用于内燃机的排气设备的制作方法

本发明涉及一种用于内燃机的排气设备，具有第一排气管路、在流动技术方面与第一排气管路并联的第二排气管路以及至少一个消声器，其中第一排气管路和第二排气管路由公共排气管路引出。

背景技术：

排气设备用于特别是朝向外部环境排出内燃机的排气。排气设备就此而言一方面在流动技术方面连接到内燃机上，优选经由至少一个排气阀和/或至少一个排气弯管。排气设备具有多个排气管路，即第一排气管路、第二排气管路和公共排气管路。第一排气管路和第二排气管路在流动技术方面彼此并联。两个排气管路由公共排气管路引出。对此可以理解成，第一排气管路和第二排气管路布置在公共排气管路下游，从而它们经由公共排气管路在流动技术方面与内燃机连接。从而由内燃机产生的排气首先流经公共排气管路，随后分配给第一排气管路和第二排气管路。此外，排气设备具有至少一个消声器，借助该消声器可以减弱或者减弱由排气传递的、由内燃机产生的噪声。

由现有技术例如已知文献DE 10 2011 108 059 A1。该文献涉及尤其机动车的内燃机的一种排气消声器、特别是末端消声器。排气消声器包括由热传导性比金属低的材料制成的壳体，该壳体具有用于排气管的入口和出口。至少一个由塑料制成的功能构件与该壳体直接连接，该功能构件是用于内燃机的排气再循环的装置的一部分。

技术实现要素：

现在本发明的目的在于，提出一种排气设备，其相对于已知的排气设备具有下述优点：特别是在较小的构造空间的同时具有突出的声学特性。

上述情况根据本发明利用具有权利要求1的特征的排气设备来实现。在此规定，第一排气管路以消声的方式连接到消声器上，并且第二排气管路延伸穿过消声器、但在流动技术方面不与所述消声器连接，其中第二排气管路的流通横截面能借助切换阀来调节。

就此而言，第一排气管路和第二排气管路都连接到消声器上或者说延伸过该消声器。第一排气管路在此以消声的方式连接到消声器上。对此优选可以理解成，第一排气管路通入到消声器的内部体积中并且在那里断开。相应地，内燃机的排气可以经由第一排气管路进入到消声器或者说其内部体积中并且同样经由第一排气管路又从消声器或者说内部体积排出。然而在消声器本身中，排气可以从第一排气管路通过至少一个排出口排出到内部体积中。随后，排气可以从内部体积通过至少一个进入口又进入到第一排气管路中并且经由第一排气管路从消声器排出。

第一排气管路的排出口和进入口在此优选彼此错开地间隔开地布置在消声器或者说内部体积中。例如其中进入口所在的假想平面与排出口所在的假想平面平行地间隔开。当然还可以规定，所述平面彼此成角度，即彼此围成大于0°且小于180°的角。例如排出口配属于第一排气管路的第一分区域，而进入口配属于第二分区域。

现在可以规定，两个分区域重叠地布置在消声器或者说内部体积之内，即至少部分地并排延伸。在此，分区域或者说分区域的纵向中心轴线可以彼此间隔开地平行布置或者彼此成角度。当然，还可以设置多个排出口和/或多个进入口，其配属于第一排气管路，特别是第一分区域以及第二分区域。

在第一排气管路以消声的方式连接到消声器期间，第二排气管路应延伸穿过消声器、但在流动技术方面不与该消声器连接。这意味着，第二排气管路无中断地延伸过消声器或者说内部体积。因此第二排气管路虽然部分地布置在消声器中，但是流经第二排气管路的排气在流动技术方面完全与消声器的内部体积分开。就此而言，没有排气能从第二排气管路排出到消声器或者说内部体积中或者从消声器进入到第二排气管路中。

为了能调节在第二排气管路中的排气背压，设置切换阀。借助该切换阀能调节第二排气管路的流通横截面。切换阀在此可以设计成离散切换的阀或连续阀。通过调节第二排气管路的流通横截面，流经公共排气管路的排气可选择性地分配给第一排气管路、第二排气管路或这两个排气管路。就此而言可以利用切换阀来影响：哪部分排气被消声器消声。相应地可以利用切换阀来影响内燃机的背景噪声。

