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QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
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Diese Offenbarung der am 8. November 2017 eingereichten japanischen Patentanmeldung
JP 2017-1215881 , umfassend die Beschreibung, Ansprüche, Zeichnungen und Zusammenfassung, ist hierin vollständig durch Bezugnahme aufgenommen.
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TECHNISCHES GEBIET
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Diese Beschreibung offenbart eine Abgasschalldämpfervorrichtung, die in einem Abgaskanal in einem Fahrzeug angeordnet ist, um Abgasgeräusche zu reduzieren.
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TECHNISCHES GEBIET
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Im Allgemeinen ist es der Fall, dass eine Abgasschalldämpfervorrichtung mit einem Schalldämpfer in einem Abgaskanal in einem Fahrzeug angeordnet ist und das Abgas vom stromaufwärtigen zum stromabwärtigen Ende des Schalldämpfers strömt. Wasser, das im Abgas der Brennkraftmaschine enthalten ist, kann kondensieren (um Kondenswasser zu erzeugen) und auf dem Boden des Schalldämpfers zurückgehalten werden. Wenn das Fahrzeug mit angesammeltem Kondenswasser an einem Hang anhält und der Schalldämpfer geneigt ist, fließt das Kondenswasser manchmal in das Abgasrohr. In diesem Fall besteht die Möglichkeit, dass das Abgasrohr mit kleinem Durchmesser gefüllt und mit dem Kondenswasser verschlossen wird.
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DRUCKSCHRIFTENLISTE
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Patentliteratur
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Patentdokument 1:
JP 2000-257418 A -
Das Patentdokument 1 offenbart eine Abgasschalldämpfervorrichtung, deren Rohre sowohl von einer Einlassöffnung als auch von einer Auslassöffnung eines Schalldämpfers in den Schalldämpfer ragen. In diesem Fall werden, selbst wenn der Schalldämpfer geneigt ist und das Kondenswasser in die Einlassöffnung oder die Auslassöffnung des Schalldämpfers strömt, die Einlassöffnung und die Auslassöffnung mit den Rohren verschlossen. Dadurch wird das Kondenswasser teilweise daran gehindert, in das Abgasrohr zu fließen.
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Die Technologie in Patentdokument 1 kann jedoch das Abfließen des Kondenswassers nicht ausreichend unterdrücken, da die Positionen der in den Umfangsflächen der Rohre gebildeten Öffnungen nicht vollständig berücksichtigt wurden. Mit anderen Worten, das Patentdokument 1 sieht eine Mehrzahl von kleinen Öffnungen in den Seitenwänden der Rohre vor, aber die Positionen der kleinen Öffnungen sind nicht begrenzt. Wenn sich die kleinen Öffnungen in einer niedrigen Position befinden, fließt das im Schalldämpfer angesammelte Kondenswasser daher leicht durch die kleinen Öffnungen in die Rohre und schließlich wird das Abgasrohr leicht verschlossen. Darüber hinaus schlägt das Patentdokument 1 nicht die Verwendung eines eingerollten Rohres vor, das durch das Rollen einer flachen Platte zu einem Rohr gebildet wird, und natürlich wird ein rollüberlappender Abschnitt des eingerollten Rohres im Patentdokument 1 nicht berücksichtigt.
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Dementsprechend offenbart diese Beschreibung eine Abgasschalldämpfervorrichtung, die ein Verstopfen des Abgasrohres effektiver verhindern kann.
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KURZFASSUNG
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Die in dieser Beschreibung offenbarte Abgasschalldämpfervorrichtung ist eine Abgasschalldämpfervorrichtung, die in einem Abgaskanal in einem Fahrzeug angeordnet ist, um Abgasgeräusche zu reduzieren, aufweisend einen Schalldämpfer, der in dem Abgaskanal angeordnet ist und eine darin gebildete Expansionskammer aufweist; ein Einlassrohr, das luftdicht durch eine Einlassöffnung des Schalldämpfers eingeführt ist, so dass es in die Expansionskammer reicht, und das eine oder mehrere Öffnungen in seiner Umfangsfläche aufweist; und ein Auslassrohr, das luftdicht durch eine Auslassöffnung des Schalldämpfers eingeführt ist, so dass es in die Expansionskammer reicht, und das eine oder mehrere Öffnungen in seiner Umfangsfläche aufweist, wobei das Einlassrohr und das Auslassrohr nur in ihrem oberen Halbbereich mit den Öffnungen ausgebildet sind und der untere Halbbereich ohne die Öffnungen verschlossen ist.
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Bei der vorstehend beschriebenen Konfiguration werden die Einlassöffnung und die Auslassöffnung durch das Einlassrohr und das Auslassrohr abgedichtet, so dass das Kondenswasser nicht durch die Einlassöffnung und die Auslassöffnung austreten kann. Jedes Rohr ist mit den Öffnungen nur in seinem oberen Halbbereich ausgebildet, und sein unterer Halbbereich ist abgedichtet, ohne die Öffnungen zu haben. Daher hat das kondensierte Wasser bzw. Kondenswasser in einem Nachschalldämpfer Schwierigkeiten, die Öffnungen zu erreichen, und auch das Austreten von Wasser durch die Öffnungen wird wirksam verhindert. Dadurch wird ein Verstopfen des Abgasrohres wirksam verhindert.
