具有多個內管的用於車輛消聲器的排氣尾管的製作方法

2023-12-01 10:02:26

本申請要求2015年5月29日提交的韓國專利申請第10-2015-0076304號的優先權，該申請的全部內容結合於此用於通過該引用的所有目的。

技術領域

本發明涉及一種用於車輛消聲器的排氣尾管，更具體地，涉及一種用於車輛的排氣尾管，其包括位於管狀本體中的中間管以及圍繞中間管的外圓周表面設置的多個副管。

背景技術：

通常，用於車輛的排氣系統主要地包括淨化器和消聲器。

淨化器是去除在發動機工作的時候排出的排放氣體中含有的對人體有害的物質(例如一氧化碳或氮化合物)的裝置，而消聲器用來降低從車輛排出的排放氣體的噪聲。

圖1顯示常用的用於車輛的消聲器。消聲器101具有進氣管102和排氣尾管103，從發動機排出的排放氣體流動進入該進氣管102，排放氣體經過排氣尾管103排放至消聲器101的外部。

由於發動機性能的改進，從消聲器101排出的排放氣體的速度隨著發動機的轉速(RPM)增加而增加，從而排放氣體的噪聲也增加。

圖2顯示通過消聲器的排氣尾管103排出的排放氣體G的速度Vg和排氣尾管103的周圍的空氣(大氣空氣)的速度Va。如圖所示，在排放氣體G與周圍空氣A之間的邊界B處的排放氣體的速度Vg與周圍空氣的速度Va之間存在很大差異，排放氣體G和周圍空氣A之間的速度差越大，排氣尾管103外部的氣體流動噪聲增加越多。

公開於本發明背景技術部分的信息僅僅旨在加深對本發明的一般背景技術的理解，而不應當被視為承認或以任何形式暗示該信息構成 已為本領域技術人員所公知的現有技術。

技術實現要素：

本發明的各個方面致力於提供一種用於車輛消聲器的排氣尾管，其通過改進消聲器的排氣尾管的結構來減小排出的排放氣體與排氣尾管周圍的空氣之間的速度差從而能夠降低排氣尾管外部的氣體流動噪聲，並增強消聲器降低排放氣體噪聲的功能。

根據本發明的各個方面，一種用於車輛的排氣尾管，其具有管狀本體，所述用於車輛的排氣尾管可以包括位於所述本體中的中間管和圍繞中間管的外圓周表面設置的多個副管。

中間管的長度可以比每個副管的長度更短，中間管的直徑可以比每個副管的直徑更大。

副管的暴露於排氣尾管的本體外部的部分可以具有相同的長度。

中間管的暴露於排氣尾管的本體外部的部分的長度可以比副管的暴露於本體外部的部分的長度更短。

副管的暴露於排氣尾管的本體外部的部分可以具有不同的長度。

副管的暴露部分的長度可以從中間管的下側至上側逐漸增加。

中間管和副管可以通過垂直地穿透圓板型的固定板來固定，該固定板安裝在本體中。

根據本發明的各個方面，通過減小經由排氣尾管的副管所排出的排放氣體的速度、經由中間管所排出的排放氣體的速度和周圍空氣的速度之間的差而形成平緩的速度梯度，從而顯著地降低排氣尾管的外部的氣體流動噪聲。

此外，根據本發明的各個實施方案，本發明是非常先進的發明的原因在於通過排氣尾管所排出的排放氣體從上側至下側產生整體速度梯度，通過由整體速度梯度引起的渦流使排放氣體與周圍空氣迅速混合，從而快速地降低排放氣體的噪聲。

應當理解，此處所使用的術語「車輛」或「車輛的」或其它類似術語一般包括機動車輛，例如包括運動型多用途車輛(SUV)、大客車、卡車、各種商用車輛的乘用汽車，包括各種舟艇、船舶的船隻，航空器等等，並且包括混合動力車輛、電動車輛、可插式混合動力電動車 輛、氫動力車輛以及其它替代性燃料車輛(例如源於非石油的能源的燃料)。正如此處所提到的，混合動力車輛是具有兩種或更多動力源的車輛，例如，汽油動力和電力動力兩者的車輛。

本發明的方法和裝置可以具有其他的特性和優點，這些特性和優點從併入本文中的附圖和隨後的具體實施方式中將是顯而易見的，或者將在併入本文中的附圖和隨後的具體實施方式中進行詳細陳述，這些附圖和具體實施方式共同用於解釋本發明的特定原理。

