用于内燃机的排气系统和具有排气系统的车辆的制作方法

本发明涉及一种用于内燃机的排气系统(排气设备)和一种具有排气系统(排气设备)的车辆。

背景技术：

已知在现代车辆中在车辆排气系统中设有主动的声音发生系统(发声系统)，以便能影响车辆的内燃机的发动机噪声。

这种声音发生系统尤其应用于产生低频噪音，例如用于抑制发动机噪声。

然而，在一些行驶状况下出现这样的发动机噪声，这种发动机噪声通过已知的声音发生系统不能令人满意地衰减或者仅能以较高的耗费来衰减。特别是在低转速时，由排气流携带的不期望的噪声通常比声音发生系统能够达到的音量水平更响。

技术实现要素：

因此，本发明的目的是提供一种用于内燃机的排气系统，其能够在任何行驶状况下充分地抑制不期望的发动机噪声。

根据本发明，该目的通过一种用于内燃机、特别是用于机动车的排气系统来实现，排气系统具有引导废气的至少两个排气管，这些排气管沿着车辆纵向方向至少部分地(分部段地)彼此相邻延伸，并且排气系统具有声音发生系统，该声音发生系统具有用于产生声音的可电操作的至少一个声音发生器，以与由废气流承载的内燃机的声音叠加，其中，在至少一个排气管中布置有阀，该阀能够选择性地阻断或释放经过排气管的流动路径。

当阀关闭并且流动路径被排气管阻塞时，排气管的有效直径减小。换句话说，排气系统的总流动横截面减小，该总流动横截面由各个单独的排气管的流动横截面共同组成。

当流动横面减小时，更少的声音能通过排气系统传送。由此，通过打开或关闭阀改变了排气系统中的声学状况，并且在关闭阀门的情况下减弱了排气系统中的发动机声音。换句话说，通过该阀可以明显地抑制在低转速范围中排气系统内的声学声压。

以此方式实现的优点是：在确定的行驶状况中、特别是在低转速的情况下可以这样影响声学状况，使得借助声音发生系统可以实现充分的消声。阀应当关闭的临界转速范围在3000转/分钟(upm)下。

因为在关闭阀的情况下废气管中的背压上升，所以值得推荐的是，仅在发动机转速低的情况下关闭阀，因为在这种情况下出现的背压和存在的质量流相对小并且因此是不重要的。

一旦声学状况在主动的消声方面再次得到改善，即在高发动机转速的情况下，特别是是在超过3000转/分钟的转速的情况下，阀再次打开，以便可以利用排气系统的整个流动横横截面。

例如，声音发生在车辆内部空间之外、特别是在排气系统的空间附近。以此方式，由废气承载的声音可以与由声音发生器产生的声音充分地叠加。

声音发生系统具有声音引导通道，该声音引导通道由壁在外侧界定边界，其中两个排气管穿过声音引导通道的壁延伸到该声音引导通道中。这具有的优点是，不仅在打开的阀的情况下，而且在关闭的阀的情况下都可以发生发动机声音和由声音发生器产生的声音的良好混合，并且因此可以进行有效的声音设计(schalldesign)。

为了产生足够的声音，声音发生系统具有例如一个或多个扬声器。

声音引导通道优选地在端部处开口，使得声音发生器的声音可以沿与内燃机的声音相同的方向离开。

该声音发生器例如与声音引导通道声学上连接，使得由声音发生器发出的声音可以扩散进入声音引导通道中。由此可以避免声音损失并且由声音发生器产生的声音的大部分可用于抑制发动机噪声。

根据一实施方式，在声音发生器与声音引导通道之间布置有中空的连接管路，其中，该中空的连接管路止于声音引导通道中，并且声音发生器可以将声音经由该中空的连接管路引导到声音引导通道中。通过这种类型的管路，可以以简单且成本有效的方式在声音发生器与声音引导通道之间产生合适的声学连接。

声音引导通道优选地在横截面中观察均匀地包围两个排气管。由此，不期望的声音沿所有方向被均匀地抑制。

一种实施方式规定，两个排气管例如在其下游端部处通入到共同的管部段中。

然而也可设想，两个排气管在声音引导通道上游汇合在一起成为共同的管部段，并且该管部段通入到声音引导通道中。

在排气管的下游端部处既存在声音引导通道又存在共同的管部段的情况下，由于两个排气管在公共声音空间中汇合，单个声源可足以实现适当的声音抑制。

如果两个排气管在声音引导通道的上游被汇合成为共同的管部段，则声音引导通道可以至少部分地同心地包围排气管。

这两个排气管尤其布置在中间消声器的下游，并且与中间消声器的消声器本体流动连接。以此方式，由废气携带的声音可以从中间消声器中传播到排气管中。因为在中间消声器中发动机声音的一部分例如已经通过反射消声进行了抑制，可以通过接着的声叠加进行对剩余声音的特别有效的抑制。

根据一种实施方式，两个排气管在它们的上游端部处从共同的管部段中出来，尤其是在中间消声器下游。这具有的优点是，在中间消声器中仅须为共同的管部段提供一个开口，而不是为两个排气管提供两个单独的开口，这有利地影响了中间消声器的构造。此外，该实施方式在排气管中的流动情况方面可以是有利的。

