APARATO DE ABSORCIÓN DE VIBRACIÓN PARA EL SISTEMA DE ESCAPE DE UN MOTOR
Campo del Invento La presente invención se refiere a un aparato de absorción de vibración para un sistema de escape de un motor, en donde el sistema de escape tiene un múltiple escape que se extiende hacia abajo en forma relativa a un motor colocado en forma transversal en el cuerpo de un vehículo (denominado como un motor transversal que tiene un cigüeñal que se extiende en una dirección substancialmente perpendicular a una dirección de adelante hacia atrás del cuerpo del vehículo) y que está conectado a las puertas de escape abiertas en una parte trasera del motor, y también está conectado a una tubería de escape.
Antecedentes del Invento Convencionalmente , en un vehículo que tiene el motor transversal, un sistema de escape conectado a las puertas de escape del motor está soportado en un cuerpo del vehículo por medio de un elemento de soporte elástico, y se conoce un aparato de absorción de vibración para el sistema de escape, en el cual una estructura de absorción de vibración, tal como un tubo flexible y/o una unión esférica, está conectado al sistema de escape en una posición intermedia en la dirección longitudinal de la misma, para amortiguar las vibraciones de rodamiento alrededor de un centro de rodamiento del motor, el cual está en forma substancialmente paralela a un eje del cigüeñal del mismo, haciendo de este modo que sea difícil que las vibraciones sean transmitidas al cuerpo del vehículo (por ejemplo, referirse a la publicación examinada del modelo de utilidad Japonés No. Hei. 6-12985 ( JP-B-6-12985U) . Incidentalmente , en un vehículo en el cual un sistema de escape está colocado para conectarse a la parte frontal del motor, el cual está instalado en forma transversal en el cuerpo del vehículo, ya que el sistema de escape pasa bajo el motor para extenderse hasta la parte trasera del cuerpo del vehículo, el tubo flexible puede estar colocado en forma relativamente cercana al centro de rodamiento del motor. Por lo tanto, la transmisión de vibraciones de rodamiento de motor al sistema de escape pueden ser amortiguadas en forma efectiva a través de la extensión y contracción del tubo flexible. Por otra parte, en un caso en donde el sistema de escape está colocado en la parte trasera del motor instalado en forma transversal, ya que el sistema de escape no pasa bajo el motor, el tubo flexible tiene que estar colocado en la parte trasera del motor y por lo tanto colocado lejos del centro de rodamiento del motor. De manera consecuente, se incrementa el desplazamiento del tubo flexible por ángulo de rodamiento de la unidad del motor, y como resultado, se origina un problema con respecto a que se reduce la durabilidad del tubo flexible y tampoco se puede lograr el efecto de amortiguación de vibración esperado. Además, con el objeto de resolver este problema, el tubo flexible costoso tiene que ser más grande, originando esto otro problema con respecto al costo de producción el cual tiene que ser marcadamente incrementado.
Sumario del Invento La presente invención se realizó en estas situaciones. Es un objeto de la presente invención proporcionar un aparato de absorción de vibración novedoso para un sistema de escape de un motor, en donde el sistema de escape está colocado en la parte trasera del motor. En la presente invención, están proporcionadas tanto una unión esférica como una flexible a lo largo del sistema de escape, para resolver los problemas a través de un efecto sinérgico de utilizarlas juntas. El objeto se puede lograr mediante un aspecto de la presente invención, proporcionando un aparato de absorción de vibración para un sistema de escape de un motor en el cual el múltiple de escape que se extiende hacia abajo en forma relativa a un motor colocado en forma transversal en un cuerpo del vehículo, está conectado a las puertas de escape abiertas en la parte trasera del motor, una tubería de escape está conectada al múltiple del escape. La tubería del escape comprende una parte de la tubería de escape primaria y una parte de la tubería de escape secundaria. La parte de la tubería de escape primaria está conectada a un extremo de corriente descendente del múltiple del escape. La parte de la tubería de escape primaria tiene una parte curva y se extiende hacia abajo y hacia atrás del motor. La parte de la tubería de escape secundaria está conectada a la parte de la tubería de escape primaria y se extiende hacia atrás. En el aparato de absorción de vibración, está colocada una unión esférica entre el extremo de corriente descendente del múltiple del escape y un extremo de corriente ascendente de la parte de la tubería de escape primario, de tal manera que están cerca del motor. Además, el aparato, la parte de la tubería de escape secundaria comprende una parte de soporte que soporta la tubería de escape en una parte del cuerpo del vehículo, y también está colocado un tubo flexible en la corriente ascendente en la parte de soporte. Por lo tanto, cuando los rodillos largos del motor serán colocados, debido al arranque abrupto o desaceleración del vehículo, se asegura que este desplazamiento de rodamiento grande es absorbido por la unión esférica para que el desplazamiento de rodamiento no sea transmitido al tubo flexible, por lo que la longitud del tubo flexible puede ser ajustada a una longitud corta, para absorber principalmente los desplazamientos de vibración longitudinal que ocurren mientras que el vehículo corre en forma normal. Por lo tanto, es posible absorber en forma efectiva las vibraciones originadas por el desplazamiento de rodamiento del motor, generalmente a través del efecto sinérgico de la unión esférica y el tubo flexible, y por lo tanto se puede reducir de este modo, tanto como sea posible, la vibración del cuerpo del vehículo atribuida a las vibraciones originadas por el desplazamiento de rodamiento del motor. Además, se puede reducir el precio y costo de la totalidad del sistema de escape, como resultado de la reducción la longitud del tubo flexible, y además, se puede incrementar la durabilidad del tubo flexible .
