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CN101796278B - 具有冷却功能的车辆尾气共鸣器 - Google Patents

具有冷却功能的车辆尾气共鸣器 Download PDF

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Abstract

一种车辆尾气共鸣器，其特征在于：一个尾气入口导管以一种方式缩小，以限定一个文丘里效应区域。位于共鸣器的外壳中的空气输送孔，在外部冷却空气和共鸣器的空气入口室之间提供了流体连通。位于共鸣器的一个出口导管部分中的一个进一步的空气入口孔与所述空气入口室流体连通。由于在入口导管内侧的文丘里效应，使之产生了压降，以将空气从外面吸入到所述空气入口室内，且然后进入到共鸣器的出口导管中，用于与尾气混合来提供冷却。

Description

具有冷却功能的车辆尾气共鸣器
相关申请的互相参引 
本申请要求于2007年8月31日提交的美国临时申请No.60/967,154的权益。上述申请的全部公开内容在此通过引用方式纳入本说明书。 
技术领域
本公开内容涉及车辆尾气处理系统。更具体地，本公开内容涉及一种共鸣器(resonator)，其采用了用于冷却通过该共鸣器的车辆发动机尾气的装置。 
背景技术
在车辆尾气处理系统中，高温尾气带来了安全性、耐久性以及增加尾气流噪声的问题。在一些车辆应用中，尾气温度在怠速状态下可升高，导致了对尾气冷却装置的需求。在尾气共鸣器中使用的常用吸声材料可能在升高的尾气温度下失效，导致出现了不期望的尾气噪声等级。此外，高温尾气导致气体密度降低，从而增加了尾气气体速度，这产生了高频流动噪声。因此，尾气处理装置，例如共鸣器，需要在它们的设计中考虑那些问题。 
发明内容
此部分提供的是本公开内容的一般概要，而不是其完整范围或其全部特征的全面公开。 
一种车辆尾气共鸣器，包括一个外壳，其具有一个侧表面以及定位于该侧表面的相对端的一入口头部和一出口头部。一个尾气入口导管，具有一个位于尾气入口头部的入口端，用于接收车辆的尾气，以及一个出口端，所述入口端的横截面面积大于所述出口端的横截面面积，由此产生了一个文丘里效应(venturi effect)区域。一个尾气出口导管，具有一个与所述文丘里效应区域流体连通的入口端，以及一个位于所述出口头部的一个开口处的出口端。所述外壳具有一个将冷却空气吸入到入口室中的空气输送开口，且所述尾气出口导管具有一个与入口室流体连通的开口，由于文丘里效应在其内产生的压降，该开口用于将空气吸入到所述尾气出口导管中。
在本公开内容的另一方面，一种车辆尾气共鸣器，包括一个外壳，其具有一个侧表面以及定位于该侧表面的相对端的一入口头部和一出口头部。一个尾气入口导管，具有一位于所述入口头部的入口端开口，用于接收车辆的尾气，以及一个出口端，所述入口端的横截面面积大于所述出口端的横截面面积，由此产生了一个文丘里效应区域。一个尾气出口导管，具有一围绕着所述文丘里效应区域且与之流体连通的入口端，以及一位于所述出口头部的一个开口处的出口端。一个位于外壳中的隔断，具有一个用于接收所述文丘里区域的中心孔，以及一个径向外部部分，其被联结到所述外壳侧表面的内表面，所述隔断、所述侧表面、所述出口头部限定了一个围绕着尾气出口导管的空气入口室。位于出口头部中的多个孔，用于接收进入到所述空气入口室中的外部空气。位于尾气出口导管中的多个孔，其通常邻近于所述文丘里区域，被布置用以将空气从空气入口室引入到该尾气出口导管中。 
在本公开内容的又一方面，一种车辆尾气共鸣器，包括一个外壳，其具有一个侧表面以及定位于该侧表面的相对端的一入口头部和一出口头部。一个尾气入口导管，具有一位于所述入口头部的入口端开口，用于接收车辆的尾气，以及一个出口端，所述入口端的横截面面积大于所述出口端的横截面面积，由此产生了一个文丘里效应区域。一个尾气出口导管，具有一个横截面面积较大、且围绕着所述文丘里效应区域并与之流体连通的入口端，以及一个位于所述出口头部的一个开口处的出口端，所述尾气出口导管的一部分具有通过其中的穿孔。第一隔断，其位于所述外壳中，且具有一个用于接收所述文丘里效应区域的中心孔，以及一个径向外部部分，其被联结到所述外壳侧表面的内表面。第二隔断，其位于外壳中并定位于所述第一隔断的下游，且具有一个用于接收尾气出口导管的中心孔，以及一个径向外部部分，其被联结到所述外壳的侧表面的内表面，所述第一隔断、第二隔断、外壳的侧表面限定了一个围绕着所述文丘里效应区域和所述尾气出口导管的入口端的空气入口室。多个孔，被放置于所述外壳的侧表面中，用于接收进入到空气入口室中的外部空气。所述尾气出口导管的入口端的一个开放环形区域与所述空气入口室流体连通。 
