JP2017008940A - 排気消音器 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な構造で、確実かつ効果的な消音作用を有する排気消音器を提供する。【解決手段】内燃機関、特に車両用内燃機関の排気流用の排気消音器であって、消音器ハウジング（１２）内に設けられた第１の室（１４）および第２の室（１６）と、第１の室（１４）と第２の室（１６）との間における少なくとも１つの接続開口（５０）と、該接続開口（５０）に対応して配置された排気弁装置（５２）とを備え、排気弁装置（５２）は、閉鎖位置において接続開口（５０）を閉鎖する閉鎖領域（５８）を具備する弁エレメント（５６）を有しており、弁エレメント（５６）は排気流によって操作領域（６４）に生じる操作力により閉鎖位置から開放位置に移動して接続開口（５０）を開放する。【選択図】図１

Description

本発明は、内燃機関、特に車両用内燃機関の排気流用の排気消音器であって、消音器ハウジング内に設けられた第１の室および第２の室と、第１の流入開口領域において第１の室に向かって開放しかつ第２の流入開口領域において第２の室に向かって開放している、排気流入部と、流出開口領域において第１の室に向かって開放している排気流出部と、第１の室と第２の室との間における少なくとも１つの接続開口と、少なくとも１つの接続開口に対応して配置された排気弁装置であって、該排気弁装置の閉鎖位置において少なくとも１つの接続開口を閉鎖する閉鎖領域を有する弁エレメントを備えた、排気弁装置と、を有する排気消音器に関する。

このような排気消音器は、独国特許出願公開第１９７２０４１０号明細書に基づいて公知である。この公知の排気消音器では、内燃機関から放出された排気は、流入管もしくはこの流入管に設けられた第１の流入開口領域を介して、消音器ハウジングにおける第１の室に流入し、流入管の一端に設けられた第２の流入開口領域を介して、消音器ハウジングにおける第２の室に流入する。第２の室と第１の室との間における接続開口を提供する接続管が、第１の室に位置する端部領域において排気弁装置によって閉鎖されている。排気弁装置は、ばねによって閉鎖位置に向かって予荷重をかけられており、この閉鎖位置において接続管は閉鎖され、ひいては該接続管によって提供される、第２の室と第１の室との間における接続開口は、閉鎖されている。内燃機関の十分な回転数時に、ひいては流入管における増大する排気流もしくは上昇する排気圧時に、第２の流入開口領域において第２の室に達する排気によって、第２の室における排気圧が、ひいては接続管内における排気圧も上昇し、この排気圧の上昇は、排気弁装置が、ばねによって提供される閉鎖力に抗して開放するまで続く。

独国特許発明第１０２００４０４０６３１号明細書に基づいて公知の排気弁装置は、排気管内において閉鎖位置と開放位置との間で旋回可能な弁エレメントを有している。この弁エレメントに作用する脚付ばねによって、弁エレメントは閉鎖位置に向かって予荷重をかけられている。排気圧によって、弁エレメントは、脚付ばねによって生ぜしめられた予荷重力に抗してその開放位置に向かって旋回させられることができる。

米国特許第７４３４５７０号明細書には、排気管内において閉鎖位置と開放位置との間で旋回可能な、排気弁装置の弁エレメントが開示されている。この弁エレメントは、共通の旋回のためにレバーに連結されている。閉鎖位置に向かって弁エレメントを付勢するばねが、レバーに作用する。閉鎖位置から開放位置への弁エレメントの旋回時に、ひいてはレバーの付随する旋回時に、レバーに対してばね力を作用する有効てこ腕長さは、短くなり、その結果、開放位置への弁エレメントの旋回時に徐々に緊張状態が高まるばねの付勢作用は、逓減的に増大する。

本発明の課題は、内燃機関、特に車両用内燃機関の排気流用の排気消音器を改良して、簡単な構造において、確実かつ効果的な消音作用を提供することができるようにすることである。

この課題を解決するために、本発明の構成では、内燃機関、特に車両用内燃機関の排気流用の排気消音器であって、消音器ハウジング内に設けられた第１の室および第２の室と、第１の流入開口領域において第１の室に向かって開放しかつ第２の流入開口領域において第２の室に向かって開放している、排気流入部と、流出開口領域において第１の室に向かって開放している排気流出部と、第１の室と第２の室との間における少なくとも１つの接続開口と、少なくとも１つの接続開口に対応して配置された排気弁装置であって、該排気弁装置の閉鎖位置において少なくとも１つの接続開口を閉鎖する閉鎖領域を有する弁エレメントを備えた、排気弁装置と、を有する排気消音器において、排気弁装置は、閉鎖位置から開放位置に向かって該排気弁装置に負荷を加える操作力を周囲における排気流（Abgasumstroemung）によって生ぜしめる、第２の流入開口領域に対応して配置された操作領域を有している。

