具有虹吸管的消音器组件的制作方法
【专利摘要】一种用于车辆的消声器组件,包括至少部分地限定内部腔体且具有入口和出口的壳体。消声器组件包括出口管,所述出口管具有敞开到内部腔体的入口端部、和在壳体出口处敞开的出口端部。虹吸管在内部腔体中,且具有邻近壳体内表面的入口开口、和在出口管的出口端部和入口端部之间与出口管流体连通的出口开口。虹吸管配置为在入口开口和出口开口之间产生预定压差时从内部腔体除去冷凝物。
【专利说明】具有虹吸管的消音器组件
【技术领域】
[0001]本发明通常包括用于车辆的消声器组件。
【背景技术】
[0002]消声器组件通常用在车辆排气系统中,以减少与发动机排出的排气相关的噪声。消声器组件具有壳体,排气通过该壳体从入口排出到出口。来自排气的冷凝物往往收集在壳体内部。如果冷凝物不排出则会腐蚀壳体。将冷凝物排出的手段包括在壳体的底部设置排出孔。这会造成噪声增加。另外,在车辆停车时冷凝物会通过排出孔漏出,使停车区域变色。替换地,壳体可用更抗腐蚀的材料制造,但是这会增加重量或成本。具有阀或喷射泵的排出系统的设计会很复杂,增大成本。
【发明内容】
[0003]一种用于车辆的消声器组件,包括至少部分地限定内部腔体且具有入口和出口的壳体。消声器组件包括出口管,所述出口管具有敞开到内部腔体的入口端部、和在壳体出口处敞开的出口端部。虹吸管在内部腔体中,且具有入口开口和出口开口,所述入口开口邻近壳体内表面,所述出口开口在出口管的出口端部和入口端部之间与出口管流体连通。虹吸管配置为在入口开口和出口开口之间建立了预定压差时从内部腔体除去冷凝物。在消声器组件安装在车辆上、且车辆以等于或大于预定速度的速度行进时,将达到预定压差。由此,冷凝物在车辆行进期间被排出。这可以是对在车辆停车时排出冷凝物的系统的改进。
[0004]在一个实施例中,虹吸管固定到出口管,例如通过焊接。在另一实施例中,虹吸管固定到挡板,所述挡板在内部腔体中延伸,例如通过将虹吸管焊接到挡板。通过固定虹吸管,消声器组件中的噪声可以被降低。消声器组件可以具有壳体,所述壳体配置为具有邻近虹吸管入口开口的凹入部。冷凝物收集正好在虹吸管的入口开口下方的凹入部中,有助于虹吸管排出冷凝物的能力。
[0005]在一个实施例中,消声器组件的出口管具有变窄部分,且虹吸管在该变窄部分处与出口管流体连通。变窄部分趋于增加通过出口管行进的排气的速度,由此增大跨虹吸管的压差,且促进穿过管的冷凝物的虹吸作用。
[0006]通过促进冷凝物的排放,消声器组件可以更静音,且更少地承受腐蚀,因此比已知的消声器组件具有潜在地更长的使用寿命。增加的冷凝物排放可以由于虹吸管和壳体中的邻近虹吸管入口开口的可选凹入部而实现。消声器组件成本可以比使用喷射泵或压力阀来排出冷凝物的消声器组件低。在运转中,具有虹吸管的消声器组件可以比具有穿过消声器壳体的排出孔(用于冷凝物的排出)的设计更安静。这种排出孔也会由于腐蚀而随时间尺寸增加,进一步恶化噪声问题。消声器组件避免可能由于更厚的或不同的消声器壳体材料(对于一些冷凝物排出系统可能是必须的)而造成的成本增加。与依赖于出口管(其在弯曲部底部具有排出孔)的弯曲来排出冷凝物的设计相比(这种设计可能具有一些残余的冷凝物),通过设置在壳体中的凹入部,消声器组件可以实现完全的冷凝物排出。[0007]在下文结合附图进行的对实施本发明的较佳模式做出的详尽描述中能容易地理解上述的本发明的特征和优点以及其他的特征和优点。
【专利附图】
【附图说明】
[0008]图1是根据本发明一个方面的消声器组件的片段视图的示意性透视图,其中消声器壳体的顶部部分以虚线示出。