其他领域的应用性从此处提供的说明中将变得明了。本发明内容中的说明和具体实施例仅旨在于说明的目的，并不旨在于限制本公开内容的范围。 
附图说明
此处描述的附图仅为说明所选实施方案(并不是所有可能的实施方式)的目的，且不旨在于限制本公开内容的范围。本公开内容的目的和特征将在结合附图的详细描述后得以明了，其中： 
图1A-1D描绘了本公开内容的一个实施方案的各种视图；以及 
图2A-2C描绘了本公开内容的一个替换实施方案的各种视图。 
在附图分别的视图中，相应的参考标记表示相应的部分。 
具体实施方式
现在将参考附图更全面地描述示例性的实施方案。 
本公开内容的第一实施方案在图1A、B、C和D的各种视图中显示。参见图1A-D，车辆尾气共鸣器100具有一个封壳或侧表面102，其横截面优选地是环形，但实际上可以是任何横截面形状。一个尾气入口管或导管104在入口处具有其最大的横截面，且经由壁104a弧形地缩小到一个由直线壁104b限定的较小直径的区域，从而限定一个文丘里效应区域106。一个尾气出口管或导管108在入口端处围绕着文丘里效应区域106，并且在横截面上向着出口端弧形地延伸，从而限定一个室120。共鸣器的入口端包括一个其内具有中心孔的入口头部或端盖110，用以接收尾气入口导管104的入口端。在该共鸣器的一个相对端，一个出口头部或端盖112具有一中心孔，用以接收尾气出口导管108的出口端。一个隔断或挡板114围绕着文丘里区域106，且其在径向外部部分处被联结至封壳102的内表面。一个冷却空气入口室116的一端由隔断114限定，而另一端由出口头部112限定。 
从图1D中可见，出口头部112包括多个(例如四个)用于将冷却 空气引入室116的外部冷却空气输送开口124a至124d。 
尾气出口导管108具有多个通过导管108的壁的空气进入开口(显示了其中的三个，118a-c)，用于将空气从室116引入到尾气出口导管108之内的混合室120。 
如图1C中所示，隔断114包括多个围绕其间隔开的调整凹部或凹槽122a-h。 
在操作中，来自车辆发动机的尾气进入尾气入口导管104中，由于文丘里区域106，在例如118a-c孔的下方在室120中产生低压区域，以将冷却空气从入口室116吸入到混合室120中，由此冷却了流经共鸣器的尾气。 
在图2A-2C的各种视图中显示了共鸣器的一个替换实施方案。参见图2A-2C，共鸣器200具有一个封壳或外侧表面202，其横截面优选地是环形，但实际上可以是依照本公开内容的任何形状的横截面。共鸣器的内部进一步地由一个入口头部210和一个位于封壳或侧表面202的另一端的出口头部212限定。 
一个尾气入口管204在入口头部210的中心开口中具有一个入口端，且其横截面积沿着弧形壁204a至一个限定一文丘里效应区域206的直线壁204b弧形地缩小。 
一个尾气出口管208在其围绕着文丘里效应区域206的入口具有一个开口，且其特征在于：一个环形开放空间221与空气入口室216流体连通。尾气出口导管208的壁在209处穿孔，且导管208的一个出口端位于出口头部212的一个开口之中。 
外部冷却空气经由在封壳或侧表面202之内的多个空气输送孔(显示了其中的两个，孔224-a和224-b)被吸入到入口室216中。 
空气入口室216是由侧表面202、第一隔断214和被间隔在第一隔断214下游的第二隔断215所限定的。在第二隔断215、出口头部212和侧表面202之间限定的环形区域中填充了一种吸声材料226，该吸声材料226在尾气出口导管208的穿孔区域209中围绕着该尾气出口导管208。 
如图2C中所示，隔断214(以及可选地隔断215)包括多个调整凹部或凹槽222a-h。 
在操作中，共鸣器200在尾气入口导管204的入口端接收车辆的尾气。由于文丘里部分206处的缩小区域，尾气流在尾气出口导管208的入口端处产生了压降，由此将空气从室216吸入到室220中，以与流经共鸣器的尾气混合。 
因此，在图1A至图1D中和在图2A至图2C中示出的两个实施方案中，流经共鸣器的尾气被吸入到由尾气出口导管限定的室中的外部空气所冷却。 
上述实施方案是为说明和描述的目的而提供的。其不旨在于穷举或限制本发明。具体实施方式的个别要素或特征通常不限于该具体实施方式，但在可应用之处是可替换的，且即使未经专门显示或描述亦可用于所选的实施方式。同样的要素或特征也可以多种形式变化。这样的变化不应被视为背离了本发明，并且所有这样的修改均旨在于被包括在本发明的范围之内。 

Claims (20)

