包括可变排气路径的排气系统的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于内燃机的、包括排气管线的排气系统，该排气管线具有用于排气流的至少一个第一流动路径和一个第二流动路径，其中，所述第一和第二流动路径在流动技术上彼此分开地从前消音器延伸向至少一个后消音器并且所述第一流动路径可通过可控的阀门根据发动机转速被连续被封闭，排气流在阀门关闭时被引导通过所述第二流动路径。
【专利说明】
包括可变排气路径的排气系统
技术领域
[0001]本发明涉及一种用于优选在摩托车中的内燃机的、包括排气管线的排气系统，所述排气管线为了排气流而具有第一流动路径和第二流动路径，其中，所述第一和第二流动路径在流动技术上彼此分开地从前消音器(20)延伸至后消音器(6)。
【背景技术】
[0002]摩托车的容许噪声形成由立法机关越来越严地限制。摩托车的声强检测不仅在静止时而且也通过在摩托车加速时的旁车测试(Vorbeifaahrttest)进行。在此特别是大功率的摩托车具有下述问题:为了低于法律极限值，必须大幅限制排气流，这导致不利的功率降低和不希望的发动机扭矩限制。
[0003]为了实现在高转速时的高功率和同时在低转速时的减小的声强，由现有技术公开了设有设置在流动路径中的阀门的排气系统，该阀门根据转速限制排气流。但在此不利的是，整个排气流总是受到影响并且在阀门部分打开时流动产生剧烈的涡流，由此不利地影响扭矩曲线。为了满足将来的噪声极限值，排气流也必须在噪声测量的转速范围中大大受限，以致不能再达到希望的功率。
【发明内容】
[0004]有鉴于此，本发明的任务在于提供一种用于大功率的摩托车的排气系统，其声学满足法律要求并且该排气系统同时在整个转速带上提供希望的功率曲线和扭矩曲线。
[0005]所述任务通过根据权利要求1的特征组合来解决。
[0006]在此设置一种包括排气管线的排气系统，该排气管线为了排气流而至少具有第一流动路径和第二流动路径，其中，所述第一和第二流动路径在流动技术上彼此分开地从前消音器延伸向至消音器并且所述第一流动路径可通过可控的阀门根据发动机转速被连续被封闭，排气流在阀门关闭时被引导通过所述第二流动路径。
[0007]因此根据本发明规定，为排气流提供两个流动路径，根据转速排气流穿流其中一个或另一个流动路径或有时也穿流两个流动路径。在低转速、如低于5000转/分钟时，关闭在第一流动路径中的阀门，使得排气流从前消音器通过第二流动路径不受阀门影响地并且以最佳流动流向后消音器。在此达到这样的排气穿流量和穿流速度，其在低转速范围内确保足够的功率和足够的扭矩。同时噪声小到足以满足法律要求。
[0008]在转速进一步上升时，阀门连续打开，从而排气从前消音器也流动通过第一流动路径。在高转速和高功率输出时，阀门完全打开并且排气流主要穿流第一流动路径。小部分附加地流动通过第二流动路径。通过控制阀门可直接影响噪声形成，在此总是通过第二流动路径提供不受限的穿流。因此可将流动路径划分为一个在低转速时声学优化的路径和一个用于高转速的功率优化路径。
[0009]作为本发明的一种实施方式规定，设计用于高功率的第一流动路径的流动横截面大于第二流动路径的流动横截面。
[0010]在本发明的另一种实施方式中，第一和第二流动路径在前消音器和后消音器之间彼此分开且并排设置。在本发明的另一种实施方式中，第一和第二流动路径同轴嵌套地延伸，第二流动路径间隔开地包围第一流动路径并且第一和第二流动路径之间的距离构成第二流动路径的流动横截面。所述流动路径通常由管构成，从而第一流动路径可实现为处于较大外管(第二流动路径)中的内管。内管外壁和外管内壁之间的距离决定第二流动路径的流动横截面。内管内径决定第一流动路径的流动横截面。在一种具有彼此分开且并排设置的流动路径的实施方式中，相应各管可并排、优选平行地安装。
[0011]排气系统包括后消音器，第一和第二流动路径延伸到该后消音器中。在此在本发明的一种实施方式中，第一流动路径沿流动方向直至出口完全贯穿后消音器。因此排气导向装置在高转速范围中直接通过第一流动路径延伸至出口。