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Darüber hinaus ist zumindest eines von dem Einlassrohr und dem Auslassrohr ein eingerolltes Rohr, das durch Walzen einer flachen Platte in Rohrform gebildet wird; ein rollüberlappender Abschnitt des eingerollten Rohres weist verbundene Abschnitte auf, bei denen ein Rollstartabschnitt und ein Rollendabschnitt der flachen Platte verbunden sind, die abwechselnd mit nicht verbundenen Abschnitten angeordnet sind; und die eine oder mehreren Öffnungen können die nicht verbundenen Abschnitte beinhalten.
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Zumindest eines von dem Einlassrohr und dem Auslassrohr ist aus einem eingerollten Rohr gebildet, so dass die Kosten reduziert werden können. Wenn das eingerollte Rohr verwendet wird, weist sein rollüberlappender Abschnitt die nicht verbundenen Abschnitte auf, die zu Öffnungen werden, aber wenn die nicht verbundenen Abschnitte (die Öffnungen, der rollüberlappende Abschnitt) in einem oberen Halbbereich des Rohres positioniert sind, wird das Austreten von Flüssigkeit durch die nicht verbundenen Abschnitte wirksam verhindert, und es wird effektiv verhindert, dass das Abgasrohr verstopft.
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Darüber hinaus weist zumindest eines von dem Einlassrohr und dem Auslassrohr eine oder mehrere kleine Öffnungen in seiner Umfangsfläche auf, um zwischen der Innenseite und der Außenseite des Rohres zu kommunizieren; und die eine oder die mehreren Öffnungen können die eine oder die mehreren kleinen Öffnungen beinhalten.
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Das Einlassrohr ist mit kleinen Öffnungen in seiner Umfangsfläche versehen, um die Schalldämmleistung zu verbessern. Das Auslassrohr ist mit kleinen Öffnungen in seiner Umfangsfläche versehen, um den Druckverlust zu reduzieren. Wenn die Öffnungen einschließlich der kleinen Öffnungen nur im oberen Halbbereich der Rohre vorgesehen sind, kann darüber hinaus auch der Austritt von Flüssigkeit durch die kleinen Öffnungen wirksam verhindert werden, und es wird effektiv verhindert, dass das Abgasrohr verstopft.
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Sowohl das Einlassrohr als auch das Auslassrohr weisen eine oder mehrere kleine Öffnungen auf, und die kleinen Öffnungen des Auslassrohrs können einen größeren Durchmesser als die kleinen Öffnungen des Einlassrohrs aufweisen.
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Wenn die kleinen Öffnungen des Auslassrohres im Durchmesser größer gemacht werden als die kleinen Öffnungen des Einlassrohres, kann ein Druckverlust effektiver reduziert werden.
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Darüber hinaus kann zumindest eines von dem Einlassrohr und dem Auslassrohr von einem Separator gelagert werden, der in der Expansionskammer angeordnet ist, um die Expansionskammer in Strömungsrichtung zu teilen.
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Die Bereitstellung des Separators verhindert eine Durchbiegung des Einlassrohres und/oder des Auslassrohres und kann einen Überstand des Einlassrohres und des Auslassrohres innerhalb der Expansionskammer erhöhen. Durch die Erhöhung des Überstands kann zuverlässiger verhindert werden, dass das Kondenswasser durch die Öffnung am stromabwärts gelegenen bzw. stromabwärtigen Ende des Einlassrohres oder die Öffnung am stromaufwärts gelegenen bzw. stromaufwärtigen Ende des Auslassrohres austritt, wodurch das Auslassrohr zuverlässiger vor einer Verstopfung geschützt wird.
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Das Auslassrohr wird durch den Separator gelagert, und der Separator kann annähernd die Form eines Trichters aufweisen, die sich bis zum stromaufwärts gelegenen Ende des Auslassrohres fortsetzt und sich zur stromaufwärts gelegenen Seite erstreckt, während sie sich vom stromaufwärts gelegenen Ende des Auslassrohres in radialer Richtung nach außen erstreckt.
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Durch die vorstehend beschriebene Konfiguration kann der Strömungswiderstand des zum stromaufwärts gelegenen bzw. stromaufwärtigen Ende des Auslassrohres strömenden Abgases reduziert werden und der Druckverlust kann reduziert werden. Darüber hinaus funktioniert der Separator wie ein Verlängerungsteil des Auslassrohres, so dass die Länge des Auslassrohres verkürzt und die Kosten reduziert werden können.
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Darüber hinaus kann das stromaufwärtige Ende des Auslassrohres sich aufweitend ausgebildet oder schräg geschnitten sein.