1.一种车辆尾气共鸣器，包括：
一个外壳，其具有一侧表面以及定位于该侧表面的相对端的一入口头部和一出口头部；
一个尾气入口导管，其具有一位于所述入口头部的入口端，用于接收车辆的尾气，以及一出口端，所述入口端的横截面面积大于所述出口端的横截面面积，由此产生了一个文丘里效应区域；以及
一个尾气出口导管，其具有一与所述文丘里效应区域流体连通的入口端，以及一位于所述出口头部的一个开口处的出口端；
其中，所述外壳具有一个将冷却空气吸入到入口室中的空气输送开口，且所述尾气出口导管具有一个与入口室流体连通的开口，由于文丘里效应在其内产生的压降，该开口用于将空气吸入到所述尾气出口导管。
2.根据权利要求1所述的共鸣器，还包括一个在所述外壳中的具有一中心孔的隔断，其用于接收所述文丘里效应区域，以及一个径向外部部分，其被联结到所述外壳侧表面的一个内表面。
3.根据权利要求2所述的共鸣器，还包括一个在所述隔断中的调整凹部。
4.根据权利要求1所述的共鸣器，其中所述空气输送开口在所述出口头部中形成。
5.根据权利要求1所述的共鸣器，其中所述空气输送开口在所述外壳的侧表面中形成。
6.根据权利要求2所述的共鸣器，其中所述隔断限定了所述入口室的一个边界。
7.根据权利要求4所述的共鸣器，其中所述尾气出口导管开口包括多个间隔地围绕尾气出口导管且邻近于文丘里效应区域的孔。
8.根据权利要求5所述的共鸣器，其中所述尾气出口导管开口包括一个所述尾气出口导管入口端的环形区域，其围绕着所述尾气入口导管的出口端。
9.根据权利要求1所述的共鸣器，其中所述尾气出口导管的至少一部分被穿孔，且被置于所述尾气出口导管和所述外壳侧表面之间的吸声材料围绕。
10.根据权利要求1所述的共鸣器，其中所述外壳的横截面大致是环形的。
11.一种车辆尾气共鸣器，包括：
一个外壳，其具有一侧表面以及定位于该侧表面的相对端的一入口头部和一出口头部；
一个尾气入口导管，其具有一位于入口头部的入口端开口，用于接收车辆的尾气，以及一出口端，所述入口端的横截面面积大于所述出口端的横截面面积，由此产生了一个文丘里效应区域；
一个尾气出口导管，其具有一围绕所述文丘里效应区域且与之流体连通的入口端，以及一位于所述出口头部的一个开口处的出口端；
一个隔断，其位于所述外壳中，且具有一个用于接收所述文丘里效应区域的中心孔，以及一个径向外部部分，其被联结到所述外壳侧表面的一个内表面，所述隔断、所述侧表面和所述出口头部限定了一个围绕着尾气出口导管的空气入口室；
位于所述出口头部中的多个孔，其用于接收进入到所述空气入口室中的外部空气；以及
位于所述尾气出口导管中的多个孔，其通常邻近于所述文丘里效应区域，用于将空气从所述空气入口室引入到所述尾气出口导管中。
12.根据权利要求11所述的共鸣器，其中所述隔断还包括多个在其内的调整凹部。
13.一种车辆尾气共鸣器，包括：
一个外壳，其具有一侧表面以及定位于该侧表面的相对端的一入口头部和一出口头部；
一个尾气入口导管，其具有一位于所述入口头部的入口端开口，用于接收车辆的尾气，以及一出口端，所述入口端的横截面面积大于所述出口端的横截面面积，由此产生了一个文丘里效应区域；
一个尾气出口导管，其具有一横截面面积较大且围绕着所述文丘里效应区域并与之流体连通的入口端，以及一位于所述出口头部的一个开口处的出口端，所述尾气出口导管的一部分具有通过其中的穿孔；
第一隔断，其位于所述外壳中，且具有一个用于接收所述文丘里效应区域的中心孔，以及一个径向外部部分，其被联结到所述外壳侧表面的一个内表面；
第二隔断，其位于所述外壳中，定位在所述第一隔断的下游，且具有一个用于接收尾气出口导管的中心孔，以及一个径向外部部分，其被联结到所述外壳侧表面的内表面，所述第一隔断、所述第二隔断和所述外壳的侧表面限定了一个围绕着所述文丘里效应区域和所述尾气出口导管的入口端的空气入口室；
多个孔，其位于所述外壳的侧表面中，用于接收进入到所述空气入口室中的外部空气；以及
所述尾气出口导管的入口端的一个开放环形区域，其与所述空气入口室流体连通。
14.根据权利要求13所述的共鸣器，其中所述第一隔断还包括在其中的多个调整凹部。
15.根据权利要求13所述的共鸣器，其中所述第二隔断还包括在其中的多个调整凹部。
16.根据权利要求13所述的共鸣器，其中所述第一隔断和所述第二隔断包括在其中的多个调整凹部。
17.根据权利要求13所述的共鸣器，还包括一种吸声材料，其被置于所述尾气出口导管的部分与所述侧表面之间。
18.根据权利要求14所述的共鸣器，还包括一种吸声材料，其被置于所述尾气出口导管的部分与所述侧表面之间。
19.根据权利要求15所述的共鸣器，还包括一种吸声材料，其被置于所述尾气出口导管的部分与所述侧表面之间。
20.根据权利要求16所述的共鸣器，还包括一种吸声材料，其被置于所述尾气出口导管的部分与所述侧表面之间。
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