[0009]图2是图1的消声器组件的片段视图的示意性透视图。
[0010]图3是根据本发明替换方面的消声器组件的片段透视图的示意图。
[0011]图4是图3的消声器组件的示意性透视图,其中消声器壳体的顶部部分以虚线示出。图5是具有排气系统的车辆的示意图,所述排气系统包括图1的消声器组件。
[0012]图6是根据本发明另一替换的方面的消声器组件的示意透视图,其中消声器壳体的顶部部分以虚线示出。图7是图1的消声器组件的部分示意透视图,显示了在壳体部分凹入部上方的虹吸管。
[0013]图8是在图3的线8-8处截取的图3和4的消声器组件部分示意截面图。
【具体实施方式】
[0014]参见附图,其中相同的附图标记在几幅图中代表相同的部件,图1显示了消声器组件10,所述消声器组件10具有虹吸管12,所述虹吸管具体地设计为从消声器组件10除去冷凝物,如进一步在本文描述的。具体说,消声器组件10设计为使得冷凝物聚集在虹吸管下方,且在跨虹吸管12的压差达到预定水平时通过虹吸管12从消声器组件10排放。
[0015]消声器组件10是车辆16的排气系统14的一部分,如图5所示。车辆16具有前车轮18和后车轮20。动力传动系22包括发动机24,所述发动机通过变速器26操作性地连接到前车轮18,用于推进车辆。排气系统14从发动机24延伸,以在将排气排出到大气之前处理发动机排气。一个或多个排气处理部件(未示出)可以包括在排气系统14中。例如,排气系统14可包括催化转化器、排气循环系统,且在柴油发动机的情况下,可包括柴油氧化催化器和柴油颗粒过滤器。图5从上方显示了消声器组件10,从而顶部壳体部分28可被看见。顶部壳体部分28装配到如图1所示的底部壳体部分30,且可以以蛘壳式布置(clam shell arrangement)焊接或以其他方式固定到底部壳体部分。顶部壳体部分28和底部壳体部分30 —起形成限定出内部腔体31的壳体。排气管32从发动机24延伸到消声器组件10的入口 34,且尾管36从消声器组件10的出口 38延伸。如上所述的额外排气处理部件可以与发动机24和消声器组件10之间的排气管32流体连通。
[0016]消声器组件10包括入口管40和出口管42,二者都在内部腔体31中。入口管40在入口 34处敞开且将排气引入到内部腔体31。出口管42具有入口端部44和在出口 38处的出口端部46,所述入口端部敞开到内部腔体31,所述出口端部不敞开到内部腔体31。出口端部46通到图5的尾管36。如本领域技术人员所理解的,消声器组件10通过迫使排气行进通过腔体31中的入口管40和出口管42而使得排气中的噪声消失。第一挡板48将腔体31分为第一子腔50和第二子腔52。入口管40和出口管42 二者都被第一挡板48至少部分地支撑且经过挡板48中的相应开口 43、45。出口管42的入口端部44在第一子腔50中。出口管42的出口端部46在出口 38处延伸到第二子腔52以外。第二挡板54进一步分开腔体31。挡板48、54被穿孔,允许排气以受控的速率经过子腔50、52之间。凸脊56从底部壳体部分30的内表面58延伸到腔体31内,且被设计以减少排气的噪声。排气穿过腔体31从入口管40到出口管42的出口端部46受控地通过,这使得噪声减少,如本领域技术人员所理解的。
[0017]在图2中,为了清楚,入口管40和出口管42被去除,以便显示虹吸管12,其具有带入口开口 60的第一端59和带出口开口 62的第二端61,以隐藏线显示。虹吸管12通过焊接区域63如所指示地在出口开口处焊接到出口管42。虹吸管12在入口开口 60和出口开口 62之间弯曲。出口管42具有开口 64,第二端61通过所述开口 64延伸,从而出口开口62注入出口管42。因而,内部腔体31通过图5的尾管36、出口管42、虹吸管12与大气流体连通。
