一种排气管路调音阀及排气管路的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种排气管路调音阀及排气管路，包括：紧固在排气管侧壁上的第一固定座和第二固定座，可转动的连接在第一固定座和第二固定座上且贯穿排气管侧壁的轴杆；装设在排气管内的阀片，阀片固连接在轴杆上；以及装设在排气管外部复位调节装置，复位调节装置的一端连接在轴杆上，复位调节装置的另一端连接在排气管上，复位调节装置与轴杆共轴设置。本实用新型还公开了一种具有上述排气管路调音阀的排气管路。实施本实用新型的排气管路调音阀及排气管路，可以在发动机低转速阶段保持较小的开启角度，保持较好的声学性能；随发动机转速升高或排气流量的增加而增加开启角度，满足发动机的背压要求。
【专利说明】一种排气管路调音阀及排气管路【技术领域】
[0001]本实用新型涉及排气管【技术领域】，尤其涉及一种排气管路调音阀及排气管路。
【背景技术】
[0002]目前，汽车发动机的功率通过新技术的不断提升，附带产生的振动与噪声也越大。而汽车消费者对汽车NVH (Noise>Vibration^Harshness,噪声、振动与声振粗糙度)要求提高，减轻振动、降低噪声成为汽车设计的重点和难点。
[0003]现有的排气噪声的控制主要是通过管路和消音器的设计进行被动控制，这种技术在消声容积的设计上一般与发动机的排量成正相关。当发动机排量较大而消音器消声容积有限时，满足背压目标的情况下，就无法达到预期的声学目标。为满足排气系统噪声方面的要求，现有技术中通常采用增加消音器容积的方式加以解决，该种方式存在的问题是:
[0004]1、普通的被动消音排气管路在消声容积受空间布局的限制的情况下，难以保证排气系统的声学目标。由于受空间布置的限制，在整车布置过程中，在满足功率损失要求的情况下，很可能由于空间受限而无法达到整车的噪声要求。
[0005]2、现有消声结构的弹性元件设置在消音器的内部，直接暴露在尾气中，其对弹性元件的性能要求较高，价格成本居高不下。
[0006]3、布置空间有限，无法根据实际使用情况进行调节，对背压的影响较大。
实用新型内容
[0007]本实用新型所要解决的技术问题在于，提供一种排气管路调音阀及排气管路，可以在发动机低转速阶段保持较小的开启角度，保持较好的声学性能；随发动机转速升高或排气流量的增加而增加开启角度，满足发动机的背压要求。
[0008]本实用新型所要解决的另一技术问题是:提升复位调节装置的可靠性且能够降低其制作成本；进一步改善调音阀的NVH性能。
[0009]为了解决上述技术问题，本实用新型的实施例提供了一种排气管路调音阀，包括:紧固在排气管侧壁上的第一固定座和第二固定座；可转动的连接在第一固定座和第二固定座上且贯穿排气管侧壁的轴杆；装设在排气管内的阀片，阀片固连在轴杆上；以及装设在排气管外部的复位调节装置，复位调节装置的一端连接在轴杆上，复位调节装置的另一端连接在排气管上，复位调节装置与轴杆共轴设置。
[0010]其中，复位调节装置包括:第一定位块；固连在排气管上的第二定位块，其中，轴杆穿过第二定位块并与在第一定位块固连；以及弹性元件，弹性元件的一端与第一定位块连接，弹性元件的另一端与第二定位块连接。
[0011]其中，第一定位块设置有第一缺口，第二定位块设置第二缺口，弹性元件的两端设有弯钩，弹性元件一端的弯 钩卡设在第一定位块的第一缺口，弹性元件另一端的弯钩卡设在第二定位块的缺口。
[0012]其中，弹性元件为螺旋弹簧，螺旋弹簧中心轴线与轴杆的轴线相重合。[0013]其中，轴杆的轴线偏离阀片的中心设置。
[0014]其中，阀片上设有质量块。
[0015]其中，质量块的横截面为圆形或椭圆形。
[0016]其中，阀片上设有凸筋。
[0017]其中，轴杆靠近第二固定座的端部设有凸台，第二固定座设有与凸台相适配的阶梯孔。
[0018]为解决上述技术问题，本实用新型还提供了一种具有上述排气管路调音阀排气管路的技术方案。
