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CN112855320B - 排气消声器 - Google Patents

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CN112855320B
CN112855320B CN202011353638.5A CN202011353638A CN112855320B CN 112855320 B CN112855320 B CN 112855320B CN 202011353638 A CN202011353638 A CN 202011353638A CN 112855320 B CN112855320 B CN 112855320B
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Abstract

本发明涉及一种用于内燃机的排气设备的排气消声器，所述排气消声器包括消声器壳体(12)，所述消声器壳体具有包围能被废气流经的消声器内部空间(22)的外壳(14)和设置在消声器内部空间(22)中的内壳(54)，所述内壳将外壳(14)在面向消声器内部空间(22)的内侧(52)上至少部分覆盖。

Description

排气消声器
技术领域
本发明涉及一种排气消声器，所述排气消声器例如可以用在机动车中的内燃机的排气设备中。
背景技术
用在内燃机的排气设备中的消声器被从内燃机排放的热的燃烧废气流经。这样的燃烧废气可能具有在几百摄氏度的范围中的温度并且因此导致排气设备的被该燃烧废气流经的系统区域的相对强烈的热负荷。这可能导致变颜色，亦即热致变色，如果排气设备的系统区域、如尤其用作端部消声器的排气消声器以可见的方式安装在车辆中，则这于是尤其是不期望的。
发明内容
本发明的任务是，提供一种用于内燃机的排气设备的排气消声器，在所述排气消声器中不存在由于热负荷导致的从外部可见的变色的危险。
根据本发明，该任务通过用于内燃机的排气设备的排气消声器解决，所述排气消声器包括消声器壳体，所述消声器壳体具有包围能被废气流经的消声器内部空间的外壳和设置在消声器内部空间中的内壳，所述内壳将外壳在面向消声器内部空间的内侧上至少部分覆盖。
通过以内壳覆盖外壳来避免导入到消声器内部空间中的热的燃烧废气与外壳的导致外壳变颜色的直接的热交换作用。所述导入到消声器内部空间中的热的燃烧废气首先与内壳接触并且导致内壳的相对强烈的热负荷。然而，废气的也与外壳的基本上不可避免的接触不会引起外壳变颜色，因为废气在与内壳接触时被冷却并且因此与外壳产生接触的废气具有明显降低的温度。
外壳可以包括沿消声器纵向轴线方向纵长延伸并且包围该消声器纵向轴线的外环周壁，并且外壳可以在该外环周壁的两个轴向的端部区域处包括与该外环周壁连接的端壁，并且内壳可以至少与该外环周壁相配地包括至少一个内壳部件，所述至少一个内壳部件将该外环周壁在其内侧上至少部分地覆盖。
作为替代方案，消声器壳体的以限定的方式包围消声器内部空间的稳定的结构——在该结构中，外壳的热致变色能够被排除——可以通过如下方式提供：即外壳包括在连接边缘区域中彼此连接的两个外壳部件，并且内壳与至少一个外壳部件相配地、优选与每个外壳部件相配地包括内壳部件，所述内壳部件将所述外壳部件在其内侧上至少部分覆盖。
为了能够针对外壳还更有效地产生通过内壳的屏蔽作用提供的保护以克服热致变色，可以在外壳与内壳之间形成有中间空间，其中，内壳在至少一个支撑区域中直接支撑在外壳上。通过提供至少一个这样的支撑区域——在所述至少一个这样的支撑区域中存在在外壳与内壳之间的直接的基体接触——仍然确保内壳在消声器内部空间中的限定的定位，所述限定的定位也避免出现由于内壳敲向外壳而导致啪嗒噪声。
为了有效的屏蔽作用，在最小地影响消声器内部空间的容积的情况下提出：在中间空间的区域中，在外壳与内壳之间的间距在3mm-7mm的范围中、优选为大约5mm。
为了实现通过排气消声器设置的消声特性，可以在消声器内部空间中设有将消声器内部空间划分成多个腔室的至少一个中间壁。为了能够也对于这样的中间壁确保在消声器内部空间中的限定的定位，至少一个中间壁可以在中间支承内壳的情况下在周向边缘区域中相对于外壳支撑。
