专利名称：发动机消声器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种连接在发动机废气排放装置上的消声器，特别是涉及一种适用于汽车发动机的消声器，在未增加该消声器壳体体积，也未使其形状变得更扁平的情况下，消声性能得到了改善。
为了解决这个问题，有人建议把消声器的出气管在消声器的壳体内的长度增加。例如人们知晓的做法是，把壳体内的出气管排列成“U”型(参见日本专利文献JP-A-55-59119U)，或“S”型(参见日本专利文献JP-B-2-41293U)。
可是如果按照上文所述，把壳体内的出气管延长了，消声器的直径就增加了。特别是如前所述，当把消声器壳体内的出气管排列成“S”型，而相应的出气管的各直管段又排列在同一平面上时，情况就更严重了。在各出气管管段排列组成的平面的平面方向上，消声器的壳体的直径增加，导致壳体表面的刚度降低，这就需要对壳体进行强度加固，而消声器壳体的体积就会变得更大。
为了实现上述的目的或其它目的，根据本发明的第一个方面的内容，本发明提供了一种发动机消声器，包括一个壳体；在所述的壳体内有一个进气管，其连接在从发动机上引出的废气管上；在所述的壳体内有一个出气管，其与空气相通，所述的出气管包括三个直的管段，构成一个废气进气管段、一个废气转向管段和一个废气出气管段；两个弯曲管段，它们把所述的三个直管段依次相互连接起来；所述的废气进气管段、所述的废气转向管段和所述的废气出气管段沿所述壳体的轴线方向上相互平行排列；所述三个直管段的轴线分别定位于同一个三角形的相应顶点上；所述的废气进气管段靠近所述壳体的底部。
由这种结构带来的有意效果是，不必把壳体的形状做得更扁平，也不必把壳体的体积加大，且滞留在消声器箱体内的积水可以容易地从壳体内排出。
另外，根据本发明的第二方面的内容，本发明提供了一种如此前在本发明第一方面的内容中所述的发动机消声器，在所述出气管的中间段的上部开有废气噪声阻止孔，该废气噪声阻止孔使出气管的内部与壳体的内部相通。由此带来的有益效果是不必加大消声器壳体的体积，也不必把壳体的形状作得更扁平，且可以容易地把滞留在消声器壳体内的积水排出来。另外可以有效地防止出气管内废气排放噪音的共鸣。出气管内不会再有滞留的积水，也避免了水从废气噪声阻止孔内流回壳体内的现象。
图1是带有本发明消声器的发动机废气排放装置平面结构示意图；图2是图3所示的消声器II-II水平横断面图；图3是图2所示的III-III剖面图；图4是图2所示的IV-IV剖面图；图5是图2所示的V-V剖面图；图6是图3所示的VI-VI剖面图。
具体实施例方式
下面将针对附图中所示的一个具体实施例详细描述本发明的实现形式。
在将要描述的一个实施例中，本发明消声器被应用在汽车发动机的废气排放装置上。如图1所示，废气排放装置Ex连接在汽车发动机上，附图标记E代表整个发动机。废气排放装置Ex把发动机工作时产生的废气排放到空气中。废气排放装置包含一个与发动机E废气排出口相连的废气排放歧管装置Mf、一个与废气排放歧管装置Mf的排出口相连的废气管1、一个催化转换器C、一个前置气室P和一个消声器M。最后三个部件按照从进口到出口的顺序与废气管1连接。
如图3所示，当废气排放装置Ex处于与发动机E连接的状态时，消声器壳体2与水平面成θ角，即消声器壳体2稍微向前倾。因此壳体2内的滞留水就会积聚到壳体的前部，后面会对此详述。
发动机E工作时产生的废气流到催化转换器C，气体中的有害成分被净化。然后气体继续流动并通过废气排放装置Ex，前置气室P首先对废气排放噪声进行初步消减，在气体排放到空气中以前，消声器M进一步把噪声降低。
下面参照图1到图6，详细描述消声器M的结构，消声器是本发明的主要发明点。