本発明のように構成された排気消音器では、主として、第２の室から第１の室への排気流を遮断するためもしくは制限するために設けられた排気弁装置領域と、排気による負荷もしくは周囲における排気流によって、開放位置に向かって排気弁装置に負荷を加える操作力が生ぜしめられる領域とが、互いに構造的にもしくは空間的に隔てられている。閉鎖領域が少なくとも１つの接続開口と共働するのに対して、操作領域は、第２の流入開口領域と、もしくは第２の流入開口領域において第２の室に流入する排気流と共働する。これによって、互いに無関係に独立して構成可能なこの２つの領域を備えた排気弁装置は、両方の領域によって与えられるべき機能を果たすためにそれぞれ最適に構成することができる。

少なくとも１つの接続開口と第２の流入開口領域とを簡単な形式で共働させることができるようにするために、本発明の態様では、排気弁装置は、主として第２の室内に配置されている。

第２の室から第１の室への排気流を効果的に遮断もしくは制限できるようにするために、本発明の態様では、閉鎖領域は、排気弁装置の閉鎖位置において、少なくとも１つの接続開口を、好ましくは第２の室に向けられた側において、少なくとも部分的に覆う弁フラップ領域を有している。このように構成されていると特に、第２の室に存在する排気圧によって、排気弁装置の閉鎖位置に向かって閉鎖領域に負荷を加えることが可能になり、その結果、排気圧によってもしくは閉鎖領域における第２の室と第１の室との間における圧力差だけによって、閉鎖位置に向かって排気弁装置に負荷を加える力作用が生ぜしめられる。従って、排気弁装置の閉鎖位置に向かって弁エレメントを付勢する、例えば予荷重ばねのような追加的な部材を設けることは、必ずしも必要でない。

弁エレメントが排気弁装置の閉鎖位置に接近した場合における、当接ノイズを回避するために、本発明の態様では、弁エレメントに、排気弁装置の閉鎖位置への弁エレメントの移動時における当接を緩衝する当接緩衝装置が対応して配置されている。

このとき、相互の当接を緩衝することが望ましい種々異なった部材と当接緩衝装置を共働させるために、本発明の態様では、当接緩衝装置は当接緩衝材料を有しており、該当接緩衝材料は、第２の流入開口領域を提供する部材におよび／または少なくとも１つの接続開口を提供する部材に設けられ、および／または、第２の流入開口領域を提供する部材および／または少なくとも１つの接続開口を提供する部材と共働する領域において弁エレメントに設けられている。

弁エレメントに負荷を加えるための確定された圧力状態もしくは力状態を調節できるようにするために、本発明の態様では、排気弁装置が閉鎖位置に位置決めされている場合に、第２の室から第１の室への排気漏れ流を提供する第１の漏れ開口装置が設けられている。このような態様において特に、第１の漏れ開口装置は、少なくとも１つの貫流開口を、閉鎖領域におよび／または少なくとも１つの接続開口を提供する部材におよび／または閉鎖領域と少なくとも１つの接続開口を提供する部材との間に有していてよい。このとき分かるように、本発明においては、排気弁装置もしくはその閉鎖領域が第２の室と第１の室との間における接続開口を閉鎖するという記載は、必ずしも、ここにおいて、如何なる流れをも遮断する完全な閉鎖部が設けられねばならないことを、意味しない。

別の特に好適な態様によれば、排気弁装置が閉鎖位置に位置決めされている場合に、閉鎖領域に、第２の室と第１の室との間における圧力差に基づいて、閉鎖位置に向かって負荷が加えられている。閉鎖位置に向かって排気弁装置を付勢する追加的な部材、例えば予荷重ばねのような部材を設けることは、もはや必ずしも必要ではない。

簡単化された構造を提供するために、機能を融合させることができる態様では、当接緩衝装置は、第１の漏れ開口装置の少なくとも１つの部分を提供する。特にこのとき、当接緩衝装置は、フレキシブルな多孔性の当接緩衝材料、好ましくはワイヤメッシュ材料を有しているような態様が可能である。ここで付言すると、本発明において、ワイヤメッシュ材料は、特に金属ワイヤから構成された、多孔構造をもって形成された材料、例えばワイヤクロシェ編成品（Drahtgestrick）、ワイヤニット編成品（Drahtgewirk）、ワイヤ織布またはワイヤフリース材料である。

特に、排気流が存在しない場合でも、閉鎖位置に向かっての確定された負荷を提供できるようにするために、本発明の態様では、排気弁装置には、アシスト力作用によって閉鎖位置に向かって負荷が加えられている。このアシスト力作用は、例えばばね力および／または重力によって提供されていてよい。

一般的に、排気弁装置の開放増大に連れて、排気弁装置の、排気流との相互作用面は減少するので、別の態様では、アシスト力作用は、閉鎖位置から開放位置への排気弁装置の移動時に、逓減的に増大する（degressiv zunehmen）。アシスト力作用のこの増大によって、排気弁装置の開放時に生じる振動を回避することができる。

