排气管结构的制作方法

相关申请的交叉引用

本申请要求2016年4月14日提交的韩国专利申请第10-2016-0045719号的优先权，该申请的全部内容结合于此用于通过该引用的所有目的。

本发明涉及用于车辆的排气管结构，所述排气管结构在车身后方排出发动机中产生的废气，更具体地涉及如下的排气管结构，所述排气管结构能够维持降噪特性或者根据驾驶情况或驾驶员喜好来产生突出活力的粗糙排气声音。

背景技术：

发动机可以根据汽缸的数量和汽缸的设置状态而分为直列4汽缸发动机、直列6汽缸发动机、v形6汽缸发动机和v形8汽缸发动机，并且还可以根据发动机沿着车身的宽度方向还是纵向方向设置而分成纵向发动机和横向发动机。

在这些发动机中，纵向v形6汽缸发动机可以构造成使得连接至左排汽缸的排气管与连接至右排汽缸的排气管可以在中部合并在一起，并且排气声音的音色根据合并在一起的排气管的位置和形状而变化。

亦即，具有六个汽缸的6汽缸发动机的基本频率由主要包括三阶和3的倍数的音度阶次构成。然而，通过实际分析已知还存在半阶例如1.5阶和4.5阶。

已知半阶的分布是决定车辆排气声音的音色的主要因素，并且已知由于发动机的排气正时的变化或进气道或排气道的长度失衡而出现半阶的分布。

优选地，通过分析由曲轴每次旋转的一个事件定义的阶次音度来进行由发动机产生的声音的频率的分析，废气的排气声音的基本频率根据发动机的转速和阶次而变化(如果对于振动频率根据发动机的转速变化的旋转体使用典型的频率分析法，则存在的问题是振动频率经常根据发动机的转速变化)。因此，在仅通过使用频率分析法寻找振动起因和解决问题时存在限制，因此在现有技术中，对于振动频率随着转速的经常变化而变化的振动系统，广泛使用阶次分析法，阶次分析法是通过使用输入转速(输入转速是频率变化的起因)对与转速相关的振动分量进行无量纲化的概念。亦即，每刻都在测量输入转速，并且用主阶次表明输入转速，并且通过阶次分量[倍数、音度等]表明与输入转速相关的振动，因此可以始终通过恒定的阶次分量表明与输入转速相关的分量而无论输入转速如何。

同时，具有多个半阶分量(h1.5、h4.5……)的排气声音的音质显示出非常粗糙的音色。因此，需要降噪特性的车辆被设置成降低半阶分量，但是具有专业高性能并且旨在使驾驶性能达到最大化的车辆通过发出粗糙排气声音而改进适销性。

在安装在大型客运车辆中并且认为降噪特性比较重要的相关技术的结构中，左排气管1和右排气管2通过副消声器3a和3b而彼此连接，并且限定使两个排气管彼此联通(从而流入两个排气管中的废气可以合并在一起)的合并部分4，如图1a所示，因此通过弱化半阶的总体截面从而改进降噪特性。

然而，上述结构不能吸引偏爱上述粗糙排气声音的顾客，因此需要开发可以突出半阶(亦即，根据驾驶情况产生粗糙的排气声音)的排气管结构。

相关技术中的上述结构非常容易受到振动的影响，这是因为具有较长的左右安装长度的重型消音器6a和6b被安装至所述结构，因此单独、额外地安装用于改进振动模式的增强支架5。亦即，如图1b和1c所示，消音器6a和6b可能在上下方向和左右方向上出现不必要的特性，并且当发动机出现激振且消音器6a和6b共振时，消音器6a和6b在上下方向和左右方向上的振动过度增加，因此存在车身的振动增加并且出现轰鸣声的担心。为了解决出现振动的问题，需要横穿左排气管1和右排气管2来额外地安装支撑体，并且在相关技术中，额外地安装增强支架5来作为支撑体。

技术实现要素：

本发明的各个方面提供一种排气管结构，所述排气管结构能够维持降噪特性或者根据驾驶情况或驾驶员喜好产生突出活力的粗糙的排气声音从而满足发展要求，并且不必额外安装与所述合并部分分离地增强支架。

根据本发明的各个方面，一种排气管结构可以包括：第一管，所述第一管排出设置在第一侧排的发动机汽缸中产生的废气；第二管，所述第二管排出设置在第二侧排的发动机汽缸中产生的废气；合并管，所述合并管的第一端联通地连接至第一管，并且第二端联通地连接至第二管；以及阀板，所述阀板嵌入合并管中并且选择性地关闭或打开。

阀板可以具有圆板形状并且可以被构造成根据旋转轴旋转的旋转角度而打开或关闭。

所述结构可以进一步包括致动器，当向所述致动器施加电力时所述致动器使阀板旋转。

致动器可以基于车辆的驾驶信息和预定逻辑打开或关闭阀板，并且使阀板旋转从而打开或关闭阀板。

在发动机以750rpm至3,000rpm的范围运行并且发动机负载为50％或更低的条件下，致动器可以打开阀板。

第一管和第二管可以在消音器前侧形成第一管与第二管彼此平行的部段，并且合并管可以设置在第一管与第二管彼此平行的部段中。

管接头可以分别安装在合并管的两端从而装配至第一管与第二管彼此平行的部段上。

具有上述构造的本发明的各个实施方案可以根据驾驶情况或驾驶员意图通过调节第一管与第二管之间的联通来产生安静的排气声音或具有活力的排气声音，因此进一步改进车辆的适销性。

根据本发明的各个实施方案的合并管可以安装在设置现有技术的用于改进振动模式的增强支架的位置处(即，在副消音器与消音器之间的第一管与第二管彼此平行的部段内)，并且可以替代增强支架。