附圖說明

圖1為顯示根據相關技術的常用的用於車輛的消聲器的視圖。

圖2為顯示根據相關技術的通過消聲器的排氣尾管排出的排放氣體的速度與排氣尾管的周圍的空氣的速度的視圖。

圖3為根據本發明的示例性的排氣尾管的立體圖。

圖4為根據本發明的示例性的排氣尾管的側視圖。

圖5A為顯示根據相關技術的常用的排氣尾管的工作狀態的視圖，圖5B為顯示根據本發明的示例性的排氣尾管的工作狀態的視圖。

圖6為根據本發明的示例性的排氣尾管的立體圖。

圖7為圖6中的根據本發明的示例性的排氣尾管的側視圖。

圖8為顯示圖6中的根據本發明的示例性的排氣尾管的工作狀態的視圖。

圖9A顯示通過根據相關技術的常用的排氣尾管而排出的排放氣體的狀態，圖9B顯示通過根據本發明的示例性的排氣尾管而排出的排放氣體的狀態。

應當理解，附圖並非按比例地繪製，顯示了說明本發明的基本原理的各種示例性特徵的略微簡化的畫法。本發明所公開的本發明的具體設計特徵(包括例如具體尺寸、方向、位置和形狀)將部分地由具體所要應用和使用的環境來確定。

具體實施方式

下面將詳細參考本發明的各個實施方案，這些實施方案的示例被顯示在附圖中並描述如下。儘管本發明將與示例性實施方案結合加以 描述，但是應當理解，本說明書並非旨在將本發明限制為那些示例性實施方案。相反，本發明旨在不但覆蓋這些示例性實施方案，而且覆蓋可以被包括在由所附權利要求所限定的本發明的精神和範圍之內的各種選擇形式、修改形式、等價形式及其它實施方案。

圖3為根據本發明的各個實施方案的排氣尾管的立體圖，圖4為根據本發明的各個實施方案的排氣尾管的側視圖。

參考附圖，根據本發明的各個實施方案的排氣尾管10包括中間管30和多個副管20，該中間管30位於空的中空管狀本體11中，所述多個副管20圍繞中間管30的外圓周表面設置。

此處，排氣尾管10的本體具有圓柱形形狀。

在此情況下，中間管30的長度L1比副管20的長度L2更短，而中間管30的直徑R1比副管20的直徑R2更大。

中間管30和副管20垂直地穿透圓板型的固定板40，固定板40沒有間隙地緊密地安裝在本體11中從而防止流入消聲器的排放氣體洩漏。

此外，所有副管20都具有相同的長度L2，所有副管20的暴露於排氣尾管的本體11外部的部分都具有相同的長度D1。

此外，中間管30的暴露於排氣尾管的本體11外部的部分的長度D2比副管20的暴露於本體11外部的部分的長度D1更短。

中間管30和副管20通過焊接而附接至圓板型的固定板40，固定板40(中間管30和副管20附接至該固定板40)通過壓配合進入排氣尾管的本體11中而固定，從而製造排氣尾管10。

另外，排氣尾管10(中間管30和副管20如上所述的固定至該排氣尾管10)通過焊接而聯接至消聲器本體，由此將根據本發明的排氣尾管應用於消聲器。

圖5A和5B為分別顯示根據相關技術的常用排氣尾管工作的狀態和根據本發明的各個實施方案的排氣尾管工作的狀態的視圖。

首先，圖5A顯示通過常用的排氣尾管(該排氣尾管已參考圖2進行描述)排出的排放氣體的狀態。當將通過排氣尾管103排出的排放氣體G的速度Vg與排氣尾管103的周圍的空氣A的速度Va進行比較時，排放氣體的速度Vg比周圍空氣的速度Va更高，從而在排氣尾管 103的外部產生很大的氣體流動噪聲。

相反地，如圖5B(其顯示根據本發明的各個實施方案的排氣尾管的工作狀態)中所示，周圍空氣A的速度Va等於在圖5A中顯示的周圍空氣的速度Va，但經過排氣尾管10的排放氣體G流經的長度由於經過排氣尾管10的本體11的排放氣體回流進入副管20並隨後通過副管20排出而增加。

因此，排放氣體G的速度隨著排放氣體流經的長度的增加而成比例地減小，這樣的好處是，通過副管20排出的排放氣體的速度Vg1變得比通過圖5A左側中所示的常用排氣尾管103排出的排放氣體的速度Vg更低(即Vg>Vg1，在附圖中為了方便起見，Vg是指高速度，而Vg1是指中等速度)。