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Durch die vorstehend beschriebene Konfiguration erhöht sich eine Querschnittsfläche der Öffnung am stromaufwärts gelegenen bzw. stromaufwärtigen Ende des Auslassrohres und der Druckverlust kann reduziert werden.
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Gemäß der in dieser Beschreibung offenbarten Abgasschalldämpfervorrichtung werden die Einlassöffnung und die Auslassöffnung des Schalldämpfers durch das Einlassrohr und das Auslassrohr abgedichtet, so dass verhindert wird, dass das Kondenswasser durch die Einlassöffnung und die Auslassöffnung austritt. Jedes Rohr ist mit den Öffnungen nur in seinem oberen Halbbereich ausgebildet, und sein unterer Halbbereich ist abgedichtet, ohne die Öffnungen zu haben. Daher hat das kondensierte Wasser bzw. Kondenswasser in einem Nachschalldämpfer Schwierigkeiten, die Öffnungen zu erreichen, und auch das Austreten von Wasser durch die Öffnungen wird wirksam verhindert. Dadurch wird ein Verstopfen des Abgasrohres wirksam verhindert.
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Figurenliste
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Die Ausführungsform(en) der vorliegenden Offenbarung werden unter Bezugnahme auf die folgenden Abbildungen beschrieben, wobei:
- 1 eine Abbildung zeigt, die eine Abgasstruktur mit einer Abgasschalldämpfervorrichtung darstellt;
- 2 eine Abbildung zeigt, die eine Struktur einer ersten Abgasschalldämpfervorrichtung darstellt;
- 3 eine schematische perspektivische Ansicht eines Auslassrohres zeigt;
- 4 eine schematische Schnittansicht des Auslassrohres zeigt;
- 5 eine Frontalansicht eines Separators zeigt;
- 6 eine Abbildung zeigt, die einen geneigten Zustand der ersten Abgasschalldämpfervorrichtung darstellt;
- 7A eine Abbildung zeigt, die eine Form eines stromaufwärts gelegenen Endes des Auslassrohres darstellt;
- 7B eine Abbildung zeigt, die eine andere Form des stromaufwärts gelegenen Endes der Auslassleitung darstellt;
- 8 eine Abbildung zeigt, die eine andere Form des Separators zeigt, der das Auslassrohr lagert; und
- 9 eine Abbildung zeigt, die ein Beispiel für eine herkömmliche erste Abgasschalldämpfervorrichtung zeigt.
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BESCHRIEBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Nachstehend wird eine Abgasschalldämpfervorrichtung Bezug nehmend auf die Zeichnungen beschrieben. 1 ist eine Abbildung, die eine Abgasstruktur bzw. eine Abgasstrang mit einer Abgasschalldämpfervorrichtung darstellt. Diese Abgasstruktur hat ein Abgasrohr 16, das mit einer Brennkraftmaschine verbunden ist (nicht dargestellt) und das Abgas nach außen leitet. Ein Katalysator 14, eine erste Abgasschalldämpfervorrichtung 10 und eine zweite Abgasschalldämpfervorrichtung 12 sind nacheinander in dem Kanal des Abgasrohres 16 von der stromaufwärts gelegenen bzw. stromaufwärtigen Seite (Brennkraftmaschinenseite) her angeordnet.
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Der Katalysator 14 reinigt das Abgas und entfernt schädliche Bestandteile aus dem Abgas, z.B. durch eine Oxidationsreduktion. Die zweite Schalldämpfervorrichtung 12 weist einen Hauptschalldämpfer 18 auf und unterdrückt den Lärm, indem sie einen Druck und eine Temperatur des Abgases senkt, indem sie das in den Hauptschalldämpfer 18 geströmte Abgas ausdehnt und eine Druckwelle wiederholt stört. Auf Details zu den Strukturen des Katalysators 14 und der zweiten Abgasschalldämpfervorrichtung 12 wird verzichtet, da sie nach aus dem Stand der Technik bekannten Technologien konfiguriert werden können.
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2 ist eine Abbildung, die den schematischen Aufbau der ersten Abgasschalldämpfervorrichtung 10 darstellt. In 2 strömt das Abgas in horizontaler Richtung auf dem Zeichnungsblatt, und eine Richtung der Schwerkraft bzw. Schwerkraftrichtung ist in vertikaler Richtung auf dem Zeichnungsblatt eingestellt. Die „Richtung einer Schwerkraft“ bezeichnet eine Schwerkraftrichtung zu einem Zeitpunkt, zu dem ein Fahrzeug auf einer horizontalen Ebene angehalten wird. Die erste Abgasschalldämpfervorrichtung 10 ist eine Vorrichtung zur Reduzierung von Abgasgeräuschen. Die erste Abgasschalldämpfervorrichtung 10 ist mit einem Neben- bzw. Nachschalldämpfer 20, einem Einlassrohr 30, das sich von der stromaufwärts gelegenen bzw. stromaufwärtigen Seite des Nachschalldämpfers 20 in den Nachschalldämpfer 20 erstreckt, und einem Auslassrohr 40, das sich von der stromabwärts gelegenen bzw. stromabwärtigen Seite des Nachschalldämpfers 20 in den Nachschalldämpfer 20 erstreckt, versehen.