アシスト力作用のこの増大特性は、例えば、アシスト力装置が、排気弁装置の閉鎖位置への旋回のためにてこの作用を伴って、弁エレメントを付勢するアシスト力ばねを有しており、このとき有効てこ腕長さが、排気弁装置の閉鎖位置から該排気弁装置の開放位置に向かう弁エレメントの旋回時に、少なくとも部分的に短くなる構成によって、提供されることができる。有効てこ腕長さの短縮によって、開放位置への旋回時に弁エレメントに対して作用するトルクが逓減的に増大することが、達成される。

第２の流入開口領域において発生する排気圧もしくは排気流との、操作領域の相互作用によって、排気弁装置を開放するための操作力を提供できるようにするために、本発明の別の態様では、操作領域は、排気弁装置の閉鎖位置において第２の流入開口領域を、好ましくは第２の室に向けられた側において少なくとも部分的に覆う操作フラップ領域を、弁エレメントに有している。

この領域においても確定された圧力状態もしくは流れ状態を、特に、排気弁装置が閉鎖位置において位置決めされている場合に提供できるようにすることを目的として、排気弁装置が閉鎖位置に位置決めされている場合に、排気流入部から第２の室への排気漏れ流を提供するために、第２の漏れ開口装置が設けられている。このような第２の漏れ開口装置を設けることによって、さらに、両方の室の間における音響的な接続部が提供され、これによって両方の室は、一種のヘルムホルツ共鳴器のように相互作用して消音のために役立つことができる。

別の態様によれば、第２の漏れ開口装置は少なくとも１つの貫流開口を、操作領域におよび／または前記第２の流入開口領域を提供する部材に、および／または操作領域と第２の流入開口領域を提供する部材との間に有している。

弁エレメントもしくは排気弁装置の、閉鎖位置とは異なった位置、例えば開放位置における振動を阻止する位置決めを達成するため、もしくはアシストするために、本発明の別の態様では、操作領域は、排気が周囲を流れる少なくとも１つの、好ましくは複数の流れ案内エレメントを有している。排気が周囲を流れる流れ案内エレメントは、操作領域の位置ひいては排気流内における弁エレメントの位置を安定化させる。

本発明に係る排気消音器における消音作用の効果をさらに高めることができるようにするために、本発明の別の態様では、好ましくは消音性の材料を有する第３の室が、消音器ハウジング内において第１の室と第２の室との間に設けられている。

部分的に第２の室を介して延びる、排気流入部から排気流出部への種々異なった排気流路を得るために、本発明の態様では、排気流入部は、第１の室および第３の室を貫通していて第１の流入開口領域において第１の室に向かって開放しかつ第２の流入開口領域において第２の室に向かって開放する少なくとも１つの流入管を有しており、および／または排気流出部は、第２の室および第３の室を貫通し流出開口領域において第１の室に向かって開放する少なくとも１つの流出管を有しており、および／または第３の室を貫通していて接続開口を提供するために第１の室および前記第２の室に向かって開放している少なくとも１つの接続管が設けられている。

本発明はさらに、排気弁装置、特に上に述べた排気消音器において特に好適に使用することができる排気弁装置に関する。この排気弁装置には、弁エレメントが設けられていて、該弁エレメントは、当該排気弁装置の閉鎖位置において排気流を少なくとも部分的に遮断するように位置決め可能な閉鎖領域と、周囲における排気流によって、当該排気弁装置に開放位置に向かって負荷を加える操作力を生ぜしめる操作領域と、を備えている。

このような排気弁装置において、特に閉鎖位置においても、製造誤差もしくは組立て誤差によってほとんど影響を受けない、確定された同じ圧力状態もしくは流れ状態を生ぜしめることができるようにするために、本発明の態様では、閉鎖領域に、排気弁装置が閉鎖位置に位置決めされている場合に排気漏れ流を提供する少なくとも１つの貫流開口が設けられており、および／または操作領域に、排気弁装置が閉鎖位置に位置決めされている場合に排気漏れ流を提供する少なくとも１つの貫流開口が設けられ、および／または少なくとも１つの流れ案内エレメントが設けられている。

さらに別の態様では、当該排気弁装置の閉鎖位置に向かって弁エレメントを付勢する少なくとも１つの弁ばねが設けられており、このとき当該排気弁装置の閉鎖位置から当該排気弁装置の開放位置への弁エレメントの移動時における付勢作用が、逓減的に増大する。

本発明に係る弁エレメントにおいて、一方では、閉鎖領域の領域において、閉鎖位置に向かって弁エレメントに加えられる負荷を、排気圧力差によって生ぜしめることができるようにするため、かつ他方では、操作領域において、開放位置に向かって弁エレメントを移動させる操作力を、周囲における排気流もしくは排気圧力差によって生ぜしめることができるようにするために、本発明の別の態様では、弁エレメントは、旋回支持領域において旋回軸線を中心にして旋回可能であり、操作領域は、閉鎖領域に比べて、旋回支持領域に対して大きな間隔をおいて設けられている。

