的噪声隔音特性。金属丝网材料还调和了陶瓷和烧结金属材料与用来形成壳体24的钢材料之间的热膨胀差异。此外，应该理解的是，虽然轴衬组件22，60被示为用在定位于消声器入口管中的噪声衰减阀14中，但轴衬组件22，60还能够用于定位在其他类型排气部件中的阀门中。

尽管已公开了本发明的优选实施例，但本领域技术人员将会意识到，某些变型也将落入本发明的范围内。因此，所附权利要求意在确定本发明的真正范围和内容。

Claims (20)

1.一种用于排气系统的轴衬组件，包括：

至少一个第一轴衬部件，其适于容纳一个转动的排气部件，所述转动排气部件相对于一个不转动的排气部件转动，所述至少一个第一轴衬部件由为所述转动的排气部件提供低摩擦表面的第一材料制成；以及

至少一个第二轴衬部件，其由不同于所述第一材料的第二材料制成，其中当所述转动的排气部件相对于所述不转动的排气部件运动时，所述第二材料提供了噪声隔音。

2.根据权利要求1所述的轴衬组件，其中所述至少一个第一轴衬部件是实心的，而所述至少一个第二轴衬部件是非实心的。

3.根据权利要求2所述的轴衬组件，其中所述至少一个第二轴衬部件基本上围绕所述至少一个第一轴衬部件设置。

4.根据权利要求3所述的轴衬组件，其中所述至少一个第一轴衬部件以间隙配合的方式容纳所述转动的排气部件，以致在所述至少一个第一轴衬部件的内表面与所述转动的排气部件的外表面的至少一部分之间存在一个间隙。

5.根据权利要求3所述的轴衬组件，其中所述至少一个第二轴衬部件以干涉配合的方式容纳在所述至少一个第一轴衬部件与所述不转动的排气部件之间，以致所述至少一个第二轴衬部件与所述不转动的排气部件的内表面直接啮合，并且与所述至少一个第一轴衬部件的外表面直接啮合。

6.根据权利要求3所述的轴衬组件，其中所述转动的排气部件包括一个连接到排气阀的轴，且所述不转动的排气部件包括一个壳体。

7.根据权利要求3所述的轴衬组件，其中所述第一材料包括陶瓷材料，所述第二材料包括金属丝网材料。

8.根据权利要求2所述的轴衬组件，其中所述至少一个第一轴衬部件围绕所述转动的排气部件的第一部分设置，所述至少一个第二轴衬部件围绕所述转动的排气部件的第二部分设置，所述第二部分与所述第一部分轴向地间隔开。

9.根据权利要求8所述的轴衬组件，其中所述至少一个第一轴衬部件包括第一轴衬和第二轴衬，且其中所述至少一个第二轴衬部件包括第三轴衬和第四轴衬，所述第一轴衬和所述第三轴衬被安装成沿所述转动的排气部件的第一段彼此相邻，所述第二轴衬和所述第四轴衬被安装成沿所述转动的排气部件的第二段彼此相邻，且其中所述第一段和所述第二段由支撑在所述转动的排气部件上的阀体隔开。

10.根据权利要求8所述的轴衬组件，其中所述第一材料包括烧结金属材料，所述第二材料包括金属丝网材料。

11.一种排气系统，包括：

轴，其支撑排气阀在排气部件中枢轴地运动；

轴衬组件，其支撑所述轴相对于壳体转动；以及

致动器，其联接到所述轴，以使所述排气阀在所述排气部件中运动，从而改变废气流，其中所述轴衬组件包括至少一个第一轴衬部件以及包括至少一个第二轴衬部件，所述至少一个第一轴衬部件由为所述轴提供低摩擦表面的第一材料构成，所述至少一个第二轴衬部件由在所述排气阀动作期间提供噪声隔音的第二材料构成。

12.根据权利要求11所述的排气系统，其中所述至少一个第一轴衬部件是实心的，而所述至少一个第二轴衬部件是非实心的。

13.根据权利要求12所述的排气系统，其中所述至少一个第二轴衬部件基本上围绕所述至少一个第一轴衬部件设置，且所述至少一个第二轴衬部件以干涉配合的方式容纳在所述至少一个第一轴衬部件与所述壳体之间，以致所述至少一个第二轴衬部件与所述壳体的内表面直接啮合，并且与所述至少一个第一轴衬部件的外表面直接啮合。

14.根据权利要求13所述的排气系统，其中所述第一材料包括陶瓷材料，所述第二材料包括金属丝网材料。

15.根据权利要求14所述的排气系统，其中所述至少一个第一轴衬部件包括一个以间隙配合方式容纳所述轴的孔。

16.根据权利要求12所述的排气系统，其中所述轴界定了一条转动轴线，且其中所述至少一个第一轴衬部件围绕所述轴的第一部分设置，所述至少一个第二轴衬部件围绕所述轴的第二部分设置，所述第二部分与所述第一部分沿所述转动轴线轴向地间隔开。

17.根据权利要求12所述的排气系统，其中所述至少一个第一轴衬部件包括第一轴衬和第二轴衬，且其中所述至少一个第二轴衬部件包括第三轴衬和第四轴衬，所述第一轴衬和所述第三轴衬被安装成沿第一轴段彼此相邻，所述第二轴衬和所述第四轴衬被安装成沿所述第二轴段彼此相邻，且其中所述第一轴段和所述第二轴段由支撑所述排气阀的第三轴段隔开。

18.根据权利要求17所述的排气系统，其中所述第一轴衬和所述第二轴衬沿所述转动轴线彼此间隔第一轴向距离，所述第三轴衬和所述第四轴衬沿所述转动轴线彼此间隔第二轴向距离，所述第二轴向距离小于所述第一轴向距离。

19.根据权利要求17所述的排气系统，其中所述第一材料包括烧结金属材料，所述第二材料包括金属丝网材料。

20.根据权利要求11所述的排气系统，其中所述壳体具有第一热膨胀系数，所述至少一个第一轴衬部件具有一个不同于所述第一热膨胀系数的第二热膨胀系数，且其中所述至少一个第二轴衬部件具有弹性，以调和所述第一热膨胀系数和所述第二热膨胀系数之间的差异。

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