Breve Descripción de los Dibujos La figura 1, muestra una vista en planta de un aparato de absorción de vibración utilizado en un sistema de escape de un motor E; La figura 2, muestra una vista expandida de una parte de la figura 1, tal como es vista desde una dirección indicada por medio de la flecha 2, que se encuentra en la misma. La figura 3, muestra una vista alargada de una parte de la figura 2;
La figura 4, muestra una vista de una parte de la figura 3, conforme es vista en una dirección indicada por la flecha 4 que se encuentra en la misma; La figura 5, muestra una vista seccionada tomada a lo largo de la linea 5-5 de la figura 3 ; La figura 6, muestra una vista seccionada tomada a lo largo de la linea 6-6 de la figura 3; y La figura 7, muestra una vista seccionada tomada a lo largo de la linea 7-7 de la figura 3.
Descripción Detallada del Invento A continuación se describirá una modalidad preferida de la presente invención, la cual está basada en una modalidad de la invención ilustrada en los dibujos adjuntos. Esta es una modalidad en la cual la invención es aplicada a un vehículo provisto con un motor de cuatro cilindros en línea. La figura 1 muestra una vista de planta de un aparato de absorción de vibración de acuerdo con la presente invención utilizado en un sistema de escape de un motor. La figura 2 es una vista expandida de una porción de la figura 1 como se puede apreciar a partir de la dirección indicada por una flecha 2 en la misma. La figura 3 es una vista expandida de una porción de la figura 2. La figura 4 es una vista de una porción de la figura 3 tal y como se aprecia en la dirección indicada por una flecha 4 en la misma. La figura 5 es una vista seccional tomada a lo largo de la linea 5-5 de la figura 3. La figura 6 es una vista seccional tomada a lo largo de la linea 6-6 de la figura 3 y la figura 7 es una vista seccional tomada a lo largo de la linea 7-7 de la figura 3. En las figuras 1 y 2, un motor E para utilizarse en la conducción de un vehículo V está instalado en forma transversal en una sub-estructura que constituye parte de un cuerpo del vehículo V a través de los montajes del motor frontales y traseros 2, 3. (Se debe observar que el motor E está instalado en el vehículo de tal manera que una dirección del eje de un cigüeñal 4 del motor E, intercepta en ángulo recto con una dirección longitudinal del vehículo V) . Este motor es un motor de cuatro cilindros en línea de cuatro ciclos. El motor comprende un bloque de cilindros 5 en el cual los cuatro cilindros están ajustados en paralelo, una cabeza de cilindros 6 unida en el bloque del cilindro 5, una cubierta de leva 7 que cubre una parte superior de la cabeza del cilindro 6 y un recipiente de aceite 8 unido a la parte inferior de una parte del estuche de la manivela del bloque del cilindro 5. Posteriormente, una trasmisión 9 está conectada a un extremo del motor E en la dirección del cigüeñal 4 y una flecha de salida 10 de la transmisión 9 está conectada a las ruedas de transmisión izquierdas y derechas del vehículo V a través de un mecanismo de transmisión de potencia, no mostrada. Tal como se mostró en la figura 2, el motor E tiene un eje de rotación de vibración o un eje de rodamiento L-L el cual pasa el centro de gravedad G y está en forma paralela con el cigüeñal 4, y mientras que el vehículo V es operado, el motor E gira para ser desplazado en las direcciones longitudinales alrededor del eje de rodamiento L-L como un centro de rodamiento. Las cuatro puertas de entrada 11 se abren en forma paralela en una parte frontal (una parte izquierda tal como es vista en las figuras 1 y 2) del motor E, y un sistema de entrada In está conectado a estas puertas de entrada 11. Además, las cuatro puertas de escape 12 están abiertas en forma paralela en una parte trasera (una parte derecha tal como es vista en la figura 1) del motor V, y el sistema de escape Ex está conectado a estas puertas de escape 12. El sistema de escape Ex comprende un múltiple del escape 14 conectado en forma integral a las puertas de escape 12 en un extremo de corriente ascendente del mismo, y una tubería de escape 15 está conectada a un extremo de corriente descendente del múltiple del escape 14. La tubería de escape 15 comprende una parte de la tubería de escape primario 16 la cual está colocada en la parte de corriente ascendente y una parte de la tubería de escape secundaria 17 que está colocada en la parte de corriente descendente. Además una unión esférica 18 está interpuesta entre el múltiple del escape 14 y la parte de la tubería de escape primaria 16, y un tubo flexible 19 está interpuesto entre la parte de la tubería de escape primaria 16 y la parte de la tubería de escape secundario 17. Además, un convertidor catalítico 20 está interpuesto en una posición intermedia a lo largo de la longitud de la parte de la tubería de escape secundario 17.