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Der Nachschalldämpfer 20 ist ein im Wesentlichen zylindrisches Element mit einem Durchmesser, der größer ist als der des Abgasrohrs 16, und sein Inneres fungiert als Expansionskammer 22 zur schnellen Ausdehnung bzw. Expansion des Abgases. Sowohl ein stromaufwärts liegendes Ende als auch ein stromabwärts liegendes Ende des Nachschalldämpfers 20 weisen eine konische Form auf, die sich allmählich verjüngt, so dass dessen Ende einen kleineren Durchmesser hat.
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Die stromaufwärts und stromabwärts gelegenen Enden des Nachschalldämpfers 20 sind jeweils mit einer Einlassöffnung 24 und einer Auslassöffnung 26 ausgebildet. In die Einlassöffnung 24 ist das später beschriebene Einlassrohr 30 eingeführt. Die äußere Umfangsfläche des Einlassrohres 30 ist luftdicht mit der inneren Umfangsfläche der Einlassöffnung 24 verklebt. Mit anderen Worten, zwischen der äußeren Umfangsfläche des Einlassrohrs 30 und der inneren Umfangsfläche der Einlassöffnung 24 befindet sich ein Dichtungsabschnitt 34. Daher kann das Abgas nicht in die Expansionskammer 22 gelangen, ohne das Einlassrohr 30 zu durchströmen. Wie später beschrieben wird, kann auch das im Nachschalldämpfer 20 angesammelte Kondenswasser nicht durch den Dichtungsabschnitt 34 gelangen.
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In die Auslassöffnung 26 ist das später beschriebene Auslassrohr 40 eingeführt. Die äußere Umfangsfläche des Auslassrohres 40 ist luftdicht mit der inneren Umfangsfläche der Auslassöffnung 26 verklebt. Somit befindet sich zwischen der äußeren Umfangsfläche des Auslassrohrs 40 und der inneren Umfangsfläche der Auslassöffnung 26 ebenfalls ein Dichtungsabschnitt 44. Dementsprechend können weder das Abgas noch das Kondenswasser den Dichtungsabschnitt 44 gelangen.
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Das Einlassrohr 30 ist ein Rohr mit einem Durchmesser, der ausreichend kleiner als der Nachschalldämpfer 20 ist. Das Einlassrohr 30 ist mit dem Abgasrohr 16 verbunden und erstreckt sich von der stromaufwärts gelegenen Seite des Nachschalldämpfers 20 in den Nachschalldämpfer 20 (in die Expansionskammer 22). In diesem Beispiel wird das Einlassrohr 30 aus einem eingerollten Rohr gebildet, das durch zylindrisches Walzen einer flachen Platte hergestellt wird, wie später beschrieben. Das eingerollte Rohr kann im Vergleich zu nahtlosen Rohren kostengünstig hergestellt werden, und Öffnungen können in der Umfangsfläche leicht geformt werden, indem man diese zuvor vor dem Walzen in der flachen Platte formt.
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Am stromabwärts gelegenen Ende des Einlassrohres 30 ist eine stromabwärts gelegene Endöffnung 36 ausgebildet. Das durch das Einlassrohr 30 strömende Abgas wird teilweise aus der stromabwärts gelegenen Endöffnung 36 des Einlassrohrs 30 in die Expansionskammer 22 ausgestoßen. Beim Ausstoßen dehnt sich das Abgas plötzlich aus, um das Abgasgeräusch zu reduzieren. Der Abstand von der Einlassöffnung 24 zur stromabwärts gelegenen Endöffnung 36, d.h. der Überstandsbetrag bzw. der Überstand des Einlassrohres 30 in der Expansionskammer 22, beträgt ein Drittel oder mehr einer Gesamtlänge L des Nachschalldämpfers 20. Der Überstand des Einlassrohres 30 kann jedoch entsprechend einer erforderlichen Schalldämpfungsleistung, einer später beschriebenen Funktion zur Verhinderung von Flüssigkeitsleckagen usw. geändert werden.
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Das Einlassrohr 30 weist in seiner Umfangsfläche eine Mehrzahl von kleinen Öffnungen 32 auf. Das durch das Einlassrohr 30 strömende Abgas wird beim Ausstoßen aus den kleinen Öffnungen 32 teilweise schnell entspannt. Dadurch wird das Abgasgeräusch reduziert. Die Anzahl, Größe und Form der kleinen Öffnungen 32 kann entsprechend der Geräuschleistung richtig eingestellt werden.
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Das Auslassrohr 40 ist ebenfalls ein mit dem Abgasrohr 16 verbundenes Rohr und erstreckt sich von der stromabwärts gelegenen Seite des Nachschalldämpfers 20 in den Nachschalldämpfer 20 (die Expansionskammer 22). Und das Auslassrohr 40 ist aus einem eingerollten Rohr gebildet, das in gleicher Weise wie das Einlassrohr 30 durch zylindrisches Walzen einer flachen Platte hergestellt wird.