为此，可以特别有利地规定：中间壁在支撑区域的区域中相对于外壳支撑。这具有的结果是，中间壁稳定地支撑在如下位置处，在该位置处，内壳也直接贴靠在外壳上。内壳还可以在不具有与外壳的材料锁合的连接的情况下通过如下方式实现限定的保持，即内壳通过中间壁保持在外壳上。
一种进一步改进的用于内壳的支撑作用可以通过如下方式实现，即在消声器内部空间中设有沿消声器纵向轴线方向依次跟随地设置的多个中间壁，并且内壳在多个中间壁的区域中、优选在所有中间壁的区域中在内壳的相应的支撑区域中相对于外壳支撑。
如果在排气消声器中设有多个中间壁，则外壳在其内侧上被内壳基本上仅在沿消声器纵向轴线方向的中间壁长度区域中覆盖，其中，所述中间壁长度区域是外壳的从最靠近第一消声器纵向端部地定位的第一端部中间壁延伸至最靠近第二消声器纵向端部地定位的第二端部中间壁的长度区域。这样的设计方案然后也由于低的构造重量的原因适合于将从内燃机排放的废气导入到在中间壁之间形成的一个或多个腔室中并且应尤其是在所述区域中提供用于外壳的有效的屏蔽。
在一种替代性的设计类型中，外壳基本上在其整个内侧上被内壳覆盖。当在外壳的整个长度区域中存在由于热负荷引起外壳变色的危险时，这于是尤其适合。
为了能够也在如下的区域中——在该区域中，不应实现内壳相对于外壳的直接的支撑——防止由于振动引起内壳敲向外壳而提出，在至少一个保持区域中、优选在多个保持区域中，内壳经由保持材料相对于外壳以具有间距的方式保持。
保持材料可以包括例如金属丝材料、例如金属丝编织物、金属丝纺织物、金属丝针织物或金属丝无纺织物。
根据排气设备在结构上的设计方案可以要求，相对靠近外壳地引导引入到外壳中或在消声器内部空间中延伸的管。在此，为了避免与内壳的冲突，可以在内壳中设有至少一个空隙。设置在外壳的内部中的管接合到这样的空隙中地定位成或者说存在如下可能性，使得流入到消声器内部空间中的或从消声器内部空间中流出的废气被引导穿过这样的空隙。
要简单且低成本地实现的、抵抗废气和由废气产生的热负荷的设计方案可以例如通过如下方式实现，即内壳利用板材构造。
本发明还涉及一种用于内燃机的排气设备，所述排气设备包括至少一个所述的排气消声器。
附图说明
下面参考附图1详细地描述本发明。
该附图1以原理图示出排气消声器的纵向剖面。
具体实施方式
在图1中以纵向剖面示出的排气消声器10具有带有总体以14表示的外壳的消声器壳体12。在示出的设计示例中，外壳14包括沿消声器纵向轴线A方向纵长延伸的并且包围该消声器纵向轴线的外环周壁16。所述外环周壁可以通过例如基本上柱状的构件提供，但作为替代方案，也可以例如通过两个半壳提供。在两个轴向的端部区域18、20处，外环周壁16分别与轴向地封闭消声器内部空间22的端壁24、26例如通过焊接或/和卷边固定地连接。
在消声器壳体12的内部中，沿消声器纵向轴线A方向依次跟随地设有多个中间壁28、30、32。在此，分别最靠近端壁24、26地设置的中间壁28、30形成相应的端部中间壁。
在端壁24、26与中间壁28、30、32之间形成有在消声器内部空间22中轴向地依次跟随的多个腔室34、36、38、40。进气管42贯穿端壁24和中间壁28或者说端部中间壁并且延伸穿过腔室34直至腔室36并且朝该腔室敞开。在腔室34的区域中，进气管42可以经由多个开口44朝腔室34敞开。排气管46贯穿端壁26和中间壁32、30并且延伸直至腔室36中并且朝该腔室敞开。在腔室38的区域中，排气管46经由多个开口48朝腔室38敞开。腔室38和腔室40经由作为共振器管起作用并且因此提供共振器颈部的管50彼此连接，从而腔室40能够与管50连接成亥姆霍兹共振器地起作用。
应当指出的是，排气消声器10连同其消声器壳体12的前述基本的结构仅示例性地示出。能够设有多于或少于在图1中示出的中间壁。同样能够设有更多或更少的进气管或/和排气管，并且在消声器内部空间中形成的腔室能以其他方式彼此连通。也应当指出的是，消声器壳体12在一种替代性的设计方案中可以构成有两个半壳，其中的每个半壳能够提供外环周壁的一部分和两个端壁的一部分。这样的例如要描述为外壳部件的半壳可以在连接边缘区域中通过材料锁合、例如通过焊接或/和通过卷边彼此固定地连接。如在示出的结构中外环周壁16、端壁24、26和中间壁28、30、32那样，消声器壳体的这样的半壳也可以作为板成型部件提供，并且能够在通过板成型部件提供的外环周壁的区域中或也在通过该板成型部件提供的端壁的区域中具有相应的开口以用于引导穿过一个或多个进气管或一个或多个排气管。