Incidentalmente, este sistema de escape Ex está diseñado para absorber en forma efectiva el desplazamiento de rodamiento del motor E el cual ocurre cuando el motor E rueda mucho para vibrar o para ser desplazado mientras el vehículo está en movimiento, en particular, cuando el vehículo arranca en forma abrupta, acelera o desacelera reduciendo de este modo, tanto como sea posible la vibración del vehículo originado por el desplazamiento de rodamiento del motor E. El sistema de escape Ex de la modalidad de acuerdo con la presente invención, será descrito con mayor detalle más adelante. Tal como se muestra de manera clara en las figuras 3 y 4, cuatro tuberías de ramificación 14a del múltiple del escape 14, son curvas para ser conectadas, respectivamente, a las puertas de escape asociadas 12 del motor E en los extremos de corriente ascendente del mismo, y se extienden hacia abajo a lo largo de la parte trasera del motor E mientras que convergen en forma gradual. Los extremos de corriente descendente de las tuberías de derivación, están elaborados para abrir hacia abajo y están conectados en forma integral a una sola parte de recolección de escape 14b. La parte de recolección de escape 14b tal como se muestra en la figura 2, está conectada a un extremo de corriente ascendente de la parte de la tubería de escape primaria 16 por medio de la unión esférica 18 en una posición cercana a la parte trasera del motor E. Tal como se muestra en las figuras 5 y 6, la unión esférica 18 comprende una primera brida de conexión 22 la cual constituye una de las mitades de la unión, una segunda brida de conexión 23 la cual constituye la otra mitad de unión y una junta 24 la cual está sujetada a presión entre las dos bridas 22, 23. La junta 24 está elaborada de un material resistente al calor tal como carbono, tiene en el centro de la misma una abertura 24a para el paso de gases del escape y tiene en una parte de la misma una parte esférica 24b que rodea la abertura 24a. La junta 24 está en contacto con la primera brida de conexión 22 en el otro lado 24c de la misma, la cual es plana. Además, la parte esférica 24b está en contacto deslizable con el asiento esférico 23a formado en la segunda brida de conexión 23. La primera y segunda bridas de conexión 22, 23 están acopladas juntas en un modo de resorteo por medio de un resorte 26 con una probabilidad de tuercas y tornillos 25. Tal como se muestra claramente en la figura 6, la parte de recolección de escape 14b del múltiple del escape 14, está insertado en forma integral en una parte central de la primera brida de conexión 22 la cual constituye una mitad de la unión (la mitad superior de la unión, tal como es vista en las figuras 2 y 3) de la unión esférica 18 para comunicarse entre ellas, el extremo de corriente ascendente abierto hacia arriba de la parte de la tubería de escape primaria 16, está insertado en forma integral en una parte central de la segunda brida de conexión 23 la cual constituye la otra mitad de la unión (o inferior, tal como es vista en la figura 3) de la unión esférica 18, para comunicación entre ellas. De manera consecuente, los gases del escape que fluyen a través del múltiple del escape 14, pasan a través de la unión esférica 18 para fluir en la parte de la tubería de escape primario 16. Tal como se muestra en las figuras 2, 3 y 5, está fijo un tirante 29 a la mitad de la unión que está conectada a la parte del múltiple de escape 14, por ejemplo, la primera brida de conexión 22, con una pluralidad de tornillos y tuercas 28. Este tirante 29 se extiende de la parte frontal a la parte trasera del motor E y está fijo a la parte trasera del bloque del cilindro 5 del motor E en una parte de montaje de flexión en un extremo distante del mismo. De manera consecuente, cuando los rodillos del motor E serán desplazados alrededor del eje de rodamiento L-L, la otra mitad de la unión 23 gira para ser desplazada en forma relativa a la mitad de la unión 22 por medio de la j unta 24. Tal como se muestra en las figuras 3 y 4, se forma una pieza de montaje 31 para erigirse desde un lado de la mitad de la unión 22, la cual está separada del motor E, y se fijan dos piezas de montaje 32 a la parte de montaje lateral del motor E del múltiple del escape 14, por lo que una cubierta del múltiple del escape 33 para cubrir la parte exterior del múltiple del escape 14 está soportada en los tres puntos de soporte, en donde la cubierta del múltiple del escape está indicada por lineas punteadas dobles en las figuras 2 y 3. Tal como se describió