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Das Auslassrohr 40 ist mit einer stromaufwärts gelegenen Endöffnung 46 an seinem stromaufwärts gelegenen Ende ausgebildet. Das Abgas im Nachschalldämpfer 20 strömt durch die stromaufwärts gelegene Endöffnung 46 in das Auslassrohr 40 und wird aus dem Nachschalldämpfer 20 ausgetragen. Der Abstand von der Auslassöffnung 26 zur stromaufwärts gelegenen Endöffnung 46, d.h. der Überstand des Auslassrohres 40 in der Expansionskammer 22, beträgt ein Drittel oder mehr der Gesamtlänge L des Nachschalldämpfers 20. Der Überstand des Auslassrohres 40 kann jedoch entsprechend einer erforderlichen Schalldämpfungsleistung, einer später beschriebenen Funktion zur Verhinderung von Flüssigkeitsleckagen usw. geändert werden.
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Auch das Auslassrohr 40 weist eine Mehrzahl von kleinen Öffnungen 42 auf, die in seiner Umfangsfläche ausgebildet sind. Die kleinen Öffnungen 42 sind Öffnungen, die es dem Abgas ermöglichen, in das und aus dem Auslassrohr 40 zu strömen. Die kleinen Öffnungen 42 sind vorgesehen, um eine Druckdifferenz zwischen dem Auslassrohr 40 und der Expansionskammer 22 zu reduzieren und einen Druckverlust zu reduzieren. Die kleinen Öffnungen 32 werden nämlich im Einlassrohr 30 hauptsächlich zur Schalldämpfung gebildet, während die kleinen Öffnungen 42 im Auslassrohr 40 hauptsächlich zur Druckverlustreduzierung gebildet werden. Daher haben die kleinen Öffnungen 42 des Auslassrohrs 40 einen größeren Durchmesser als die kleinen Öffnungen 32 des Einlassrohrs 30.
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Sowohl das Einlassrohr 30 als auch das Auslassrohr 40 sind wie vorstehend beschrieben aus einem auf- bzw. eingerollten Rohr gebildet, und ihre Umfangsflächen weisen nicht verbundene Abschnitte auf, die eine Art Öffnung darstellen. Die nicht verbundenen Abschnitte werden mit Bezug auf 3 erläutert. 3 ist eine schematische perspektivische Ansicht des Auslassrohres 40. Die kleinen Öffnungen 42 sind in 3 nicht dargestellt.
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Das eingerollte Rohr, das das Auslassrohr 40 bildet, wird durch zylindrisches Walzen einer flachen Platte, so dass sich die jeweiligen Enden in Breitenrichtung der Platte überlappen oder einander annähern, und durch miteinander Verbinden des Roll- bzw. Walzanfangsteils und des Roll- bzw. Walzendteils an einem walz- bzw. rollüberlappenden Abschnitt 48 gebildet. In diesem Beispiel sind Schweißabschnitte 48a am rollüberlappenden Abschnitt 48 nicht kontinuierlich sondern in Abständen in axialer Richtung angeordnet. Mit anderen Worten, nicht verbundene Abschnitte 48b, bei denen das Roll- bzw. Walzanfangsteil und das Roll- bzw. Walzendteil nicht geschweißt sind, sind in Abständen entlang des rollüberlappenden Abschnitts 48 angeordnet. Die nicht verbundenen Abschnitte 48b sind eine Art von Öffnung, die zwischen der Innenseite und der Außenseite des Rohres kommuniziert. Das Einlassrohr 30 weist ebenfalls nicht verbundene Abschnitte (nicht dargestellt) auf, die eine Art von Öffnung darstellen.
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Mit anderen Worten, die Umfangsflächen des Einlassrohrs 30 und des Auslassrohrs 40 weisen die kleinen Öffnungen 32, 42 und die nicht verbundenen Abschnitte 48b als Öffnungen auf, die zwischen der Innenseite und der Außenseite der Rohre kommunizieren. In diesem Beispiel sind die Öffnungen (kleine Öffnungen 32, 42 und nicht verbundene Abschnitte 48b) vorzugsweise in einem Bereich gebildet, der sich nur an einer relativ hohen Position der Umfangsflächen der Rohre 30, 40 befindet. Diese Situation wird Bezug nehmend auf 4 beschrieben, die eine schematische Schnittansicht des Auslassrohrs 40 darstellt.