由消声器M的壳体2是一个封闭的中央空心椭圆柱体。壳体2包括壳主体2a、前端板2b和后端板2c。把一块不锈钢板弯曲成椭圆柱形，然后两端接合形成一个整体就构成了壳主体2a，前端板2b和后端板2c分别与壳主体2a的左开口端和右开口端进行气密式地嵌固连接。椭圆柱形的壳体2与废气管1的出口相连，并使椭圆的短轴位于垂直方向。废气管1的一端与消声器壳体2的前端板2b气密式地连接，废气管1的另一端与前置气室P气密式地连接，尾管9的一端与消声器箱体2的后端板2c气密式地连接，尾管9的另一端与空气相通。在箱体2内部沿壳体2的轴线方向上，隔开一段距离固定着第一分隔板3和第二分隔板4，两块分隔板基本上与前端板2b和后端板2c平行。这样壳体2内部的空间被分隔成一个第一扩张室5、一个第二扩张室6和一个共鸣室7。第一分隔板3和第二分隔板4之间围成了壳体2沿轴线方向上的中间段，该中间段构成了第一扩张室5。第二扩张室6位于第一扩张室5的前面，并由前端板2b和第一分隔板3组成。共鸣室7位于第一扩张室5的后部，并由第二分隔板4和后端板2c组成。
如图4所示，第一分隔板3开设有数个连通孔15、16、17，各连通孔彼此之间隔开一段距离，第一扩张室5与第二扩张室6之间通过这些连通孔连通。另外，如图5所示，第二分隔板4上开设有数个小孔18，第一扩张室5与共鸣室7之间通过这些小孔18连通。
如图2所示，设置在壳体2内的进气管10的前端即进气端与废气管1的后端连接，以便与废气管连通。进气管10沿全长是直的，并在壳体2内沿轴线方向上延伸。进气管10固定在前端板2b、第一分隔板3和第二分隔板4上。进气管10的后段管10r位于共鸣室7内，其直径比进气管10的前段管10f小，前段管10f位于第一扩张室5和第二扩张室6内。另外，进气管10的后端由一个端盖11封闭。进气管10的一部分管段上开有数个小的废气孔12，这些小的废气孔12与第一扩张室5相对，这些废气孔12把进气管10的内部与第一扩张室5的内部连通起来。进气管10另一部分管段上开有数个小的废气孔13，这些小的废气孔13与第二扩张室6相对，通过这些废气孔13进气管10的内部与第二扩张室6的内部相通，另外进气管10的后段管上开有数个小的废气孔14，这些废气孔14与共鸣室7相对，因此，进气管10的内部通过废气孔14与共鸣室7的内部相通。
这样，从废气管1流入进气管10的废气就可以通过废气孔12、13进入第一扩张室5和第二扩张室6。流入进气管10的部分废气通过废气孔14进入共鸣室7。废气在扩张和共鸣的作用下，废气的振动被衰减了，从而实现了初步的降噪。然后，从进气管10排出的废气进入第二扩张室6，此后，再进入出气管20，并在出气管20内有效地实施第二次降噪，废气流入的方式将在下文中详述。
在壳体2内，出气管20与进气管10平行布置。出气管20具有一定的长度，整体上，沿着壳体2轴线方向上，弯曲成“S”形状。出气管20包括一个废气进气管段21、一个转向管段22和一个废气出气管段23，这三个管段21、22、23都是直的。出气管20还包括一个进气端弯曲管段24和一个出气端弯曲管段25，这两个弯曲管段把上述的三个直管段连接成一个整体，构成出气管20，出气管20共弯曲两次。
直的废气进气管段21位于箱体2内的底部的一侧，并与壳体2的轴线平行。第一分隔板3和第二分隔板4上分别开设有贯通的固定孔26、29，废气进气管段21贯穿第一分隔板3和第二分隔板4，并且固定在固定孔26、29上。废气进气管段21的前端即进气端的开口形成扩张口，该扩张口位于第二扩张室6内，并与进气端弯曲管段24相连。由于废气进气管段21位于壳体内的底部，它可以成功地把滞留在壳体2内的水引入出气管20。