[0019]本实用新型所提供的排气管路调音阀及排气管路，具有如下有益效果:由于轴杆贯穿排气管侧壁并可转动的连接在两固定座上，轴杆上紧固连接有设置在排气管内部的阀片，在排气管的外部装设与轴杆共轴设置的复位调节装置。当发动机的废气通过排气管路上的上述调音阀时，将推动阀片带动轴杆转动。其中，在发动机低转速阶段可保持阀片较小的开启角度，此时流通截面积与降噪所需的最佳截面积一致，能够保持较好的声学性能；同时，阀片可随发动机转速的升高或排气流量的增加而增加开启角度，满足发动机的背压要求，能够在较小的消声容积下保证声学性能。此外，将调音阀布置在排气管路上，便于布置，尾管总噪声和二阶噪声改善效果明显；将复位调节装置布置在排气管外，提升复位调节装置的可靠性且能够降低所使用材料的成本；通过阀片上增加质量块，进一步改善调音阀的NVH性能。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0021]图1是本实用新型实施例排气管路调音阀的外部示意图。
[0022]图2是本实用新型实施例排气管路调音阀的爆破结构示意图。
[0023]图3是本实用新型实施例排气管路调音阀的装配结构示意图。
[0024]图4是本实用新型实施例排气管路调音阀的内部结构示意图。
[0025]图5是本实用新型实施例排气管路调音阀的弹性元件的放大结构示意图。
[0026]图6是本实用新型实施例采用排气管路调音阀前后尾管总噪声情况的比较示意图。
[0027]图7是本实用新型实施例采用排气管路调音阀前后二阶噪声情况的比较示意图。
[0028]图8是本实用新型实施例采用排气管路调音阀前后背压情况的比较示意图。
【具体实施方式】
[0029]下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。[0030]结合参见图1-图8所示，为本实用新型排气管路调音阀的实施例一。
[0031]请结合参见图1和图2，本实施例中的排气管路调音阀包括:
[0032]紧固在排气管I侧壁上的第一固定座11和第二固定座12，可转动的连接在第一固定座11和第二固定座12上且贯穿排气管I侧壁的轴杆2 ;装设在排气管I内的阀片3，阀片3紧固连接在轴杆2上；以及装设在排气管I外部的复位调节装置4，复位调节装置4的一端连接在轴杆2上，复位调节装置4的另一端连接在排气管I上，复位调节装置4与轴杆2共轴设置。
[0033]具体实施时，如图3所示，为本实施例排气管路调音阀的装配结构示意图。其中，排气管I的形状并不限定，可以设置成圆管、方管或其它常见的管体形状。本实施例中的排气管为圆柱管，其由不锈钢材料制成。
[0034]第一固定座11、第二固定座12为两圆台，由不锈钢材料制成，分别安装在排气管I圆周的两位置相对的侧壁上。第一固定座11、第二固定座12的作用是对轴杆3进行固定，使其能够绕轴杆3自身的轴线进行转动。本实施例中，第一固定座11上开设贯通的第一轴孔111，第二固定座12上开设贯通的第二轴孔121，其中，第二固定座12的第二轴孔121为一阶梯孔。
[0035]轴杆2能够插置在上述第一轴孔111和第二轴孔121中。轴杆2可为为一不锈钢材料制成的实杆，直径与第一轴孔111和第二轴孔121的内径相当。为保证轴杆2能够绕其自身轴线转动，轴杆2在靠近第二固定座12的端部设有一与上述第二轴孔121相适配的凸台21。当轴杆2装配到第一固定座11和第二固定座12上时，形状相适配的凸台21和第二固定座12阶梯孔可以有效防止轴杆2沿轴线的移动，使轴杆2仅有一个转动自由度。
[0036]阀片3是由不锈钢材料制成的薄片，其形状与排气管I的截面形状大致相当，其焊连在轴杆2上并装配在排气管I的内部。阀片3的作用是当汽车发动机产生的废气通过阀片3时，阀片3可带动轴杆2转动。
[0037]优选的，阀片3上设有凸筋31。通过设置凸筋31，一方面可以提高阀片3的刚度，降低阀片3的受力大平面，使阀片3在受力冲击时仍可处于相对稳定的状态，防止阀片3在承受气流冲击时发生大幅振动。
[0038]复位调节装置4是用以调节阀片3的开度及对其进行回位操作的结构件，其一端连接在轴杆2上，相对的另一端连接在排气管I上。本实施例中，复位调节装置4设置在排气管I的外部，其能够提升复位调节装置的可靠性且能够降低制作复位调节装置4的成本。
[0039]进一步的，复位调节装置4包括:第一定位块41 ;固连在排气管I上的第二定位块42，其中，轴杆2穿过第二定位块42并与第一定位块41固连；以及弹性元件43，弹性元件43的一端连接在第一定位块41上，弹性元件43的另一端与第二定位块42连接。弹性元件43的作用是:用以当轴杆2带动第一定位块41转动时对其进行复位。
[0040]第一定位块41和第二定位块42的结构相同，均为不锈钢构件经冲压及翻边制成。本实施例中，轴杆2依此穿过第一固定块11、第二定位块42以及弹性元件43后焊连在第一定位块41上。其中，第一固定块11与第二定位块42相焊连固定在排气管I上，弹性元件43紧固在两定位块41、42之间。