[0018]虹吸管12的第一端59被以一角度切割,从而入口开口 60具有略微椭圆形的形状。管12被切割从而入口开口 60朝向内表面58向下成角度。与开口是圆形的相比,有角度的切割由此提供更大入口开口 60,用于拾取冷凝物。入口开口 60定位在形成于底部壳体部分30的内表面58中的凹入部66上方。凹入部66是具有U形横截面的细长沟槽67,其建立内部腔体31的最深部分。因而,形成在内部腔体31中的排气冷凝物最终由于重力沉积于凹入部66。换句话说,因为凹入部66是至少部分地限定腔体31的壳体部分30的最深的(即最低的)区域,所以凹入部66配置为收集冷凝物。虹吸管12的入口开口 60定位在凹入部66处的内表面58上方预定间隙68处,最佳如图7所示。细长沟槽67具有正好在虹吸管12的入口端部60下方的末端部71。预定间隙68在凹入部66的最低点从内表面58延伸到虹吸管12的入口开口 60的最低极端70。间隙68可以是但不限于是3毫米。
[0019]通过所述配置的消声器组件10,在虹吸管12的出口开口 62和入口开口 60之间将建立压差。因为车辆16沿图5的箭头69的方向(即沿与尾管36的敞开端部73相对的方向)向前运动而发生压差。车辆16的向前运动在敞开端部73形成真空。因为虹吸管12的出口开口 62通过出口管42与尾管36的敞开端部73流体连通,所以真空被带到管12的入口开口 60。在车辆10以高于预定速度的速度行进时,预定压差将从正好在凹入部66上方的管12的入口开口 60离开,到达出口开口 62。该压差足以形成冷凝物的虹吸作用,所述冷凝物聚集在凹入部66中。收集在凹入部66中的冷凝物由此被抽吸穿过虹吸管12且到达消声器组件10以外,以被排出到尾管36以外。在车辆16运行时,冷凝物由此连续收集在凹入部66中,且通过虹吸管12被动地排出。仅需要车辆16的重力和向前行进来排出冷凝物。不需要促动器。
[0020]图3和4显示了消声器组件110的另一实施例,其可代替图1的车辆16中的消声器组件10。消声器组件110具有许多相同的部件,其以与图1的消声器组件10同样的方式发挥功能,且这种部件通过与图1所使用的相同附图标记来指示。在图4中,为了清楚的目的,第二挡板54和出口管42被去除。虹吸管112如所示地通过焊接部163被焊接或以其他方式固定到挡板48,且基本上是直地、并平行于挡板48从入口开口 160延伸到出口开口162。将管112固定到挡板48有助于降低消声器组件110中的噪声。最佳如图8所示,虹吸管112延伸通过出口管42中的开口 64,从而虹吸管112与出口管42流体连通,且更具体地,内部腔体31通过虹吸管112和出口管42与大气流体连通。
[0021]在图3、4和8的实施例中,凹入部166形成在底部壳体部分130中,且具有细长沟槽167以及邻近入口开口 60的扩大末端部分169。扩大末端部分169至少与细长沟槽167一样深或比其略深,且总之凹入部166是腔体31的最深部分。
[0022]在车辆16以高于预定速度的速度行进时,预定压差将从正好在凹入部166上方的管112的入口开口 160离开,到达出口开口 162。该压差足以形成冷凝物的虹吸作用,所述冷凝物聚集在凹入部166中。收集在凹入部166中的冷凝物由此被抽吸通过虹吸管112,且到达消声器组件110以外,以排出到图1的尾管36以外。在车辆16运行时,冷凝物由此连续收集在凹入部166中,且通过虹吸管112被动地排出。仅需要车辆16的重力和向前行进来排出冷凝物。不需要促动器。