转向管段22布置在壳体2里面的上部，位于箱体2内横向的中心处。转向管段22与壳体的轴线平行，第一分隔板3和第二分隔板4上分别有贯通的固定孔27、30，转向管段22贯穿第一分隔板3和第二分隔板4，并且固定在这两个固定孔上。转向管段的后端即进气端位于共鸣室7内，与进气端弯曲管段24相连，转向管段的前端即出气端位于第二扩张室6内，与出气端弯曲管段25相连。
废气出气管段23位于壳体2内靠下的部位，处于壳体2横向的中心处。废气出气管段23与壳体2的轴线方向平行布置，第一分隔板3、第二分隔板4和后端板2c上分别有贯通的固定孔28、31、32，废气出气管段23贯穿第一分隔板3、第二分隔板4和后端板2c，并固定在这三个固定孔上。废气出气管的前端即进气端位于第二扩张室6内，与出气端弯曲管段25相连通，废气出气管段的后端即出气端与尾管9相连通，尾管9通向空气。
如图4、图5所示，废气进气管段21、转向管段22和废气出气管段23组成了出气管20，这三个直管段之间基本上互相平行，它们的布置在与壳体2的轴线平行的方向上，而且废气进气管段21的轴线21L、转向管段22的轴线22L和废气出气管段23的轴线23L分别定位于同一个三角形的三个顶点上。如上所述的出气管20的这种排列布置形式降低了出气管20在壳体2内垂直方向和水平方向占据的空间，从而缩小了壳体2的体积。
出气管20的中段上设置有数个小的废气噪声阻止孔34。在本实施例中，这些废气噪声阻止孔设置在转向管段22上的靠上部位，沿着直管段的轴向分布，并面对第一扩张室5。正象下文将要详细描述的一样，这些废气噪声阻止孔34可以有效地发挥作用，防止流经较长出气管20的废气噪声产生共鸣。
如图3所示，第一分隔板3和第二分隔板4上的最低部位处分别开设有流水孔36、37。第一分隔板3和第二分隔板4分隔的三个空间通过流水孔36、37接通了，有了流水孔36、37，配合壳体向前微倾的布置形式，壳体2内的积水可以流向壳体2内的前部，然后通过出气管20排出。
下面描述本发明实施例的工作过程。
当发动机E工作时，发动机产生的废气被导入废气排放装置Ex。废气流经废气排放装置Ex后进入消声器M，在消声器M中，废气排放产生的噪声被减弱了。
如图2中的箭头A所示，废气从废气管1流入进气管10，再通过废气孔12、13进入第一扩张室5和第二扩张室6。部分废气经过废气孔14进入共鸣室7。就这样，通过对排放废气进行扩张和共鸣的组合作用，有效地衰减了废气的振动能量，从而实现了对排放废气的初步降噪。
经过小的通气孔18，共鸣室7内的废气进入第一扩张室5。废气从第一扩张室5内流经第一分隔板3上开通的连通孔15、16、17进入第二扩张室6。然后以这种方式进入第二扩张室6的废气和已经通过废气孔13进入第二扩张室6内的废气一同从废气进气管段21的扩张口流入出气管20，如图2中的箭头B所示。如前所述，由于出气管20较长，且弯曲成“S”形，废气在流经出气管20的时候，在出气管20内废气噪声得到了进一步降低，这是二次降噪。降噪以后，废气从废气排出管段23的后端即出气口排出并进入尾管9，再从尾管9向空气中排放，如图2中的箭头C所示。
为了提高降噪效率，出气管20做得较长，且弯曲成“S”形。出气管20主要由废气进气管段21、转向管段22和废气出气管段23组成，这三个直管段沿着壳体2的轴向上相互平行，这三个直管段的轴线--废气进气管段的轴线21L、转向管段的轴线22L和废气出气管段的轴线23L分别定位在同一个三角形的相应的顶点上，因此不必再把壳体2做成扁平形，也不必加大壳体2的尺寸，避免了壳体强度降低的问题。
另外，尽管壳体内有残留水，由于壳体2稍微前倾，而第二分隔板4和第一分隔板3上在最低位置处又分别设有流水孔37、36，所以，残留水可以流到壳体2内部前端的低位处。然后，从废气进气管段21的扩张口进入，流经出气管20排放到空气中。排放积水时，由于废气进气管段21在壳体2内靠近底部的位置处，所以残留水可以方便地排出。