[0012]在本发明的一种有利实施方式中规定，第二流动路径在后消音器中终止于腔室内，该腔室提供相对于第二流动路径骤然增大的流动横截面。增大的流动横截面例如通过在后消音器中的大容积腔室来实现，第二流动路径的排气流过该腔室。在具有处于外管中的内管的解决方案中，内管(第一流动路径)延伸直至出口并且被后消音器的容积包围，该容积相对于外管(第二流动路径)显著增大。在具有并排设置的流动路径的解决方案中，在后消音器中在第一流动路径旁设置这样的区域，该区域提供呈腔室形式的体积增大部。
[0013]在本发明的一种有利实施方式中，本发明排气系统的特征在于，第一流动路径在后消声器内与腔室流动连接。这可在一种优选实施方式中如下实现:第一流动路径在后消声器内构造成穿孔的或开槽的。在使用管作为第一流动路径时，在此例如外壁表面设有多个孔或缝槽，从而排气从在后消音器中的腔室流入第一流动路径中并且流出出口。所述孔或缝槽在本发明的一种实施方式中设置在整个圆周表面上，从而排气可在后消音器中在设计用于有效作用的长度上流入构成第一流动路径的管中。
[0014]此外，在本发明的一种实施方式中规定，后消声器沿流动方向通过分离元件、如壁元件划分，在上游的第一区段中设置腔室并且在下游的、邻接出口的第二区段中设置隔音介质并且所述隔音介质包围第一流动路径。邻接出口的区域的隔音能够进一步屏蔽及限定地减小噪声形成。通过第一和第二区段的尺寸也可影响噪声形成，在此有利的划分如下:在一种特定实施方式中第一区段占后消音器总长度的三分之二并且第二区段占后消音器总长度的三分之一。作为隔音介质适合使用常规的隔音棉。
[0015]本发明还包括一种排气系统，其中，两个流动路径沿流动方向从前消音器延伸至两个分开的后消音器并且这两个流动路径之一可通过阀门而封闭或节流。
[0016]本发明还保护一种包括排气系统的摩托车，该排气系统具有上面所显示的特征的任意组合，只要这在技术上是可行的。
【附图说明】
[0017]本发明的其它有利扩展方案是从属权利要求的特征或在下面结合本发明优选实施例说明参考附图详细示出。附图如下:
[0018]图1示出包括连接到前消音器上的、平行的第一和第二流动路径的排气系统；
[0019]图2示出图1中的排气系统在后消音器区域中的延伸；
[0020]图3示出包括同轴的第一和第二流动路径的排气系统的一种替代实施方式。
【具体实施方式】
[0021 ]在所有附图中相同附图标记表示相同的部件。
[0022]图1以局部剖开的透视图示出第一种实施方式的排气系统I，其包括分开平行的并且分别构造为管的第一和第二流动路径3、4。第二流动路径4由较细的管构成，该管具有与第一流动路径3的管相比较小的流动横截面。两个流动路径3、4从前消音器20起延伸并且终止于后消音器6中(参见图2)。第一流动路径3在内部具有一个以常规方式可控的阀门5，借助该阀门可根据发动机转速和/或负荷连续地封闭第一流动路径3的流动表面。在阀门5关闭时，从前消音器20出来的排气流主要仅通过第二流动路径4流至后消音器6。当然阀门5并不完全密封第一流动路径3，但该限制足以简单地确保绝大部分排气流被引导通过第二流动路径4。通过外壁的孔21或者说穿孔，两个流动路径3、4在前消音器20中在流动技术上彼此连接。前消音器20在此主要用作反射消音器。
[0023]在根据图2的后消音器6中，第一流动路径3沿排气流动方向完全延伸至出口7。第二流动路径4终止于腔室8中，该腔室提供相对于第二流动路径4骤然增大的流动横截面。该增大的流动横截面如下实现，即，后消音器6的直径大于第一流动路径3和第二流动路径4的直径之和，并且腔室8由后消音器6内的空间构成，该空间在第二流动路径4的延长部上并且围绕第一流动路径3延伸。此外，在所示实施方式中，直径朝向出口 7扩宽。在后消音器6内第二流动路径4与腔室8通过第一流动路径3(管)的全圆周穿孔设计而流动连接。当第二流动路径4的排气在腔室8中骤然膨胀后，排气经由穿孔流入第一流动路径3中并且流向出口 7。后消音器6沿排气流动方向通过一个隔壁9划分，从而形成上游的第一区段10和下游的、邻接出口 7的第二区段U。第一区段10在所示实施方式中沿流动方向看是第二区段11的两倍长。在下游的第二区段11中设置隔音棉，该隔音棉包围第一流动路径并且减少出口处的噪音形成。通过隔壁9的位置可决定腔室8的尺寸。