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Die Öffnungen wie die kleinen Öffnungen 42 und die nicht verbundenen Abschnitte 48b (der rollüberlappende Abschnitt 48) sind vorzugsweise nur in einem oberen Halbbereich des Auslassrohrs 40 ausgebildet; und zwar in einem Bereich α, der ±90 Grad auf beiden Seiten einer vertikalen Linie Lv abdeckt, die durch ein Zentrum o verläuft. Es ist besonders bevorzugt, dass die kleinen Öffnungen 42 und die nicht verbundenen Abschnitte 48b nur in einem Bereich β ausgebildet sind, der ±60 Grad auf beiden Seiten der vertikalen Linie Lv abdeckt. Mit anderen Worten ist es bevorzugt, dass der untere Halbbereich des Auslassrohrs 40 keine Öffnungen (die kleinen Öffnungen 42 und die nicht verbundenen Abschnitte 48b) aufweist, sondern vollständig geschlossen ist. Es ist auch bevorzugt, dass das Einlassrohr 30 mit Öffnungen (die kleinen Öffnungen 32 und die nicht verbundenen Abschnitte) in einem Bereich ausgebildet ist, der ±90 Grad auf beiden Seiten der durch die Mitte verlaufenden vertikalen Linie abdeckt, und besonders bevorzugt in einem Bereich, der ±60 Grad abdeckt. Eine solche Struktur ist vorgesehen, dass es für das Kondenswasser schwierig ist, die Öffnungen zu erreichen. Dieser Punkt wird später im Detail beschrieben.
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Das Einlassrohr 30 und das Auslassrohr 40 werden jeweils von einem Separator 50 im Nachschalldämpfer 20 gelagert. 5 ist eine Frontalansicht des Separators 50. Der Separator 50 ist eine Trennwand innerhalb der Expansionskammer 22, um die Expansionskammer 22 in Strömungsrichtung zu teilen. Eine Durchgangsbohrung 52, durch die das Einlassrohr 30 oder das Auslassrohr 40 eingeführt sind, ist annähernd in der Mitte des Separators 50 ausgebildet. Das Einlassrohr 30 oder das Auslassrohr 40 wird durch die Durchgangsbohrung 52 eingeführt und durch den Separator 50 gelagert. Der Separator 50 ist mit einer Mehrzahl (im gezeigten Beispiel acht) von Verbindungslöchern 54 um die Durchgangsbohrung 52 herum ausgebildet. Die Verbindungslöcher 54 sind Löcher, damit das Abgas innerhalb der Expansionskammer 22 strömen kann, und es bestehen keine besonderen Einschränkungen hinsichtlich Anzahl, Größe und Form. In jedem Fall kann durch die Anordnung des Separators 50 zur Abstützung der Rohre 30, 40 der Überstand der Rohre 30, 40 innerhalb der Expansionskammer 22 erhöht werden, während die Durchbiegung der Rohre 30, 40 verhindert wird.
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Wie vorstehend beschrieben ist, weist die erste in dieser Beschreibung offenbarte Abgasschalldämpfervorrichtung 10 die Rohre 30, 40 auf, die luftdicht sowohl durch die Einlassöffnung 24 als auch durch die Auslassöffnung 26 des Nachschalldämpfers 20 eingeführt sind, und die Öffnungen (die kleinen Öffnungen 32, 42 und die nicht verbundenen Abschnitte 48b) der einzelnen Rohre 30, 40 sind nur im oberen Halbbereich der Umfangsflächen der Rohre 30, 40 ausgebildet. Ein Grund für die obige Konfiguration wird anhand eines Vergleichs mit dem Stand der Technik beschrieben.
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Hochtemperatur-Abgas wird aus der Brennkraftmaschine abgeführt, und das Abgas wird beim Durchgang durch den Abgaskanal allmählich abgekühlt. Während der Temperaturabsenkung wird das im Abgas enthaltene Wasser zu Kondenswasser kondensiert. Das Kondenswasser sammelt sich manchmal auf dem unteren Teil bzw. Bodenteil des Nachschalldämpfers 20 an. Wenn sich eine große Menge an Kondenswassers auf dem unteren Teil bzw. Bodenteil des Nachschalldämpfers 20 ansammelt, wird manchmal das Abgasrohr 16 verstopft. So wird beispielsweise davon ausgegangen, dass ein Fahrzeug mit dem am Bodenteil des Nachschalldämpfers 20 in großer Menge angesammelten Kondenswasser in nach hinten geneigter Haltung angehalten wird. In diesem Fall strömt, wie in 9 dargestellt, Kondenswasser 100 innerhalb des Nachschalldämpfers 20 aus der Auslassöffnung 26 in das stromabwärtige Abgasrohr 16, und das Abgasrohr 16 wird teilweise mit dem Kondenswasser 100 gefüllt. Gefriert das Kondenswasser 100 in diesem Zustand, gibt es zudem Probleme, dass das Abgasrohr 16 durch Einfrieren und Ausdehnen beschädigt und vollständig verschlossen wird, so dass es schwierig wird, die Brennkraftmaschine neu zu starten. Im Gegensatz zu 9 strömt beim Anhalten eines Fahrzeugs in nach vorne geneigter Haltung das Kondenswasser 100 durch die Einlassöffnung 24 in das stromaufwärtige Abgasrohr 16, und das Abgasrohr 16 wird teilweise mit dem Kondenswasser 100 gefüllt.