高温废气在壳体2内冷却和冷凝时，壳体2内就会产生水，即残留水。洗车时，水可能会从尾管9和出气管20进入壳体2内，这些水也是残留水。
尽管可以通过延长出气管长度的方法，提高降噪性能，但是出气管长度延长以后，会使出气管20内废气噪声的共振加剧，促使共鸣的产生。如果产生了共鸣，降噪效果就会降低。为了解决这个问题，在出气管20的中段上，确切地说，在本实施例中，在转向管段22的中段上，开设有数个废气噪声阻止孔34，以便使未流经废气进气管段21的废气与主要从出气管20中流动的废气相互抑制，未流经废气进气管段21的气体与从出气管20中流动的气体的振动频率和相位不同。这样可以有效地防止出气管20内的废气产生共鸣。另外，由于废气噪声阻止孔4开设在转向管段22的靠上部位处，在积水从出气管20向消声器M外面排放的过程中，积水不会从废气噪声阻止孔中流出来。保证了积水可以从出气管20中有效地排放。
尽管本发明描述了一个实施例，但是本发明的保护范围不限于此，根据本发明的主题内容，可以做出多种具体的实施方式。
例如，在前述的实施例中，转向管段装配在壳体靠上的位置处，而废气出气管段装配在其下面，也可以换一种方案，把转向管段安装在壳体内靠下的位置处，而废气出气管段安装在壳体内靠上的位置处。另外，尽管在本实施例中，废气噪声阻止孔开设在转向管段上靠上的位置处，也可以把废气噪声阻止孔设置在出气管20任何一个管段的中间管段的靠上位置处。
如前面已经描述的，根据本发明第一方面的内容，出气管由废气进气管段、转向管段和废气出气管段组成，这些管段在消声器箱体轴向上互相平行，而且这些管段的轴线分别位于同一个三角形的三个顶点上，无须把壳体做得更扁平，也无须把壳体作得更大。此外，由于废气进气管段装配在壳体内靠近底部的位置处，消声器内的残留水可以方便地排出。
还有，为了实现本发明的目的，根据本发明第二方面的内容，在出气管中间管段的靠上位置处开设有废气噪声阻止孔，因此有效地解决了出气管内产生废气噪声共鸣的问题。同时，不必担心残留水无法排放到空气中的问题。
权利要求
1.一种发动机消声器，包括一个壳体；在所述的壳体内有一个进气管，其连接在从发动机上引出的废气管上；在所述的壳体内有一个出气管，其与空气相通，所述的出气管包括三个直的管段，构成一个废气进气管段、一个废气转向管段和一个废气出气管段；两个弯曲管段，它们与所述的三个直管段相互连接起来；所述的废气进气管段、所述的废气转向管段和所述的废气出气管段沿所述壳体的轴线方向上相互平行排列布置；所述三个直管段的轴线分别定位于同一个三角形的相应顶点上；以及所述的废气进气管段布置在靠近所述壳体的底部的位置处。
2.如权利要求1所述的发动机消声器，其特征在于，在所述出气管的中间管段上的靠上位置处设有废气噪声阻止孔，该废气噪声阻止孔把所述出气管的内部与所述壳体的内部连通。
3.如权利要求1所述的发动机消声器，其特征在于，在所述的壳体内有数个扩张室，所述的进气管和所述的出气管与所述的扩张室连通，从所述的发动机排出的废气经过所述的进气管被引入所述的扩张室，这样引入的废气再通过出气管被排出所述的扩张室到空气中。
全文摘要
一种消声器,包括一个长的出气管20,该出气管20包括一个废气进气管段21、一个转向管段22、一个废气出气管段23和两个弯曲管段24、25,这两个弯曲管段把三个管段21、22、23连接在一起。这三个管段21、22、23沿着壳体2轴向互相平行排列布置,三个管段的轴线21L、22L、23L分别位于同一个三角形的相应顶点上。
文档编号F01N1/06GK1344859SQ0114081
公开日2002年4月17日 申请日期2001年9月21日 优先权日2000年9月21日
发明者渡边哲史, 古馆茂, 石井豪 申请人:本田技研工业株式会社