排气消声器10除了外壳14之外还包括内壳54，该内壳至少部分覆盖外壳14或者说外环周壁16的内侧52。内壳54优选构造有作为板成型部件提供的一个或多个内壳部件56，所述内壳部件可以例如沿绕消声器纵向轴线A的周向方向依次跟随地设置或可以在具有两个外壳部件的外壳的该设计方案的情况下分别与两个外壳部件中的一个外壳部件相配地设置并且将该外壳部件在其内侧上至少部分覆盖地设置。
在内壳54与外壳14或者说在示出的设计示例中外环周壁16之间形成有中间空间58。为了提供该中间空间，在外壳14与内壳54之间存在的间距D可以在3mm至7mm的范围中、优选为大约5mm。在沿消声器纵向轴线A方向依次跟随的多个支撑区域60中，中间壳54以沿周向方向延伸的径向的成型部55成型成，使得所述中间壳例如在其整个的延伸区域中沿绕消声器纵向轴线A的周向方向贴靠在外壳14的内侧52上并且因此直接支撑在外壳14上。这样的通过径向的成型部55提供的支撑区域60能够定位成，使得该支撑区域位于如下的位置处，即中间壁28、30、32也设置在该位置处，从而所述中间壁至少在对应于内壳54的该延伸区域的周向区域中在中间支承内壳54的情况下相对于外壳14支撑。在支撑区域的区域中，内壳54通过借助于中间壁28、30、32提供的径向的夹紧作用保持在外壳14上。内壳54与外壳14的附加的材料锁合的连接不是必须的并且没有被设置。中间壁28、30、32与内壳54或外壳14的材料锁合的连接也不是必须的或没有被设置。中间壁28、30、32通过其接合到内壳54的径向的成型部55中轴向地相对于内壳54保持。在内壳54的径向的成型部55的区域中，外壳14或者说外环周壁16也可以具有对应的径向的并且沿周向方向延伸的成型部，内壳54的径向的成型部55能够部分径向地接合到该成型部中，并且例如在周向区域中——在所述周向区域中，外壳14不被内壳54覆盖——中间壁28、30、32能够以其径向的外部的区域接合到该成形部中地定位，从而也在该周向区域中确保中间壁28、30、32相对于消声器壳体12的径向的和轴向的限定的保持。
在示出的设计示例中，内壳54几乎在外壳14或消声器内部空间22的整个轴向的延展区域上延伸直至靠近到端壁24、26。为了在内壳54的未相对于外壳14经由支撑区域支撑或固定在支撑区域上的端部区域中确保内壳相对于外壳14的限定的定位，在多个保持区域62、64中，内壳54经由在那里分别设置的保持材料66、68相对于外壳14支撑。这样的保持材料可以例如包括金属丝材料、例如金属丝编织物或金属丝无纺织物或类似物，其也沿周向方向分布在外壳14与内壳54之间的多个区域上地固定地保持。
图1在中间壁30与32之间的区域中通过虚线以示意示出的方式示出在内壳54中的或者说在图1中示出的内壳部件56中的空隙70。例如在消声内部空间22中靠近外壳14地延伸的管可以接合到这样的空隙70中，以防止这样的管被太靠近到内壳54地引导并且因此在运行中防止由于相互的接触产生噪声。
在图1中示意示出的替代性的设计方式中，内壳54也可以界定到中间壁长度区域L上地设置，所述中间壁长度区域基本上在消声器壳体12的在两个端部中间壁或者说中间壁28、32之间延伸的长度区域上延伸。
在另一种替代性的设计方案中，内壳54也可以在图1中示出的消声器壳体10的结构中成型成，使得其至少部分覆盖端壁24、26中的至少一个端壁并且因此在其内侧上屏蔽以废气的直接绕流。为了该目的，内壳54能够在靠近相应的端壁24或26的纵向端部处径向地向内成型。
通过设置内壳54，尤其在消声器壳体12的通过导入到消声器内部空间22的废气以热的方式强烈地加载的区域中实现外壳14的热屏蔽。通过外壳14的这样的热屏蔽避免外壳变颜色、即热致变色。这尤其在如下的位置处是有利的，在该位置处，排气消声器10没有隐藏在车辆的内部中、例如没有安装在车辆的底部下方，而是作为车辆的在视觉上的视觉形象的重要组成部分而从外部可见。因为防止发生变颜色的内壳尤其在没有产生材料锁合的情况下被各中间壁28、30、32或至少一部分中间壁固定地压靠到外壳14上，所以不会损害排气消声器在结构上的强度。

Claims (16)