控制阀板的致动器被构造成通过预定逻辑操作，并且可以根据车辆的性质或驾驶员的操纵模式来实现各种类型的排气声音。

应当理解，此处所使用的术语“车辆”或“车辆的”或其它类似术语一般包括机动车辆，例如包括运动型多用途车辆(suv)、大客车、卡车、各种商用车辆的乘用汽车，包括各种舟艇、船舶的船只，航空器等等，并且包括混合动力车辆、电动车辆、可插式混合动力电动车辆、氢动力车辆以及其它替代性燃料车辆(例如源于非石油的能源的燃料)。正如此处所提到的，混合动力车辆是具有两种或更多动力源的车辆，例如汽油动力和电力动力两者的车辆。

通过纳入本文的附图以及随后与附图一起用于说明本发明的某些原理的具体描述，本发明的方法和装置所具有的其它特征和优点将更为具体地变得清楚或得以阐明。

附图说明

图1a为显示相关技术的排气管的图。

图1b和图1c为显示在相关技术中沿排气管的上下方向和左右方向而在消音器的外周处出现特性的状态的图。

图2为显示根据本发明的各个实施方案的排气管的外观和安装有合并管的放大部分的图。

图3为显示根据本发明的各个实施方案的合并管的外观的图，其中将合并管的内部透视显示出来从而显示嵌入的阀板。

图4为显示当阀板的内部打开和关闭时的横截面的外观的图。

应当了解，所附附图并非按比例地绘制，显示了说明本发明的基本原理的各种特征的略微简化的画法。本文所公开的本发明的具体设计特征(包括例如具体尺寸、方向、位置和形状)将部分地由具体所要应用和使用的环境来确定。

具体实施方式

下面将详细参考本发明的各个实施方案，这些实施方案的示例被显示在附图中并描述如下。尽管本发明将与示例性实施方案相结合进行描述，应当理解本说明书并非旨在将本发明限制为那些示例性实施方案。相反，本发明旨在不但覆盖这些示例性实施方案，而且覆盖可以被包括在由所附权利要求所限定的本发明的精神和范围之内的各种选择形式、修改形式、等价形式及其它实施方案。

本发明的各个实施方案涉及排气管结构，所述排气管结构能够维持降噪特性或者根据驾驶情况或驾驶员喜好产生突出活力的粗糙排气声音，下文将参考附图来更详细地描述本发明的各个实施方案。

如图2所示，在根据本发明的各个实施方案的排气管中，第一管10与第二管20在纵向方向上平行设置并且通过合并管30而被连接，所述第一管10排出设置在一侧排的发动机汽缸中产生的废气，所述第二管20排出设置在另一侧排的发动机汽缸中产生的废气。亦即，合并管30的一端与第一管10连接从而与第一管10联通，并且另一端与第二管20连接从而与第二管20联通，并且如图3所示，阀板32嵌入合并管30上并且被打开和关闭。

在本发明的各个实施方案中，合并管30具有圆筒形状，而阀板32形成为具有圆形形状，该圆形形状的直径能够将合并管关闭，并且阀板32被构造成根据旋转轴旋转的旋转角度而被打开或关闭。

当向阀板32施加电力时，阀板32联接至通过嵌入马达旋转的致动器50。致动器50基于车辆的驾驶信息和预定逻辑来确定是否打开或关闭阀板32，并且可以设置成使阀板32旋转从而打开或关闭阀板32。

在发动机以750rpm至3000rpm范围内的低转速运行并且发动机负载低于50％的条件下，致动器50可以被设置成打开阀板32从而降低排气声音(降低半阶分量)，但在发动机以3,000rpm或更高的高转速运行的条件下，致动器50可以被设置成关闭阀板32从而产生粗糙的排气声音(避免半阶分量的降低)。

可替代性地，独立于上述设置，可以调节驱动器50从而基于驾驶员喜好时刻都产生或仅在特定情况下产生粗糙的排气声音或安静的排气声音。

同时，如图2和图4所示，在本发明的各个实施方案中，副消音器11和21在消音器40的前侧分别设置在第一管10和第二管20上，并且在副消音器11和21与消音器40之间形成第一管10和第二管20彼此平行的部段10a和20a，并且合并管30被构造成设置在第一管10和第二管20的彼此平行的部段10a和20a中。

管接头31安装在合并管30的两端从而装配至第一管10和第二管20彼此平行的部段10a和20a上。

根据具有上述构造的本发明的各个实施方案，当发动机以低速操作时，阀板32打开使得合并管30两侧的废气合并在一起，因此半阶被弱化并且排气声音变得安静，如同相关技术中的结构。此外，不同于相关技术中的结构，当发动机以高速操作时，阀板32关闭合并管30从而阻隔两侧的废气，因此避免半阶被弱化并且产生粗糙并具有活力的排气声音。

根据本发明的各个实施方案的合并管30支撑并连接第一管10和第二管20，因此取代相关技术中的增强支架，抗扭刚度通过合并管30而得到进一步增强。

同时，控制阀板32的致动器50被构造成通过预定逻辑操作，并且可以根据车辆的性质或驾驶员的操纵模式来实现各种类型的排气声音。

前面对本发明具体示例性实施方案所呈现的描述是出于说明和描述的目的。前面的描述并不旨在成为穷举的，也并不旨在把本发明限制为所公开的精确形式，显然，根据上述教导很多改变和变化都是可能的。选择示例性实施方案并进行描述是为了解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的其它技术人员能够实现并利用本发明的各种示例性实施方案及其不同选择形式和修改形式。本发明的范围意在由所附权利要求书及其等价形式所限定。