例如，阀布置在排气管的上游端部或下游端部附近。这根据结构空间情况可以具有优点。例如，如果排气管从共同的管部段向外延伸，则将阀布置在下游端部处更为有利。相反，如果排气管在中间消声器上游汇合，则将阀布置在上游端部处更有利。

至少一个排气管可至少分部段地穿孔，其中，穿孔的部段至少部分地、特别是大部分地、优选地完全地位于声音引导通道之内。以此方式，在排气管中被引导的声音可以特别好地在声音引导通道中传播。

至少两个排气管可以至少分部段地平行地延伸，特别是在其整个长度上平行地延伸。以此方式，用于紧固排气管的紧固元件可以同样地用于两个排气管，并且总地须提供的紧固元件更少。这有利地影响到结构空间状况和排气系统的制造成本。

为了使排气系统设计构造得特别紧凑，两个排气管可以至少分部段地形成具有双d轮廓的共同的管。

此外，该目的根据本发明通过一种车辆来实现，该车辆具有内燃机并具有如前所述地构造的排气系统。借助排气系统可充分地抑制由内燃机产生的不期望的噪声。

附图说明

本发明的其它优点和特征可从以下描述和以下参照了的附图中获得。附图中示出：

-图1示意性地示出根据本发明的排气系统，

-图2是图1所示的排气系统在其下游端部处的示意图，

-图3示意性示出了另一根据本发明的排气系统，

-图4示意性示出了另一根据本发明的排气系统，

-图5是根据本发明的排气系统在其下游端部处的详视图，

-图6示出图5所示排气系统的侧视图，

-图7示出图5所示的排气系统的俯视图，

-图8示出沿着图6中的线a-a剖过排气系统的横截面，

-图9示出另一根据本发明的排气系统在其下游端部处的详细视图，

-图10示出图9所示的排气系统的俯视图，

-图11示出图9所示的排气系统的前视图，

-图12示出沿着图11中的线a-a剖过排气系统的横截面，

-图13示出了根据本发明的机动车。

具体实施方式

图1以俯视图示意性示出用于机动车的内燃机的根据本发明的排气系统10的第一实施方式。

排气系统10包括两个排气管12、14，它们沿车辆纵向方向相邻地、尤其是平行地延伸。在此，排气管12、14布置在中间消声器16下游，并与中间消声器16的消声器本体流动连接。即，排气管12、14从中央消声器16延伸至排气出口。

在两个排气管12、14中的一个排气管中布置有阀18，该阀可以选择性地阻断或释放通过对应的排气管14的流动路径。阀18例如包括活板。

在图1中示出了阀18的两个替代的可能位置，其靠近排气管14的上游端部或下游端部。然而，实际上通常在排气管12、14中仅布置有一个阀18。

当阀18关闭时，排气系统10的有效的流动横截面减小，由此排气系统10中的发动机噪声进一步抑制了一部分。

此外，排气系统10包括声音发生系统20，声音发生系统具有用于产生声音的可电操作的声音发生器22，其中，由声音发生器22产生的声音在机动车运行期间与由废气流承载的内燃机的发动机声音叠加。声音发生系统20被布置在排气系统10的下游端部处。

通过来自声音发生器22的声音与发动机声音的叠加，主动地抑制了不期望的发动机噪声。

声音发生器22例如是扬声器。

在所示的实施例中，声音发生系统20包括声音引导通道24，其中，两个排气管12、14穿过声音引导通道24的壁延伸到该声音引导通道中。在此，排气管12、14止于声音引导通道24中或止于声音引导通道24之后不远处。即，排气管12、14的端部位于声音引导通道24中或突出超过声音引导通道一段。这导致两个排气管12、14的由废气承载的发动机声音在声音引导通道24中良好的混合。

声音引导通道24朝向车辆尾部开口，即，开口指向与排气管相同的方向。

为了实现发动机声音与由声音发生器22产生的(声音)的良好叠加，声音发生器22与声音引导通道24声学上连接。这在图2中示出，图2示意性地示出了在声音引导通道24的区域中的排气系统10的放大截面。

声音发生器22与声音引导通道24连接，使得由声音发生器22发出的声音可以传播到声音引导通道24中。

如图2中所示，这可以通过声音发生器22、特别是扬声器经由中空的连接管路26将声音引入到声音引导通道24中来实现，连接管路26止于声音引导通道24中。

图3示意性示出排气系统10的另一根据本发明的实施方式。

图3中示出的排气系统10与图1中示出的排气系统10不同之处在于排气管12、14的路径(走向)。

排气管12、14在它们的上游端部处从共同的管部段28延伸出，其中，共同的管部段28从中间消声器16延伸出。

在这种情况下，阀18布置在排气管14的下游端部附近。

图4示意性地示出排气系统10的另一根据本发明的实施方式。

图4中示出的排气系统10与图1所示的排气系统10不同之处还在于排气管12、14的路径(走向)。

然而，在这种情况下，排气管12、14首先在中间消声器16的下游通入共同的管部段30中。然后，管部段30止于声音引导通道24中。

在这种情况下，阀18布置在排气管14的上游端部附近。

图5至图8以不同的视图示出根据本发明的排气系统10的另一实施方式。在此，为了简单起见，没有示出整个排气系统10，而是分别仅示出排气管12、14的下游部段和声音发生系统20。例如，它是在图1中示意性示出的排气系统10。