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Um ein Verstopfen des Abgasrohres 16 zu verhindern, ist es erwünscht, ein Austreten des im Nachschalldämpfer 20 angesammelten Kondenswassers zu verhindern. Daher werden bei der ersten in dieser Beschreibung offenbarten Abgasschalldämpfervorrichtung 10 die Einlassöffnung 24 und die Auslassöffnung 26 durch das Einlassrohr 30 und das Auslassrohr 40 verschlossen. 6 ist eine Ansicht, die einen Zustand zeigt, bei dem die erste in dieser Beschreibung offenbarte Abgasschalldämpfervorrichtung 10 in eine nach hinten geneigte Haltung gebracht wird. In diesem Fall strömt das im Nachschalldämpfer 20 angesammelte Kondenswasser 100 zur Auslassöffnung 26. In diesem Fall kann das Kondenswasser 100 jedoch nicht aus dem Nachschalldämpfer 20 austreten, da es durch den Dichtungsabschnitt 44 zwischen der Auslassöffnung 26 und dem Auslassrohr 40 blockiert wird. Dadurch wird das Austreten des Kondenswassers 100 in das Abgasrohr 16 und das Verstopfen des Abgasrohrs 16 wirksam verhindert.
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Wie zudem in 6 dargestellt ist, berührt das Kondenswasser 100 bei geneigter erster Abgasschalldämpfervorrichtung 10 teilweise einen unteren Teil der Umfangsfläche des Auslassrohres 40. Zu diesem Zeitpunkt strömt das Kondenswasser 100, wenn die Öffnungen wie die kleinen Öffnungen 42 oder die nicht verbundenen Abschnitte 48b in einem unteren Teil der Umfangsfläche des Auslassrohrs 40 gebildet sind, durch die Öffnungen in das Auslassrohr 40 und tritt aus dem Nachschalldämpfer 20 aus. In diesem Fall jedoch sind die Öffnungen nur im relativ hohen Bereich (im oberen Halbbereich) der Umfangsfläche des Auslassrohres 40 ausgebildet, wie oben beschrieben ist. Dadurch hat das Kondenswasser 100 auf Schwierigkeiten, die Öffnungen zu erreichen, und das Austreten des Kondenswassers 100 und das Verstopfen des Abgasrohrs 16 werden wirksam verhindert.
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Auch wenn die Öffnungen in einem hohen Bereich gebildet werden, kann das Kondenswasser 100 durch die stromaufwärts gelegene Endöffnung 46 des Auslassrohres 40 austreten, wenn der Überstand des Auslassrohres 40 in der Expansionskammer 22 gering ist. Daher wird der Überstand des Auslassrohres 40 vorzugsweise auf ein Niveau erhöht, dass die Leckage verhindert werden kann. Der Überstand des Auslassrohres 40 kann entsprechend einer geschätzten Speichermenge für Kondenswasser 100, einem geschätzten Neigungswinkel des Fahrzeugs usw. eingestellt werden und beträgt vorzugsweise zum Beispiel ein Drittel oder mehr der Gesamtlänge L des Nachschalldämpfers 20.
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Die gleiche Wirkung kann auch durch das Einlassrohr 30 erzielt werden. Das heißt, der Dichtungsabschnitt 34 ist auch zwischen dem Einlassrohr 30 und der Einlassöffnung 24 angeordnet, so dass das Kondenswasser 100 auch bei einer nach vorne geneigten Haltung des Fahrzeugs nicht durch die Einlassöffnung 24 fließt und ein Verstopfen des Abgasrohrs 16 wirksam verhindert wird. Darüber hinaus hat das Einlassrohr 30 seine Öffnungen nur in einem Bereich auf einem Niveau oberhalb einer Bezugs- bzw. Referenzlinie, und das Kondenswasser 100 hat auf Schwierigkeiten, die Öffnungen zu erreichen. Dadurch wird ein Verstopfen des Abgasrohres 16 wirksam verhindert. Wenn der Überstand des Einlassrohres 30 auf ein Drittel oder mehr der Gesamtlänge L des Nachschalldämpfers 20 eingestellt ist, ist es außerdem einfach, ein Austreten des Kondenswassers 100 durch die stromabwärts gelegene Endöffnung 36 zu verhindern.
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Wenn die Einlassöffnung 24 und auch die Auslassöffnung 26 wie in diesem Fall durch das Rohr (das Auslassrohr 40) geschlossen werden, erhöht sich ein Abgaswiderstand der Abgase, der Gegendruck im Nachschalldämpfer 20 steigt und ein Druckverlust steigt tendenziell an. Um eine Erhöhung des Druckverlustes zu unterdrücken, ist es daher wünschenswert, dass die stromaufwärts gelegene Endöffnung 46 des Auslassrohres 40 eine möglichst große Querschnittsfläche aufweist. Folglich kann beispielsweise das stromaufwärtige Ende des Auslassrohrs 40 so geformt sein, dass es eine Form aufweist, die so geformt ist, dass sie sich beim Annähern an das stromaufwärtige Ende aufweitet, wie in 7A dargestellt. Durch diese Konfiguration kann die Querschnittsfläche der vorderen Endöffnung 46 vergrößert und der Druckverlust reduziert werden. Als weitere Ausführungsform kann das stromaufwärtige Ende des Auslassrohrs 40 schräg geschnitten sein, wie in 7B dargestellt. Durch diese Konfiguration kann ein Querschnittsbereich der vorderen Endöffnung 46 vergrößert und der Druckverlust reduziert werden.