次に図面を参照しながら、本発明を詳説する。

内燃機関の排気流のための排気消音器を示す原理図である。 図１に示した排気消音器において使用可能な排気弁装置を示す原理図である。

図１に示した排気消音器１０は、消音器ハウジング１２を有している。消音器ハウジング１２内には、第１の室１４、第２の室１６および、第１の室１４と第２の室１６との間における第３の室１８が形成されている。壁２０によって第１の室１４は第３の室１８から隔てられている。壁２２によって、第３の室１８は第２の室１６から隔てられている。

主として排気流入部２４を提供する流入管２６が、第１の室１４の領域において消音器ハウジング１２内に延びている。流入管２６は、第１の室１４内において延びている領域に、流入管２６から分岐するように位置決めされた分岐管２８によって提供された第１の流入開口領域３０を有している。この第１の流入開口領域３０において、流入管２６は第１の室１４に開放している。流入管２６は、第１の室１４、壁２０、第３の室１８および壁２２を貫通しており、例えば流入管２６の、第２の流入開口領域３２を提供する端部領域３４は、第２の室１６内にまで延びている。

主として排気流出部３６を提供する流出管３８は、例えば壁２０の領域に位置する端部領域４０において、第１の室１４に通じる流出開口領域４２で開放している。流出管３８は、第３の室１８、壁２２および第２の室１６を貫通している。第３の室１８の領域において延びている長手方向領域において、流出管３８は、多数の貫通開口４４を有しており、これらの貫通開口４４を介して、流出管３８は、第３の室１８に対して開放している。第３の室１８は、さらに好ましくは、消音性材料４６、例えば多孔性材料または繊維状材料によって満たされている。開口４４を介して第３の室１８は、流出管３８の内部と音響接続されているので、第３の室１８内に位置決めされた消音性材料４６との相互作用においても、反射もしくは吸収による消音効果を得ることができる。さらに付言すれば、基本的に、第３の室１８は、流入管２６を介して消音器ハウジング１２内に流入しかつ流出管３８を介して消音器ハウジング１２から流出する排気Ａによって貫流され得ない。

第１の室１４はさらに、第３の室１８もしくは壁２０，２２を貫通する接続管４８を介して、第２の室１６に接続されている。この接続管４８は、第１の室１４と第２の室１６との間における接続開口５０を提供する。

図２に詳細に示した弁装置５２は、第２の室１６内にもしくは第３の室１８への第２の室１６の隣接領域に配置されている。排気弁装置５２は、旋回支持領域５４において例えば壁２２において、図１および図２の図平面に対して垂直な旋回軸線を中心にして旋回可能な弁エレメント５６を有している。弁エレメント５６は、旋回支持領域５４の近傍に位置する領域に、弁フラップ状の閉鎖領域５８を提供しており、この閉鎖領域５８によって弁エレメント５６は、接続開口５０を提供する接続管４８と閉鎖相互作用させることができる。このことは例えば図１において認識可能であるように、接続管４８の端部領域６０が、第２の室１６内にまで延びていてよいので、図１に示した排気弁装置５２の閉鎖位置において、弁エレメント５６の閉鎖領域５８は、接続管４８の端部領域６０を覆うように、ひいては接続開口５０をほぼ閉鎖するように位置決めされている。

閉鎖領域５８には、少なくとも１つの貫流開口６２が設けられていてよく、この貫流開口６２を通して、閉鎖領域５８が接続管４８の端部領域６０に接触している、もしくは接続開口５０を覆っている場合にも、第２の室１６から第１の室１４への漏れ流のための確定された流れ横断面が提供されている。貫流開口６２は、音響的な利点に基づいて、弁エレメント５６に設けられた１つまたは複数の小管によって提供されていてもよい。

弁エレメント５６の、旋回支持領域５４からさらに離れて位置する部分には、操作領域６４が設けられている。この操作領域６４は、該操作領域６４が特に排気弁装置５２の閉鎖位置において第２の流入開口領域３２の領域において、つまり流入管２６の端部領域３４の領域において位置決めされるように、特にこの端部領域３４を弁フラップ状に覆うように位置決めされるように、構成もしくは位置決めされている。