[0041]本实施例中，复位调节装置4可调节阀片3的开度及对其进行回位操作是通过如下结构实施的。请结合参见图5，为本实用新型实施例排气管路调音阀的弹性元件43的放大结构示意图。其中:在第一定位块41和第二定位块42上分别设置第一缺口 411、第二缺口 421，弹性兀件43两端设有弯钩431，弹性兀件43 —端的弯钩431卡设在弟一定位块41的第一缺口 411，弹性元件43另一端的弯钩431卡设在第二定位块42的缺口 421。当弹性元件43两端的弯钩431受力使弹性元件43扭转时，弹性元件43将被压缩或拉伸。优选地，弹性元件43为螺旋弹簧，两个弯钩(431)分别设置在螺旋弹簧的两端，螺旋弹簧在装配后的中心轴线与轴杆2的轴线相重合。如此设置有利于使轴杆2绕其自身轴线转动后在螺旋弹簧的作用下迅速回位。
[0042]本实施例中的排气管路调音阀在具体实施时，由于第一固定块11与第二定位块42焊连固定在排气管I上，轴杆2依此穿过第一固定块11、第二定位块42以及弹性元件43后焊连在第一定位块41上，弹性元件43的两端分别通过弯钩431卡持在第一定位块41的第一缺口 411、第二定位块42的第二缺口 421中。当汽车发动机产生的废气通过阀片3时，阀片3可带动轴杆2转动，轴杆2将带动第一定位块41旋转，第一定位块41与第二定位块42相对位置的改变会使其间的弹性元件43处在拉伸或压缩的状态。这样，当排气管I内的气流变小时，弹性元件43产生的弹性力会使与弯钩431相连接的第一定位块41与第二定位块42回位。在此过程中，在发动机低转速阶段可保持阀片3较小的开启角度，通过保持流通截面积与降噪所需的最佳截面积的一致，使调音阀获得较好的声学性能；同时，阀片3可随发动机转速的升高或排气流量的增加而增加开启角度，且能够满足发动机的背压要求，在较小的消声容积下保证声学性能。也就是说，通过控制调音阀开启的时刻与角度来控制管路的气流通过的截面积，在中低速阶段较低的处理噪声、在高速段减少功率的损失。
[0043]优选的，轴杆2的轴线偏离阀片3的中心设置，用以降低汽车排气系统的背压。具体实施时，阀片3与轴杆2的焊接位置并不确定，其可以根据不同的车型进行调整。本实施例中，轴杆2偏离阀片3中心位置的距离为25mm左右，其有利于在满足发动机背压要求的基础上，消除振动异响。
[0044]结合参见图4，为本实施例排气管路调音阀的内部结构示意图。阀片3上设有用以调节调音阀振动频率的质量块5，质量块5的配重质量及其位于阀片3上的相对位置设为可调。本实施例中，质量块5的横截面为圆形或椭圆形，便于确定质量块5的质心，也便于将其焊连在阀片3上和选择变为简单的焊接工艺。
[0045]以下根据实验数据说明本实施例中使用调音阀在消除振动异响方面意想不到的技术效果。
[0046]如图6所示，为本实施例中采用排气管路调音阀前后尾管总噪声情况的比较示意图。其中，曲线a为一款车型未装配排气管路调音阀时在相应转速下的响度示意曲线；曲线b为该款车型装配有未设置质量块的排气管路调音阀时在相应转速下的响度示意曲线；曲线c为该款车型装配有带有质量块的排气管路调音阀时在相应转速下的响度示意曲线。由图示可知，增加调音阀后能够较大地降低尾管噪声，而增加质量块后则能更进一步的降低，说明在消音容积有限的情况下，采用本实施例的调音阀确实能够改善声学效果。
[0047]请进一步参见图7，为本实施例采用排气管路调音阀前后二阶噪声情况的比较示意图。曲线f、曲线P以及曲线q分别代表同款车型在未装配排气管路调音阀时、装配有未设置质量块的排气管路调音阀时以及装配有带有质量块的排气管路调音阀时相应转速下的二阶噪声示意曲线。由图示可知，增加排气管路调音阀后能够明显降低汽车尾管的二阶噪声，通过在调音阀上增加质量块，能够使排气管在消除异响上的效果更佳明显。此外， 申请人:还发现，因为不同的车型以及不同的发动机配置本实施例中未装设质量块5的调音阀可能会产生弹性元件振动异响的问题，如广汽某1.8L车型，发动机在转速2700rpm时存在异响，该异响主要是调音阀的转轴2、弹性元件43等可转动构件在2700rpm的气流作用下发动共振，导致异响。实施中通过增加质量块5后可以避开共振点，此异响消失。