[0024]图3以透视图示出排气系统I的第二种实施方式。第一流动路径3和第二流动路径4构造为同轴嵌套设置的管，从而第二流动路径4间隔开地包围第一流动路径3，并且第一流动路径3和第二流动路径4之间的距离构成第二流动路径4的流动横截面。第一和第二流动路径3、4与根据图1的实施方式一样连接到前消音器20上，排气流从前消音器20根据阀门5的位置被供应给两个流动路径3、4。在所示实施方式中，第一流动路径3的流动表面可与图1一样借助阀门5封闭。于是排气基本上仅通过第二流动路径4流入后消音器6中，在该后消音器中腔室8连接到第二流动路径4上。在后消音器6中骤然的横截面增大的作用原理与图2相同，只是流动路径3、4的管并非并排地、而是同轴嵌套地设置。
[0025]在两种实施方式中未示出阀门控制装置，在此可参考现有技术的已知解决方案。
[0026]本发明的实施不局限于上面所给出的优选实施例。而是可想到利用所显示的解决方案的多种变型方案，即使在完全不同方式的实施中。例如代替反射消音器也可使用吸收消音器作为后消音器或使两个单个路径终止于两个分开的后消音器中，从而例如在摩托车左侧延伸功率路径并且在右侧延伸声学路径。
【主权项】
1.一种用于内燃机的、包括排气管线(2)的排气系统，该排气管线为了排气流而至少具有第一流动路径(3)和第二流动路径(4)，其中，所述第一和第二流动路径在流动技术上彼此分开地从前消音器(20)延伸至至少一个后消音器(6)，并且所述第一流动路径(3)能够通过可控的阀门(5)根据发动机转速连续被封闭;排气流在阀门(5)关闭时被引导通过所述第二流动路径(4)。2.根据权利要求1所述的排气系统，其特征在于，所述第一流动路径(3)的流动横截面大于所述第二流动路径(4)的流动横截面。3.根据权利要求1或2所述的排气系统，其特征在于，所述第一流动路径(3)和第二流动路径(4)并排平行设置地延伸。4.根据权利要求1或2所述的排气系统，其特征在于，所述第一流动路径(3)和第二流动路径(4)同轴嵌套设置地延伸，所述第二流动路径(4)间隔开地包围所述第一流动路径(3)，并且所述第一流动路径(3)和第二流动路径(4)之间的距离构成所述第二流动路径(4)的流动横截面。5.根据前述权利要求至少之一所述的排气系统，其特征在于，所述第一流动路径(3)和第二流动路径(4)延伸到后消音器(6)中，并且所述第一流动路径(3)沿流动方向完全贯穿后消音器(6)直至出口(7)。6.根据前述权利要求所述的排气系统，其特征在于，所述第二流动路径(4)在后消音器(6)中终止于腔室(8)内，该腔室提供相对于所述第二流动路径(4)骤然增大至少两倍的流动横截面。7.根据前述权利要求所述的排气系统，其特征在于，所述第一流动路径在后消声器(6)中与腔室(8)流动连接，并且所述第一流动路径(3)在后消声器(6)内构造成穿孔的。8.根据前述权利要求至少一个所述的排气系统，其特征在于，所述后消声器(6)沿流动方向通过分离元件(9)划分，在上游的第一区段(10)中设置腔室(8)并且在下游的、邻接出口(7)的第二区段(11)中设置隔音介质，所述隔音介质包围所述第一流动路径。9.根据前述权利要求所述的排气系统，其特征在于，所述分离元件(9)相对于所述第二区段(11)密封腔室(8)。10.根据前述权利要求之一所述的排气系统，其特征在于，两个流动路径(3、4)沿流动方向从前消音器(20)延伸至两个分开的后消音器，并且这两个流动路径(3、4)之一能够通过阀门(5)封闭或节流。11.一种包括根据前述权利要求至少之一所述的排气系统的摩托车。
【文档编号】F01N1/08GK105980678SQ201580008091
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2015年3月13日
【发明人】D·哈博勒, P·黑贝尔, T·克雷瑟, F·马茨克-诺伊迈尔, H·米奇克
【申请人】宝马股份公司