操作領域６４において、弁エレメント５６は、１つまたは複数の貫流開口６６を有しており、このもしくはこれらの貫流開口６６を通して、閉鎖位置に位置決めされた排気弁装置５２においても、第２の流入開口領域３２における流入管２６から第２の室１６への漏れ流もしくは排気流が可能である。さらに弁エレメント５６の操作領域６４には、本実施形態では、複数のリブ状またはフィン状に形成された流れ案内エレメント６８が設けられており、これらの流れ案内エレメント６８の間には、排気貫流通路が形成されている。例えば別個に取り付けられた部材によってまたは切離し部または成形部によって提供された、これらの流れ案内エレメント６８は、操作領域６４の周りを流れる排気、特に貫流開口６６を貫流する排気をも、確定されたように案内し、これによって排気が操作領域６４の周りを流れる場合に、一方では安定した排気流が得られ、かつ他方では、排気流における弁エレメント５６の位置が安定させられる。貫流開口６６によって、操作領域６４が排気弁装置の閉鎖位置において流入管２６を覆っている場合でも、第１の室１４と第２の室１６との間における音響接続部が生ぜしめられる。

図２には、弁エレメント５６に対応して配置されて、さらに該弁エレメントを排気弁装置５２の閉鎖方向に付勢するばね７０が認識可能である。このばね７０は、一方では弁エレメント５６において、例えば閉鎖領域５８と操作領域６４との間において作用する。他方においてばね７０は、位置固定の部材または構成群に、例えば壁２２にまたは接続管４８に、または排気弁装置５２に対応して配置されていて弁エレメント５６を旋回支持領域５４に旋回可能に支持する部材に、作用する。ばね７０が、もしくは弁エレメント５６におけるばね７０の作用点７２が、旋回支持領域５４に関して横にずらされて位置決めされていることに基づいて、弁装置５２の閉鎖位置において、有効てこ腕長さＨが生ぜしめられ、この有効てこ腕長さＨによって、ばね７０は弁エレメント５６に作用するので、ばね７０によって提供されるばね力の考慮下で、弁エレメント５６には、ばね力と有効てこ腕長さＨとによって決定されたトルクで、閉鎖位置に向かって負荷が加えられる。弁エレメント５６が、図１もしくは図２に示した、弁装置５２の閉鎖位置に相当する旋回位置を起点として、排気弁装置５２の開放位置に向かって旋回する（これは図１および図２の図示において逆時計回り方向における矢印Ｓの方向での旋回に相当する）と、ばね７０の緊張増大時に、ひいてはばね７０によって提供されるばね力の増大時に、有効てこ腕長さＨが短縮する。これによって、弁エレメント５６を排気弁装置５２の閉鎖位置に向かって引っ張る力作用は、確かに増大するが、この増大は、短くなる有効てこ腕長さに基づいて、旋回が進むに連れて、より僅かな値において、つまり逓減的に行われる。このことはまた、開放位置に向かっての旋回時に、旋回角単位毎に生じるばね７０の長さ変化が僅かになることによってもアシストされる。

図１および図２に示すように、またばね７０の準備とは無関係に、例えば弁エレメント５６が角度を成して外側に構成されていることに基づいて、弁エレメント５６は、重力によってアシストされて、排気弁装置５２の閉鎖位置に向かって負荷を加えられており、もしくは、このように弁装置５２が閉鎖位置に向かって重力によってアシストされて負荷を加えられるように、位置決めされてよい。従って、基本的には、閉鎖位置に向かって弁エレメント５６に予荷重を加えるばね７０、もしくは閉鎖位置に弁エレメント５６を保持するばね７０を設けることは、省くことができる。排気弁装置５２の閉鎖位置に向かって、弁エレメント５６に対して、重力によってアシストされて予荷重を加える場合に、簡単に、逓減的に増大するアシスト力作用を提供できるようにするために、例えば弁エレメント５６に追加的な質量Ｍが設けられていてよい。この質量Ｍは、旋回支持領域５４に対してずらされて、つまりてこ作用を提供するために配置されていてよい。弁エレメント５６が図２の図示において逆時計回り方向に旋回すると、追加的な質量Ｍによって提供される有効てこ腕長さは短くなることができ、これによって、追加的な質量Ｍによって提供されかつ弁エレメント５６に弁装置５２の閉鎖位置に向かって負荷を加える力作用が低下する。このとき、追加的な質量Ｍは水平方向において旋回支持領域５４を越えて移動し、弁エレメント５６にその開放位置に向かって負荷を加える力作用が発生するようになっていてよい。つまり、このような追加的な質量Ｍを準備することによって、弁エレメント５６に、同じ全質量重心の位置、つまり閉鎖位置からの変位時および開放位置への移動時に確かに基本的には、弁エレメント５６に、弁装置５２の閉鎖位置に向かって負荷を加える力が増大するが、このアシスト力作用の逓減的な増大が得られるような、同じ全質量重心の位置を得ることができる。