[0048]请结合参见图8所示，本实施例采用排气管路调音阀前后背压情况的比较示意图。其中，曲线m和曲线η分别表示同款车型在未装配排气管路调音阀时、装配有带有质量块的排气管路调音阀时的背压示意曲线。由图示可知，增加排气管路调音阀并不会明显增加排气管路的背压，不会对排气系统的整体性能造成影响。
[0049]本实用新型的排气管路调音阀的其它实施方式中，质量块5也可设置成其他常见的形状。质量块5的形状、质量以及位置主要由气流的流速与流量、排气管的直径、圆柱弹簧的刚度、阀片的质量等因素确定。因此，本实施例将质量块5的配重质量及其位于阀片3上的相对位置设为可调，可以扩大排气管调音阀的适配范围，满足多种车型的需要。
[0050]本实用新型还公开了一种排气管路，该排气管路装设有上述排气管路调音阀结构，其【具体实施方式】与上述排气管路调音阀实施方式一致，不再赘述。
[0051]本实用新型的排气管路调音阀及排气管路，具有如下有益效果:由于轴杆贯穿排气管侧壁并可转动的连接在两固定座上，轴杆上紧固连接有设置在排气管内部的阀片，在排气管的外部装设与轴杆共轴设置的复位调节装置。当发动机的废气通过排气管路上的上述调音阀时，将推动阀片带动轴杆转动。其中，在发动机低转速阶段可保持阀片较小的开启角度，此时流通截面积与降噪所需的最佳截面积一致，能够保持较好的声学性能；同时，阀片可随发动机转速的升高或排气流量的增加而增加开启角度，满足发动机背压要求，能够在较小的消声容积下保证声学性能。此外，将调音阀布置在排气管路上，便于布置，尾管总噪声和二阶噪声改善效果明显；将复位调节装置布置在排气管外，提升复位调节装置的可靠性且能够降低所使用材料的成本；通过阀片上增加质量块，进一步改善调音阀的NVH性倉泛。
【权利要求】
1.一种排气管路调音阀，其特征在于，包括: 紧固在排气管(I)侧壁上的第一固定座(11)和第二固定座(12)； 可转动的连接在所述第一固定座(11)和第二固定座(12)上且贯穿排气管(I)侧壁的轴杆(2)； 装设在排气管(I)内的阀片(3)，所述阀片(3)固连在所述轴杆(2)上；以及 装设在排气管(I)外部的复位调节装置(4)，所述复位调节装置(4)的一端连接在所述轴杆(2)上，所述复位调节装置(4)的另一端连接在排气管(I)上，所述复位调节装置(4)与所述轴杆(2)共轴设置。
2.如权利要求1所述的排气管路调音阀，其特征在于，所述复位调节装置(4)包括: 第一定位块(41)； 固连在排气管(I)上的第二定位块(42 )，其中，所述轴杆(2 )穿过所述第二定位块(42 )并与所述第一定位块(41)固连；以及 弹性元件(43)，所述弹性元件(43)的一端与所述第一定位块(41)连接，所述弹性元件(43)的另一端与所述第二定位块(42)连接。
3.如权利要求2所述的排气管路调音阀，其特征在于，所述第一定位块(41)设置有第一缺口(411)，所述第二定位块(42)设置有第二缺口(421)，所述弹性元件(43)的两端设有弯钩(431)，所述弹性元件(43)—端的弯钩(431)卡设在所述第一定位块(41)的第一缺口(411)，所述弹性元件(43 )另一端的弯钩(431)卡设在所述第二定位块(42 )的缺口( 421)。
4.如权利要求3所述的排气管路调音阀，其特征在于，所述弹性元件(43)为螺旋弹簧，所述螺旋弹簧的中心轴线与所述轴杆(2)的轴线相重合。
5.如权利要求1-4任一项所述的排气管路调音阀，其特征在于，所述轴杆(2)的轴线偏离所述阀片(3)的中心设置。
6.如权利要求1-4任一项所述的排气管路调音阀，其特征在于，所述阀片(3)上设有质量块(5)。
7.如权利要求6所述的排气管路调音阀，其特征在于，所述质量块(5)的横截面为圆形或椭圆形。
8.如权利要求1所述的排气管路调音阀，其特征在于，所述阀片(3)上设有凸筋(31)。
9.如权利要求1所述的排气管路调音阀，其特征在于，所述轴杆(2)靠近所述第二固定座(12)的端部设有凸台(21)，所述第二固定座(12)设有与所述凸台(21)相适配的阶梯孔。
10.一种排气管路，包括排气管(I)，其特征在于，所述排气管(I)上设置有如权利要求1-9任一项所述的排气管路调音阀。
【文档编号】F01N13/08GK203730105SQ201420110723
【公开日】2014年7月23日 申请日期:2014年3月12日 优先权日:2014年3月12日
【发明者】万骞, 曾志新, 张宁, 张凯, 钟灵贵, 张安伟, 刘渊 申请人:广州汽车集团股份有限公司