1.用于内燃机的排气设备的排气消声器，所述排气消声器包括沿消声器纵向轴线(A)方向纵长延伸的消声器壳体(12)，所述消声器壳体具有包围能被废气流经的消声器内部空间(22)的外壳(14)和设置在消声器内部空间(22)中的内壳(54)，所述内壳将外壳(14)在面向消声器内部空间(22)的内侧(52)上至少部分覆盖，在外壳(14)与内壳(54)之间形成有中间空间(58)，其中，在通过内壳(54)的沿周向方向延伸的径向的成型部(55)提供的至少一个支撑区域(60)中，内壳(54)直接支撑在外壳(14)上，其中，在消声器内部空间(22)中设有将消声器内部空间(22)划分成多个腔室(34、36、38、40)的至少一个中间壁(28、30、32)，其中，至少一个中间壁(28、30、32)在中间支承内壳(54)的情况下在环周边缘区域中相对于外壳(14)支撑，其特征在于，至少一个中间壁(28、30、32)接合到内壳(54)的提供支撑区域(60)的径向的成型部(55)中，使得在内壳(54)的该径向的成型部(55)的区域中轴向地相对于内壳(54)保持所述中间壁(28、30、32)，内壳(54)在与外壳(14)没有材料锁合的连接的情况下通过所述中间壁(28 、30、32)保持在外壳(14)上，且内壳(54)在其未相对于外壳(14)经由支撑区域(60)支撑的端部区域中在保持区域(62、64)中经由保持材料(66、68)相对于外壳(14)以具有间距的方式保持。
2.根据权利要求1所述的排气消声器，其特征在于，所述外壳(14)包括沿消声器纵向轴线(A)方向纵长延伸的并且包围所述消声器纵向轴线的外环周壁(16)，并且所述外壳在外环周壁(16)的两个轴向的端部区域(18、20)处包括与该外环周壁连接的端壁(24、26 )，并且内壳(54)至少与外环周壁(16)相配地包括至少一个内壳部件(56)，所述至少一个内壳部件将外环周壁在其内侧上至少部分覆盖。
3.根据权利要求1所述的排气消声器，其特征在于，外壳(14) 包括在连接边缘区域中彼此连接的两个外壳部件，并且内壳(54)与至少一个外壳部件相配地包括内壳部件，所述内壳部件将外壳部件在其内侧上至少部分覆盖。
4.根据权利要求3所述的排气消声器，其特征在于，内壳(54)与每个外壳部件相配地包括内壳部件，所述内壳部件将外壳部件在其内侧上至少部分覆盖。
5.根据权利要求1至4之一所述的排气消声器，其特征在于，在中间空间(58)的区域中，在外壳(14)与内壳(54)之间的间距(D)在3mm-7mm的范围中。
6.根据权利要求5所述的排气消声器，其特征在于，在中间空间(58)的区域中，在外壳(14)与内壳(54)之间的间距(D)为大约5mm。
7.根据权利要求1至4之一所述的排气消声器，其特征在于，在至少一个由内壳(54)的径向的成型部(55)提供的支撑区域(60)的区域中，外壳(14)具有接纳内壳(54)的沿周向方向延伸的径向的成型部(55)的径向的成型部。
8.根据权利要求7所述的排气消声器，其特征在于，在外壳(14)的不被内壳(54)覆盖的周向区域中，所述至少一个接合到内壳(54)的提供支撑区域(60)的径向的成型部(55)中的中间壁(28、30、32)接合到外壳(14)的径向的成型部中。
9.根据权利要求1所述的排气消声器，其特征在于，外壳(14)包括在连接边缘区域中彼此连接的两个外壳部件，并且内壳(54)与至少一个外壳部件相配地包括内壳部件，所述内壳部件将外壳部件在其内侧上至少部分覆盖，中间壁(28、30、32)在支撑区域(60)的区域中相对于外壳(14)支撑。
10.根据权利要求1所述的排气消声器，其特征在于，在消声器内部空间(22)中设有沿消声器纵向轴线(A)方向依次跟随地设置的多个中间壁(28、30、32)，并且内壳(54)在多个中间壁(28、30、32)的区域中在相应的支撑区域(60)中相对于外壳(14)支撑。
11.根据权利要求10所述的排气消声器，其特征在于，内壳(54)在所有中间壁(28、30、32)的区域中在相应的支撑区域(60)中相对于外壳(14)支撑。
12.根据权利要求1-4中任一项所述的排气消声器，其特征在于，外壳(14)在其整个内侧(52)上被内壳(54)覆盖。
13.根据权利要求1至4之一所述的排气消声器，其特征在于，保持材料(66、68)包括金属丝材料。
14.根据权利要求1至4中任一项所述的排气消声器，其特征在于，在内壳(54)中设有至少一个空隙(70)。
15.根据权利要求1至4中任一项所述的排气消声器，其特征在于，内壳(54)利用板材构造。
16.用于内燃机的排气设备，所述排气设备包括至少一个根据前述权利要求中任一项所述的排气消声器(10)。
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