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Wie in 8 dargestellt ist, kann ein Separator 50 Form eines Trichters ausgebildet sein, der bis zur stromaufwärts gelegenen Endöffnung 46 des Auslassrohrs 40 reicht. Insbesondere ist der Separator 50 so ausgebildet, dass er eine Form aufweist, die sich zur stromaufwärts gerichteten Seite erstreckt, während er sich von der Durchgangsbohrung 52 in radialer Richtung nach außen erstreckt. Darüber hinaus ist das stromaufwärts gelegene Ende des Auslassrohrs 40 in der Durchgangsbohrung 52 des Separators 50 positioniert. Durch diese Konfiguration wird das Abgas, das auf den Separator 50 trifft, gleichmäßig entlang des Separators 50 in die stromaufwärts gelegene Endöffnung 46 des Auslassrohres 40 eingeleitet. Dadurch nimmt ein Strömungswiderstand des Abgases ab und ein Druckverlust kann reduziert werden.
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Um ein Austreten des Kondenswassers zu verhindern, soll der Überstand des Auslassrohres 40 größer sein, die Kosten für das Auslassrohr 40 steigen jedoch entsprechend. Wie in 8 dargestellt ist, kann der Separator 50, wenn der Separator 50 bis zum stromaufwärts gelegenen Ende des Auslassrohrs 40 fortgesetzt wird, als Verlängerung des stromaufwärts gelegenen Endes des Auslassrohrs 40 verwendet werden. Mit anderen Worten, wenn der Separator 50 bis zum stromaufwärts gelegenen Ende des Auslassrohrs 40 fortgesetzt wird, kann das Auslassrohr 40 verkürzt werden und die Kosten können reduziert werden, da dann der gleiche Effekt wie bei einem langen (verlängerten) Auslassrohr 40 auch bei einem verkürzten Auslassrohr 40 erzielt werden kann.
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Die oben beschriebene Konfiguration ist ein Beispiel, und wenn die Öffnungen nur im oberen Halbbereich des Einlassrohrs 30 und des Auslassrohrs 40 ausgebildet sind und der untere Halbbereichs geschlossen ist, können andere Konfigurationen entsprechend geändert werden. So wurden beispielsweise in der obigen Beschreibung die kleinen Öffnungen 32, 42 und die nicht verbundenen Abschnitte 48b als die Öffnungen erklärt, aber die Öffnungen können nur eine von den kleinen Öffnungen 32, 42 und den nicht verbundenen Abschnitte 48b sein, und es können auch verschiedene Arten von Öffnungen gebildet werden. So kann beispielsweise das Auslassrohr 40 eine Form aufweisen, bei der nur die nicht verbundenen Abschnitte 48b als Öffnungen dienen, ohne die kleinen Öffnungen 42 zu haben. Darüber hinaus kann es vorkommen, dass die nicht verbundenen Abschnitte 48b als Öffnungen nur im oberen Halbbereich des Auslassrohres 40 ausgebildet sind. Der Separator 50 ist in der obigen Beschreibung vorgesehen, kann aber entfallen, wenn die Durchbiegung der einzelnen Rohre 30, 40 verhindert werden kann.
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Die erste Abgasschalldämpfervorrichtung 10 wurde vorstehend als Beispiel beschrieben, aber die in dieser Beschreibung offenbarte Struktur kann auf eine andere Abgasschalldämpfervorrichtung, wie beispielsweise die zweite Abgasschalldämpfervorrichtung 12 (Hauptschalldämpfer), angewendet werden.
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Bezugszeichenliste
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10 erste Abgasschalldämpfervorrichtung; 12 zweite Abgasschalldämpfervorrichtung; 14 Katalysator; 16 Abgasrohr; 18 Hauptschalldämpfer; 20 Nachschalldämpfer; 22 Expansionskammer; 24 Einlassöffnung; 26 Auslassöffnung; 30 Einlassrohr; 32, 42 kleine Öffnungen; 34, 44 Dichtungsabschnitt; 36 stromabwärts gelegene Endöffnung; 40 Auslassrohr; 46 stromaufwärts gelegene Endöffnung; 48 rollüberlappender Abschnitt; 48a verschweißte Abschnitte; 48b nicht verbundene Abschnitte; 50 Separator; 52 Durchgangsbohrung; 54 Verbindungslöcher; 100 Kondenswasserlöcher
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 20171215881 [0001]
- JP 2000257418 A [0004]