弁エレメント５６が開放位置を起点として弁装置５２の閉鎖位置への移動時に、流入管２６もしくは接続管４８に接近した場合に、当接ノイズが発生することを回避するために、弁エレメント５６には、当接緩衝装置８０が対応して配置されている。図２に示した実施形態では、当接緩衝装置８０は、弁エレメント５６の、接続管４８と共働する領域に設けられている。弁エレメント５６が、弁装置５２の閉鎖位置への移動時に、この領域で接続管４８に接近すると、当接緩衝装置８０の当接緩衝材料８２が、接続管４８に接触する。当接緩衝材料８２はこのとき、好ましくは多孔性のフレキシブルな材料であり、この材料は、接続管４８への弁エレメント５６の接近時に変形可能である。ここでは例えば、弁エレメント５６に、溶接によって、好ましくは抵抗点溶接によって固定されたワイヤメッシュ材料が、例えばリング状の構造をもって、接続管４８と共働するために設けられていてよい。このようなワイヤメッシュ材料は、さらに、その多孔性構造に基づいて接続管４８への漏れ流を可能にするために、利用することができる。つまり当接緩衝材料８２は、それが接続管４８と弁エレメント５６との間に位置決めされている場合でも、つまり弁エレメント５６が当接緩衝材料８２を介して接続管４８の端部領域６０に接触している場合でも、接続管４８を介した第２の室１６と第１の室１４との間における排気流を可能にすることができる。択一的にまたは追加的に、このような当接緩衝材料は、弁エレメント５６が、該弁エレメント５６の、流入管２６の端部領域３４と共働する領域にも、設けられていてよい。このとき接続管４８を介した漏れ流をも保証するために、貫流開口６２を提供する代わりにまたは貫流開口６２に加えて、弁エレメント５６と流入管２６の端部領域３４との間に位置決めされる当接緩衝材料によって、弁エレメント５６の閉鎖領域５８が、接続管４８の端部領域６０から間隔をおいて保持されているような、配置形態が可能である。さらに付言すれば、択一的にまたは追加的にこのような当接緩衝材料８２は、接続管４８の端部領域に、および／または流入管２６の端部領域３４に設けられていてもよい。

排気系が排気消音器１０を備えている内燃機関の運転中に、内燃機関から排出された排気Ａは、流入管２６を介して消音器ハウジング１２に流入する。第１の流入開口領域３０を介して、排気Ａの大部分は第１の室１４に流入することができる。第１の室１４から、排気Ａは流出管３８を通って流れ、ひいては排気系のさらに続く部分に達する、もしくは周囲に向かって放出される。操作領域６４における貫流開口６６と閉鎖領域５８における貫流開口６２とに基づいて、排気流の一部は、第２の流入開口領域３２を介して第２の室１６に達し、かつ接続管４８もしくは接続開口５０を介して第１の室１４に達する。このとき第２の室１６においては排気圧が形成され、この排気圧は、一般的に周囲に向かって流出管３８を介して開放する第１の室１４における排気圧よりも、高圧になる。この圧力差に基づいて、弁エレメント５６の閉鎖領域５８は、接続管４８に向かって負荷を加えられ、その結果、基本的に、第２の室１６と第１の室１４との間において形成される圧力差によって、弁装置５２をその閉鎖位置へと予荷重が加えられている。上において既に述べたように、この予荷重は、追加的に設けられたばね７０によっておよび／または弁エレメント５６に作用する重力によって、アシストされていてよい。

内燃機関の回転数の増加に連れて、ひいては流入管２６における排気流もしくは排気圧の増加もしくは上昇に連れて、操作領域６４には、この操作領域６４に流入管２６から離反する方向に負荷を加える操作力も増大して発生する。限界回転数もしくは限界排気圧の到達時に、操作領域６４において発生した操作力は、閉鎖領域５８において圧力差に基づいて存在する閉鎖力を上回り、このことは一方では、流入管２６が、接続管４８よりも大きな横断面を有していることによって、かつ他方では、操作領域６４が、旋回支持領域５４に関して、閉鎖領域５８よりも大きな間隔、ひいては大きなてこ腕長さを有していることによっても、条件付けることもしくはアシストすることが可能である。これによって、弁エレメント５６は、図１および図２に示した位置を起点として旋回し、かつ第２の室１６と第１の室１４との間における接続開口５０は、進行する旋回と共に徐々に大きく開放することになる。その結果、排気流の増大する部分が、第２の室１６および接続管４８を介して第１の室１４に流入し、かつこの第１の室１４を介して流出管３８に流入する。

弁エレメント５６の操作領域６４に流れ案内エレメント６８を設けることによって、弁エレメント５６を、その閉鎖位置から変位された場合に、排気流内において安定的に保持することが保証され、その結果、弁エレメント５６が振動するおそれが回避される。このことは、例えばばね７０のようなアシスト力を供給するばねの存在を、完全に省けるようにするため、または、ばね７０が設けられている場合には、このばね７０を、排気弁装置５２の開放位置への弁エレメント５６の旋回時に、逓減的に増大する力作用を提供するために、役立つ。このようなアシスト力作用を提供するばねエレメントを省くことには、さらに、比較的高温の排気流にさらされるばねエレメントの力特性における経年変化を回避することができる、という利点がある。