图5从斜下方示出根据本发明的排气系统10的等轴测视图，其中，排气管12、14止于声音发生系统20的声音引导通道24中。

在所示的实施例中，声音引导通道24不具有传统的喇叭(漏斗)状，而是近似为盒状，其中，远离排气管12、14的壁32是弯曲的，并且无缝地过渡到声音引导通道24的底部中或盒体的底部中。

在上侧处，声音引导通道24具有开口34，废气可以通过该开口从声音引导通道24中流出。

在声音引导通道24的一侧处存在拱起部(凸出部)36或存在声音引导通道24的侧向突出的隆起部。连接管路26连接到该拱起部36处，声音发生器22经由连接管路26与声音引导通道24连接。

因为声音发生器22为了保护免于损坏和天气情况而安装在壳体23中，所以声音发生器22在图5至图8中本身是不可见的。

所示的壳体23是壶状(钵状)的。当然也可设想其它壳体形状。

通过在声音引导通道24旁边侧向地布置声音发生器22，避免了较大量的废气直接流向声音发生器22并且可能损坏声音发生器。

声音发生器22在所示的实施例中通过壳体23借助法兰38固定在声音引导通道24处，使得不需要用于声音发生器22的另外的悬挂件。

图6以侧视图示出了图5所示的排气系统10。在该视图中可特别好地看到声音引导通道24的盒子形状。

图7以俯视图示出了图5和图6所示的排气系统10。在俯视图中特别好地示出了声音发生器22与声音引导通道24的连接。

在此，其中安装有声音发生器22的壳体23中的开口40至少部分地沿与排气管12、14中的废气的流动方向相反的方向定向。

紧接在将壳体23与声音引导通道24机械连接的连接管路26处，布置有声音引导通道24的弯曲的壁42。通过该设计构造实现所产生的声音与发动机声音特别良好的叠加，因为由声音发生器22产生的声音可以大范围(大空间)地在声音引导通道24中传播。

由于有弯曲的壁42，声音引导通道24在俯视图中观察具近似有喇叭(圆号)的形状。然而，这仅是声音引导通道24的许多可能的形状中的一种。

图8以沿着图6中的线a-a的截面图示出了图5至图7所示的排气系统10。

图9至图12以不同的视图示出根据本发明的排气系统10的另一实施方式。在此，为了简单起见，没有示出整个排气系统10，而是分别仅示出排气管12、14的下游部段和声音发生系统20。

图9示出根据本发明的排气系统10的等轴测视图，其中，排气管12、14止于声音发生系统20的声音引导通道24中。

在此，排气管12、14在声音引导通道24上游汇合成共同的管、尤其是双d管。即，排气管12、14的轮廓沿声音引导通道24的方向分别从圆形轮廓变化到d形轮廓。也可设想，排气管12、14在其整个长度上形成双d管。

声音引导通道24在该实施方式中分成两个部段。

第一部段48具有恒定的、尤其是管状的轮廓并且直线地延伸。例如，如图所示，第一部分48具有细长的轮廓，具有平行的纵向侧和半圆形的侧部区域。然而，圆形、椭圆形、矩形或类似轮廓也是可设想的。

在所示的实施例中，第一部段48同心地包围排气管12、14。

第二部段50远离排气管12、14侧向地引导，并且形成用于连接管路26的连接部(接头)52，声音发生器22通过连接部52与声音引导通道24连接。

连接通路26在此简单地插入连接部52中。

同时，第二部段50形成用于声音发生器22的保持件54，使得可省去用于声音发生器22的另一悬挂件(悬置装置)。

声音引导通道24在其下游端部是开口的，使得废气可以从声音引导通道24中流出。

如已经在结合图5至图8描述的实施方式中那样，声音引导通道24安装在壳体23中。

图10以俯视图示出图9所示的排气系统10。在该视图中，声音引导通道24的第一部段48与声音引导通道24的第二部段50之间的分离(分界面)由虚线指示。

图11以正视图示出排气系统10。在该视图中可特别好地看到排气管12、14的轮廓、尤其是双d管的形状。同样在该视图中清楚地示出声音引导通道24围绕排气管12、14的同心布置。

图12以沿着图9中的线a-a的截面图示出了图9至图11所示的排气系统10。

排气管12、14可选地具有穿孔部段56。穿孔部段布置在排气管12、14的位于声音引导通道24内的部段中。由此可以发生特别好的声音混合。

结合图9至图12描述的声音引导通道24可同样地用在具有彼此分开延伸的排气管12、14的排气系统10中，如图5至图8所示。

图13示出了根据本发明的车辆44，其具有内燃机46并具有根据本发明的排气系统10，例如图1所示的排气系统10。

在这种情况下，由排气系统10的声音发生器22产生的声音在车辆内部空间之外发生。