anteriormente, y tal como se muestra en las figuras 1 y 2 la parte de la tubería de escape primaria 16, la cual está conectada a la unión esférica 18 en el extremo de la corriente ascendente de la misma, tiene una parte curva que se curva en una forma convexa hacia la parte lateral del motor E. Una mitad de la parte lateral de la corriente ascendente 16a se extiende hacia abajo en forma relativa al motor E, y una mitad de la parte lateral de la corriente 16 que se extiende hacia atrás en forma relativa al motor E, por lo que la parte curva se forma una configuración de codo, tal como es observado desde la parte lateral de la misma. Posteriormente, un extremo frontal del tubo flexible 19 está conectado a un extremo de corriente descendente de la parte de la tubería de escape primario 16, la cual está elaborada para abrirse hacia atrás para comunicación entre ellos. Este tubo flexible 19 está construido para ser más corto debido a la existencia de la unión esférica 18 y se extiende en la dirección longitudinal. El tubo flexible 19 está adaptado para extenderse y contraerse en las direcciones longitudinales, para absorber principalmente los componentes del desplazamiento por rodamiento del motor E. Se debe observar que ya que el tubo flexible convencional es adoptado por el tubo flexible 19, en la presente invención se omitirá la descripción detallada del mismo. Un extremo de corriente descendente del tubo flexible 19 está elaborado para abrirse hacia la parte trasera, y una brida de conexión 17a formada en el extremo de corriente ascendente de la parte de la tubería de escape secundaria 17 de la tubería de escape 15, está unida en forma integral a una brida de conexión 19a formada en el extremo de corriente descendente abierto del tubo flexible 19, con una pluralidad de tuercas y tornillos 36, por lo que se establece una comunicación a través de la parte de la tubería de escape primaria 16, la parte de la tubería de escape secundaria 17 y el tubo flexible 19. La parte de la tubería de escape secundaria 17 se extiende en forma substancialmente horizontal en la dirección longitudinal del vehículo V, y un convertidor catalítico está conectado a la parte de la tubería de escape secundario 17 en una parte intermedia a lo largo de la longitud del mismo. Además, un tubo de aspiración el cual está elaborado para abrirse a la atmósfera, está conectado a un extremo de corriente descendente de la parte de la tubería de escape secundaria 17 por medio de un silenciador del escape, no mostrado para comunicación entre ellos. Tal como se muestra en las figuras 2, 3 y 7, una parte de conexión entre el tubo flexible 19 y la parte de la tubería de escape secundaria 17, está soportada en el cuerpo del vehículo V por medio de una estructura de soporte elástica S. Por lo tanto, asegurada en forma fija con tornillo y tuerca 41 a un elemento transversal la de la subestructura 1, la cual es parte del cuerpo del vehículo para soportarlo en el mismo, se encuentra una placa de soporte 38 en la cual se abre un bloque de amortiguación 39 elaborado de un cuerpo elástico tal como caucho, y un agujero de soporte 40 en una parte central del bloque de amortiguación 39, de tal manera que se extiende en el mismo en dirección longitudinal. Por otra parte, una parte de soporte 42 constituida de una varilla que está doblada en forma de ángulo, está fija a la brida de conexión 19a del tubo flexible 19, y una parte del extremo libre subst ancialmente horizontal de la parte de soporte 42, se deja extender a través de la aguja de soporte 40 para soportarse en el mismo de tal manera que se extraiga libremente de o se inserte en el agujero de soporte 40. De manera consecuente, las vibraciones que actúan en el sistema de escape Ex también son amortiguadas por la estructura de soporte elástica S, por lo que es más difícil que las vibraciones sean transmitidas al vehículo V. A continuación se describirá la función de la modalidad . Los gases del escape que ahora son producidos por el motor de operación E, pasan a través del múltiple de escape 14, la unión esférica 18, la parte de la tubería de escape 16, el tubo flexible 19, la parte de corriente ascendente de la parte de la tubería de escape secundaria 17, el convertidor catalítico 20, la parte de corriente descendente de la parte de la tubería de escape secundaria 17 y el silenciador del escape, no mostrado, y durante el paso los componentes dañinos de los gases del escape tales como HC, CO y similares, son purificados y además el ruido del escape es