さらに付言すれば、図１に示した排気消音器は、本発明の原理を逸脱することなしに、種々様々な変化態様が可能である。例えば、もちろん、ばねエレメントによって提供されるアシスト力は、必ずしも引張りコイルばねによって提供されるものではなく、例えば、渦巻きばね、板ばねまたはオメガばねまたは種々異なったばねエレメントの組合せのような、別の形で構成されたばねによっても、提供することができる。接続開口もしくは第２の流入開口領域を、上に述べたように、確定された漏れ流を維持しながら閉鎖できるようにするために、弁エレメントを他の位置に、例えば消音器ハウジングに旋回可能に取り付けることも可能である。また、場合によっては第３の室を省くことも可能であり、このような場合には、第２の室を第１の室から隔てる壁が設けられ、この壁において、例えば相応の開口またはこの壁を貫通する管によって、接続開口もしくは第２の流入開口領域を設けることができる。

Claims (24)

1. 内燃機関、特に車両用内燃機関の排気流用の排気消音器であって、
   消音器ハウジング（１２）内に設けられた第１の室（１４）および第２の室（１６）と、
   第１の流入開口領域（３０）において第１の室（１４）に向かって開放しかつ第２の流入開口領域（３２）において第２の室（１６）に向かって開放している、排気流入部（２４）と、
   流出開口領域（４２）において前記第１の室（１４）に向かって開放している排気流出部（３６）と、
   前記第１の室（１４）と前記第２の室（１６）との間における少なくとも１つの接続開口（５０）と、
   前記少なくとも１つの接続開口（５０）に対応して配置された排気弁装置（５２）であって、該排気弁装置（５２）の閉鎖位置において前記少なくとも１つの接続開口（５０）を閉鎖する閉鎖領域（５８）を有する弁エレメント（５６）を備えた、排気弁装置（５２）と、
   を有する排気消音器において、
   前記排気弁装置（５２）は、前記閉鎖位置から開放位置に向かって該排気弁装置（５２）に負荷を加える操作力を、周囲における排気流によって生ぜしめる、前記第２の流入開口領域（３２）に対応して配置された操作領域（６４）を有していることを特徴とする、排気消音器。
2. 前記排気弁装置（５２）は、主として前記第２の室（１６）内に配置されている、請求項１記載の排気消音器。
3. 前記閉鎖領域（５８）は、前記排気弁装置（５２）の前記閉鎖位置において、前記少なくとも１つの接続開口（５０）を、好ましくは前記第２の室（１６）に向けられた側において、少なくとも部分的に覆う弁フラップ領域を有している、請求項１または２記載の排気消音器。
4. 前記弁エレメント（５６）に、前記排気弁装置（５２）の閉鎖位置への前記弁エレメント（５６）の移動時における当接を緩衝する当接緩衝装置（８０）が対応して配置されている、請求項１から３までのいずれか１項記載の排気消音器。
5. 前記当接緩衝装置（８０）は当接緩衝材料（８２）を有しており、該当接緩衝材料（８２）は、前記第２の流入開口領域（３２）を提供する部材（２６）におよび／または前記少なくとも１つの接続開口（５０）を提供する部材（４８）に設けられ、および／または、前記第２の流入開口領域（３２）を提供する前記部材（２６）および／または前記少なくとも１つの接続開口（５０）を提供する前記部材（４８）と共働する領域において前記弁エレメント（５６）に設けられている、請求項４記載の排気消音器。
6. 前記排気弁装置（５２）が閉鎖位置に位置決めされている場合に、前記第２の室（１６）から前記第１の室（１４）への排気漏れ流を提供する第１の漏れ開口装置が設けられている、請求項１から５までのいずれか１項記載の排気消音器。
7. 前記第１の漏れ開口装置は、少なくとも１つの貫流開口（６２）を、前記閉鎖領域（５８）におよび／または前記少なくとも１つの接続開口（５０）を提供する部材（４８）におよび／または前記閉鎖領域（５８）と前記少なくとも１つの接続開口（５０）を提供する前記部材（４８）との間に有している、請求項６記載の排気消音器。
8. 前記当接緩衝装置（８０）は、前記第１の漏れ開口装置の少なくとも１つの部分を提供する、請求項４，６，７のいずれか１項記載の排気消音器。
9. 前記当接緩衝装置は、フレキシブルな多孔性の当接緩衝材料（８２）、好ましくはワイヤメッシュ材料を有している、請求項８記載の排気消音器。
10. 前記排気弁装置（５２）が閉鎖位置に位置決めされている場合に、前記閉鎖領域（５８）に、前記第２の室（１６）と前記第１の室（１４）との間における圧力差に基づいて、閉鎖位置に向かって負荷が加えられている、請求項１から９までのいずれか１項記載の排気消音器。
11. 前記排気弁装置（５２）には、アシスト力作用によって閉鎖位置に向かって負荷が加えられている、請求項１から１０までのいずれか１項記載の排気消音器。