在本发明的另一种设计方案中规定，所述切换阀设计成排气再循环阀，并且在切换阀的上游，由第二排气管路或公共排气管路分岔出排气再循环管路。因为利用切换阀可以影响在第二排气管路中的排气背压，所以不仅能影响内燃机的背景噪声，而且此外能影响要回引到内燃机中的排气的质量流。利用该排气设备能实现排气再循环。为此，在切换阀的上游由第二排气管路或公共排气管路分岔出排气再循环管路。

如果第二排气管路借助切换阀被完全阻塞，则流通横截面等于零或者至少近似等于零，从而在排气再循环管路中的压力相应于在第一排气管路中存在的排气背压，该排气背压决定性地由消声器来确定。因为第二排气管路在流动技术方面不与消声器连接，所以第二排气管路与第一排气管路相比引起了较低的压力损失。就此而言，在完全释放的第二排气管路时、即在最大流通横截面时，排气背压或者说在排气再循环管路中存在的排气压力小于在排气管路被至少部分阻塞时。需要用于在排气再循环管路中使排气再循环的排气压力优选大于在完全释放的第二排气管路中存在的排气压力并且小于在完全截断的第二排气管路中存在的排气压力。

本发明的一种改进方案提出，切换阀位于消声器下游。原则上，切换阀可以沿排气的流动方向任意地布置在第二排气管路上或中。然而优选地，该切换阀位于消声器的下游。

本发明的另一种设计方案提出，消声器设计成末端消声器。就此而言，消声器设计成排气设备的、沿流动方向处于最后的消声器。在消声器的下游，排气流动到排气设备的外部环境中、特别是通过末端管。

在本发明的另一种优选设计方案中规定，在消声器的上游设置至少一个另外的消声器，其中第一排气管路以消声的方式连接到该另外的消声器上，并且第二排气管路延伸穿过该另外的消声器、但在流动技术方面不与该另外的消声器连接。就此而言，消声器并非以排气设备的唯一的消声器存在，虽然也可以是这种情况。而是排气设备具有多个消声器，特别是大量的消声器。所述至少一个另外的消声器与前述的消声器实施方式类似地以消声的方式连接到第一排气管路上。相反，第二排气管路在流动技术方面不与消声器连接地延伸通过该消声器。因此，该另外的消声器也虽然影响由第一排气管路引起的压力损失，然而不影响在第二排气管路中的压力损失。

在本发明的另一种优选设计方案中规定，在切换阀打开的情况下，第一排气管路与第二排气管路相比引起了更高的压力损失。对此前面已经指出。如果第二排气管路由切换阀完全释放，从而使流通横截面最大化，则在第二排气管路中的压力损失应与比在第一排气管路中更低，其中第一排气管路的压力损失基本上由消声器或所述至少一个另外的消声器来影响。

本发明的另一种设计方案提出，切换阀设计成离散切换的阀或连续阀。对此前面已经指出。离散切换的阀优选仅具有两种状态，其中在这两种状态之一中，第二排气管路在最大流通横截面时完全释放，并且在这两种状态的另一种状态中，在最小流通横截面时被完全阻塞。而连续阀则能够调节第二排气管路的多种不同的流通横截面。

特别优选地，在另一种实施方式中规定，在第一排气管路和/或第二排气管路中分别设置排气后处理系统。排气后处理系统例如可以设计成催化器或柴油碳微粒滤清器。当然，在第一排气管路和/或第二排气管路中分别还可以分别设置多个这种排气后处理系统。

本发明的一种改进方案提出，在切换阀的下游，传声管/导音管通入到第二排气管路中。利用传声管可以主动影响内燃机的背景噪声。例如通过传声管使声腔在流动技术方案与第二排气管路连接，其中在声腔中优选设置扬声器。就此而言，可以通过传声管将振动传递到流过第二排气管路的排气上，特别是通过相应地控制扬声器。

最后，在本发明的另一种优选设计方案中可以规定，第一排气管路和二排气管路在消声器的下游通入到单独的末端管中。通过末端管使第一排气管路和第二排气管路直接与外部环境连接。这意味着，末端管中的一个末端管一方面连接到第一排气管路上、另一方面连接于外部环境，而末端管中的第二末端管一方面连接到第二排气管路上且另一方面连接于外部环境。从而排气通过末端管直接排出到外部环境。相应地设置使得流过第一排气管路和第二排气管路的排气不在排到外部环境之前相汇。而是只在外部环境中才相汇。