[0023]图6显示了消声器组件210的第三实施例,其可用在图1的车辆16,代替消声器组件10。消声器组件210具有壳体,该壳体具有由虚线显示的顶部壳体部分28和限定了内部腔体31的底部壳体部分230。
[0024]消声器组件210具有出口管242,所述出口管242配置具有在入口端部44和出口端部46之间的变窄部分247。虹吸管212从底部壳体部分230的内表面258延伸在变窄部分247处穿过出口管242中的开口 264。虹吸管212是大致L形的,且将收集在内表面258处的冷凝物从入口开口 260虹吸到出口 242管中的出口开口 262。虽然未示出,但是底部壳体部分230可以具有邻近入口开口 260的凹入部,类似图1和3的凹入部66或166,以收集正好在入口开口 260下方的冷凝物。
[0025]在车辆16以高于预定速度的速度行进时,预定压差将从正好在内表面258上方的管212的入口开口 260离开,到达出口开口 262。该压差足以形成冷凝物的虹吸作用,所述冷凝物收集在内表面258处。通过入口开口 260收集的冷凝物由此被抽吸通过虹吸管212,且到达消声器组件210以外,以排出到图5的尾管36以外。由此在车辆16运行时,冷凝物被连续收集且通过虹吸管212被动地排出。仅需要车辆16的重力和向前行进来排出冷凝物。不需要促动器。通过出口管242的排气在变窄部分247处具有增加的速度。这减小了出口开口 262处的压力,形成从入口开口 260到出口开口 262的更大的压差,以促进冷凝物的排出。
[0026]尽管已经对执行本发明的较佳模式进行了详尽的描述,但是本领域技术人员可得知在所附的权利要求的范围内的用来实施本发明的许多替换设计和实施例。
【权利要求】
1.一种用于车辆的消声器组件,包括: 壳体,至少部分地限定内部腔体,且具有入口和出口 ; 出口管,具有敞开到内部腔体的入口端部、和在出口处敞开的出口端部; 虹吸管,在内部腔体中,其具有入口开口和出口开口,所述入口开口邻近壳体内表面,所述出口开口在出口管的出口端部和入口端部之间与出口管流体连通;且其中虹吸管配置为在入口开口和出口开口之间建立预定压差时从内部腔体除去冷凝物。
2.如权利要求1所述的消声器组件,其中虹吸管固定到出口管。
3.如权利要求1所述的消声器组件,进一步包括: 挡板,将内部腔体分成第一子腔和第二子腔;其中出口管穿过挡板延伸,使得入口端部在第一子腔中,出口端部在第二子腔中;且其中虹吸管固定到挡板。
4.如权利要求3所述的消声器组件,其中壳体具有凹入部;且其中虹吸管的入口开口至少部分地在凹入部中。
5.如权利要求4所述的消声器组件,其中凹入部是细长沟槽,其限定了内部腔体的最深部分。
6.如权利要求5所述的消声器组件,其中虹吸管是直的,且从细长沟槽基本平行于挡板地延伸。
7.如权利要求6所述的消声器组件,其中沟槽具有邻近虹吸管入口开口的扩大末端部分。
8.如权利要求4所述的消声器组件,其中虹吸管在入口开口和出口开口之间弯曲。
9.如权利要求8所述的消声器组件,其中虹吸管的入口开口具有椭圆形形状。
10.如权利要求1所述的消声器组件,其中出口管具有变窄部分;且其中虹吸管在该变窄部分处与出口管流体连通。
【文档编号】F01N13/00GK103628962SQ201310368345
【公开日】2014年3月12日 申请日期:2013年8月22日 优先权日:2012年8月22日
【发明者】C.张, B.莫尔曼, W.王, C.S.海斯, Q.E.陈 申请人:通用汽车环球科技运作有限责任公司