12. 前記アシスト力作用は、ばね力および／または重力によって提供されている、請求項１１記載の排気消音器。
13. 前記アシスト力作用は、閉鎖位置から開放位置への前記排気弁装置（５２）の移動時に、逓減的に増大する、請求項１１または１２記載の排気消音器。
14. アシスト力装置が、前記排気弁装置（５２）の閉鎖位置への旋回のためにてこの作用を伴って、前記弁エレメント（５６）を付勢するアシスト力ばね（７０）を有しており、このとき有効てこ腕長さ（Ｈ）が、前記排気弁装置（５２）の閉鎖位置から該排気弁装置（５２）の開放位置に向かう前記弁エレメント（５６）の旋回時に、少なくとも部分的に短くなる、請求項１３記載の排気消音器。
15. 前記操作領域（６４）は、前記排気弁装置（５２）の閉鎖位置において第２の流入開口領域（３２）を、好ましくは前記第２の室（１６）に向けられた側において少なくとも部分的に覆う操作フラップ領域を、前記弁エレメント（５６）に有している、請求項１から１４までのいずれか１項記載の排気消音器。
16. 前記排気弁装置（５２）が閉鎖位置に位置決めされている場合に、前記排気流入部（２４）から前記第２の室（１６）への排気漏れ流を提供する、第２の漏れ開口装置が設けられている、請求項１５記載の排気消音器。
17. 前記第２の漏れ開口装置は少なくとも１つの貫流開口（６６）を、前記操作領域（６４）におよび／または前記第２の流入開口領域（３２）を提供する部材（２６）に、および／または前記操作領域（６４）と前記第２の流入開口領域（３２）を提供する前記部材（２６）との間に有している、請求項１６記載の排気消音器。
18. 前記操作領域（６４）は、排気が周囲を流れる少なくとも１つの、好ましくは複数の流れ案内エレメント（６８）を有している、請求項１から１７までのいずれか１項記載の排気消音器。
19. 好ましくは消音性の材料（４６）を有する第３の室（１８）が、前記消音器ハウジング（１２）内において前記第１の室（１４）と前記第２の室（１６）との間に設けられている、請求項１から１８までのいずれか１項記載の排気消音器。
20. 前記排気流入部（２４）は、前記第１の室（１４）および前記第３の室（１８）を貫通していて前記第１の流入開口領域（３０）において前記第１の室（１４）に向かって開放しかつ前記第２の流入開口領域（３２）において前記第２の室（１６）に向かって開放する少なくとも１つの流入管（２６）を有しており、および／または前記排気流出部（３６）は、前記第２の室（１６）および前記第３の室（１８）を貫通していて前記流出開口領域（４２）において前記第１の室（１４）に向かって開放する少なくとも１つの流出管（３８）を有しており、および／または前記第３の室（１８）を貫通していて接続開口（５０）を提供するために前記第１の室（１４）および前記第２の室（１６）に向かって開放している接続管（４８）が設けられている、請求項１９記載の排気消音器。
21. 排気弁装置、特に請求項１から２０までのいずれか１項記載の排気消音器用の排気弁装置であって、弁エレメント（５６）が設けられていて、該弁エレメント（５６）は、当該排気弁装置（５２）の閉鎖位置において排気流を少なくとも部分的に遮断するように位置決め可能な閉鎖領域（５８）と、周囲における排気流によって、当該排気弁装置（５２）に開放位置に向かって負荷を加える操作力を生ぜしめる操作領域（６４）と、を備えていることを特徴とする、排気弁装置。
22. 前記閉鎖領域（５８）に、排気弁装置（５２）が閉鎖位置に位置決めされている場合に排気漏れ流を提供する少なくとも１つの貫流開口（６２）が設けられており、および／または前記操作領域（６４）に、排気弁装置（５２）が閉鎖位置に位置決めされている場合に排気漏れ流を提供する少なくとも１つの貫流開口（６６）が設けられ、および／または少なくとも１つの流れ案内エレメント（６８）が設けられている、請求項２１記載の排気弁装置。
23. 当該排気弁装置（５２）の閉鎖位置に向かって前記弁エレメント（５６）を付勢する少なくとも１つの弁ばね（７０）が設けられており、このとき当該排気弁装置（５２）の閉鎖位置から当該排気弁装置（５２）の開放位置への前記弁エレメント（５６）の移動時における付勢作用が、逓減的に増大する、請求項２１または２２記載の排気弁装置。
24. 前記弁エレメント（５６）が、旋回支持領域において旋回軸線を中心にして旋回可能であり、前記操作領域（６４）が、前記閉鎖領域（５８）に比べて、前記旋回支持領域（５４）に対して大きな間隔をおいて設けられている、請求項２１から２３までのいずれか１項記載の排気弁装置。

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