amortiguado antes de que los gases del escape se descarguen a la atmósfera. Incidentalmente , mientras que el motor E rueda para ser desplazado alrededor del eje de rodamiento L-L en la forma del centro de rodamiento, tal como se muestra mediante la flecha A de la figura 2, mientras que el vehículo V está operando, en particular, cuando el vehículo arranca, acelera o desacelera en forma abrupta, este desplazamiento por rodamiento del motor E es absorbido en forma efectiva en virtud del desplazamiento de rotación de la otra mitad de la unión 23 de la unión esférica 18 en forma relativa a la mitad de la unión 22 (elaborado en forma integral con el motor E) . En otras palabras, la unión esférica 18 está colocada entre el múltiple del escape 14 y la tubería de escape primario 15 en una posición cercana al motor E, esto permite que la unión esférica 18 se coloque tan cerca como sea posible del eje de rodamiento L-L del motor E, por lo que tal, como se describió anteriormente, aún cuando el motor E ruede para ser desplazado alrededor del eje de rodamiento L-L, se asegura que el gran desplazamiento por rodamiento del motor puede ser absorbido en virtud del pequeño desplazamiento de rotación de la unión esférica 18, por lo que se evita que el desplazamiento por rodamiento sea transmitido al tubo flexible 19. De manera consecuente, la longitud del tubo flexible 19 puede ser ajustada a una longitud relativamente corta para absorber únicamente los componentes longitudinales del desplazamiento por rodamiento del motor E, lo cual es originado por el vehículo en operación, por lo que no solamente se puede reducir únicamente el peso de la totalidad del sistema de escape Ex, sino que también es posible la reducción en el costo de producción de la totalidad del sistema de escape Ex, mediante la reducción de longitud del tubo flexible costoso 19. Además, la reducción de longitud del tubo flexible puede contribuir a la extensión de la durabilidad del mismo. Por lo tanto, mientras que la modalidad de la presente invención ha sido descrita, la presente invención no se limita a dicha modalidad descrita, y se pueden proporcionar varias modalidades sin salirse del alcance y espíritu de la misma. Por ejemplo, mientras que la modalidad describe el caso en donde el aparato de absorción de vibración que se encuentra en el sistema de escape de acuerdo con la presente invención, se aplica al motor de cuatro cilindros en línea de cuatro ciclos, el aparato de absorción de vibración de la presente invención puede aplicarse a otros tipos de motores.
Por lo tanto, de acuerdo con la presente invención, se proporciona el aparato de absorción de vibración en el sistema de escape del motor, en el cual el múltiple del escape se extiende hacia abajo en forma relativa al motor colocado en forma transversal en el cuerpo del vehículo colocado a las puertas del escape abiertas en la parte trasera del motor, y la tubería de escape conectada al múltiple del escape, y de acuerdo con la construcción del mismo, cuando el motor está rodando para ser desplazado debido al arranque o desaceleración abrupta del vehículo, se asegura que este gran desplazamiento o rodamiento sea absorbido por la unión esférica, de modo que el desplazamiento por rodamiento no sea transmitido al tubo flexible, por lo que la longitud del tubo flexible puede ser ajustada a una longitud corta para absorber principalmente los desplazamientos de vibración longitudinal que ocurren mientras que el vehículo corre de manera normal. Por lo tanto, es posible absorber de manera efectiva las vibraciones originadas por el desplazamiento por rodamiento del motor, generalmente a través del efecto sinérgico de la adopción de la unión esférica y el tubo flexible, siendo reducida de este modo tanto como es posible, la vibración del cuerpo del vehículo atribuida a las vibraciones originadas por el desplazamiento por rodamiento del motor. Además, se puede reducir el peso y costo de la totalidad del sistema de escape, como resultado de la reducción en longitud del tubo flexible, y además, se puede incrementar la durabilidad del tubo flexible. Mientras que se ha realizado la descripción en relación con la modalidad preferida de la presente invención, será obvio para los expertos en la materia que se pueden realizar varios cambios y modificaciones en la misma sin salirse de la presente invención, y se logra por lo tanto, cubrir en las reivindicaciones adjuntas todos los cambios y modificaciones que están dentro del espíritu y alcance real de la presente invención.