附图说明

下面借助在附图中示出的实施例详细阐述本发明，而没有对本发明构成限制。其中示出了：

图1示出了用于内燃机的排气设备的区域的示意图，以及

图2示出了排气设备的消声器的细节示意图。

具体实施方式

图1示出了用于内燃机的排气设备1的示意图。排气设备1具有第一排气管路2和第二排气管路3。两个排气管路2和3由公共排气管路4引出，这两个排气管路在流动技术上通过该排气管路与内燃机连接。此外排气设备1具有至少一个消声器，在此示出的实施例中具有两个消声器5和6。消声器6在此设计成末端消声器。因此在消声器6的下游，排气管路2和3分别通入末端管7或8中，在各个排气管路2或3中流动的排气经由该末端管被输送至外部环境9。可选地规定，在排气管路2和3中分别设置排气后处理系统10或11。排气后处理系统10和11例如可以设计成催化器或颗粒过滤器。

可以明显地看出，排气管路2和3分别延伸经过两个消声器5和6。然而仅第一排气管路2以消声的方式连接到消声器5和6上。第二排气管路3虽然延伸过消声器5和6，然而在流动技术方面不与其连接。这一方面意味着，在流经第一排气管路2的排气中的振动与在流经第二排气管路3的排气中的振动相比借助消声器5和6更强地被衰减。另一方面，消声器5和6在第一排气管路2中分别引起了压力损失，从而第一排气管路2整体上与第二排气管路3相比具有更高的压力损失。

第二排气管路3的流通横截面优选能借助切换阀12来调节。就此而言可以利用切换阀12来调节第二排气管路3的压力损失并且因此调节在第二排气管路3中出现的排气背压。切换阀12例如可以设计成离散切换的阀或连续阀。纯粹优选地可以规定，传声管(Schallrohr)13在消声器6或两个消声器5和6下游、然而优选在末端管8上游通入第二排气管路3中。例如声腔14通过传声管13与第二排气管路3流动连接，其中在声腔14中可以布置扬声器等设备。流经第二排气管路3的排气可以通过传声管13来加载振动，从而可以影响内燃机的背景噪声。

在切换阀12的上游，由第二排气管路3或公共排气管路4分岔出排气再循环管路15。该排气再循环管路在此纯示例性地示出。特别是，排气再循环管路在消声器5和6的上游从第二排气管路3分岔出。

图2示出了消声器5的细节示意图。但下面的实施方式也能直接转用于消声器6。可以看出，消声器5具有内部体积16，该内部体积由壳体外罩17、特别是由两个彼此固定的壳体外罩17相对于外部环境9流体密封地封闭。可以看出，第一排气管路2以消声的方式连接到消声器5上。为此，第一排气管路2例如具有第一分区域18和第二分区域19，其中两个分区域18和19完全布置在内部体积16的内部。然而分区域18和19彼此没有直接流动连接，而是仅间接地通过内部体积16流动连接。

相应地，输送至第一排气管路2的排气在消声器5内从第一分区域18排出到内部体积16中，以便随后进入到第二分区域19中。然后排气经由第一排气管路2或者说其第二分区域19从消声器5溢出并且朝向外部环境9排出。第二排气管路3同样布置在消声器5中或者说其内部体积16中。然而该第二排气管路连续延伸，从而该第二排气管路在流动技术方面完全与内部体积16分开。在第二排气管路3中流动的排气就此而言不能排出到内部体积16中，或者说处于内部体积16中的排气不能进入到第二排气管路3中。

通过排气设备1的这种设计方案，当切换阀12完全释放第二排气管路3时，在排气管路2和3中存在不同的排气背压。在释放第二排气管路3时，排气就此而言优选流经该第二排气管路。这样可以借助切换阀12将经由公共排气管路4引导的排气分配给第一排气管路2和第二排气管路3。相应地，一方面可以利用切换阀12来调节内燃机的背景噪声，且另一方面可以调节回输到内燃机中的排气的质量流。