此外，中間管30的暴露於排氣尾管的本體11的外部的部分的長度D2比副管20的暴露於本體11外部的部分的長度D1更短，中間管30的長度L1比副管20的長度L2更短，中間管30的直徑R1比副管20的直徑R2更大，從而使得通過中間管30排出的排放氣體比通過副管20排出的排放氣體更早地排入空氣中，通過中間管30排出的排放氣體的速度Vg2變得比周圍空氣的速度Va更高，但是由於排出的排放氣體到達副管20的端部開口處時產生空氣阻力，因此通過中間管30排出的排放氣體的速度Vg2比通過副管20排出的排放氣體的速度Vg1更低，(即Vg1>Vg2>Va，在附圖中為了方便起見Vg2是指低速度)。

因此，如圖5B中所示，通過根據本發明的示例性實施方案的排氣尾管10的副管20所排出的排放氣體G的速度Vg1、通過中間管30所排出的排放氣體G的速度Vg2以及周圍空氣的速度Va之間的差異比通過圖5A中所示的常用排氣尾管103所排出的排放氣體的速度Vg與周圍空氣的速度Va之間的差異更小，使得速度梯度變得平緩，排氣尾管10外部的氣體流動噪聲減小。

圖6為根據本發明的各個實施方案的排氣尾管的立體圖，圖7為根據本發明的各個實施方案的排氣尾管的側視圖。

參考附圖，根據本發明的各個實施方案的排氣尾管100基本上具有與圖3的各個實施方案的排氣尾管10相同的結構，但副管120的暴露於排氣尾管的本體110外部的部分具有不同的長度D3、D3'、D3」和 D3」'。

更詳細地，圖6的各個實施方案與上文所述的圖3的各個實施方案相同，其中排氣尾管100包括中間管130和多個副管120，該中間管130位於空的中空管狀本體110中，所述多個副管120圍繞中間管130的外圓周表面設置，其中中間管130的長度L1比副管120的長度L2更短，中間管130的直徑R1比副管120的直徑R2更大。

這裡，排氣尾管100的本體110可具有圓柱體形狀。

在此情況下，副管120的暴露於排氣尾管的本體110外部的部分具有不同的長度D3、D3'、D3」和D3」'。副管120也可以具有相同的長度，除此之外可以具有不同的長度。

此外，如圖所示，位於中間管130上側的副管120的暴露部分的長度比位於中間管130下側的副管120的暴露部分的長度更長。亦即，副管120的暴露部分的長度從中間管130的下側至上側逐漸增加。

同時，與圖3的各個實施方案類似，中間管130和副管120垂直地穿透圓板型的固定板140，固定板140沒有間隙地緊密地安裝在本體110中從而防止流入消聲器的排放氣體洩漏。

中間管130和副管120通過焊接而附接至圓板型的固定板140，固定板140(中間管130和副管120附接至該固定板140)通過壓配合進入排氣尾管110中而固定，從而根據圖6的各個實施方案製造排氣尾管100。

另外，排氣尾管110(中間管130和副管120如上所述的固定至該排氣尾管110)通過焊接而聯接至消聲器本體，由此將根據本發明的排氣尾管應用於消聲器。

圖8顯示根據本發明的各個實施方案的排氣尾管的工作狀態的視圖。

如圖所示，經過排氣尾管100的本體110的排放氣體G回流進入副管120並隨後通過副管120排出，使得經過排氣尾管100的排放氣體G流經的長度增加。

然而，排放氣體以預定的順序經過副管120排出。亦即，由於副管120的暴露於排氣尾管的本體110外部的部分具有不同的長度D3、D3'、D3」和D3」'，而位於中間管130上側的副管120的暴露部分的長 度比位於中間管130下側的副管120的暴露部分的長度更長，因此排放氣體首先通過位於中間管130下側的副管120排出進入空氣，排出的排放氣體的速度Vg3由於從初始排出時間t1經過中間排出時間t2至最終排出時間t3的空氣阻力而減少。然而，由於通過位於與中間管130相同高度的副管120所排出的排放氣體比通過位於下端的副管120所排出的排放氣體排放得更晚，因此在中間排出時間t2所排出的排放氣體的速度Vg4在向著最後排出時間t3的過程中減小，但是排放氣體的速度Vg4的減小程度比通過位於下端的副管120所排出的排放氣體的速度Vg3的減小程度更小。這樣的好處是，通過位於與中間管130相同高度的副管120所排出的排放氣體的速度Vg4比通過位於下端的副管120所排出的排放氣體的速度Vg3更高(即Vg4>Vg3)。

由於相似的原理，因為通過位於中間管130上側的副管120所排出的排放氣體比通過位於與中間管130相同高度的副管120所排出的排放氣體排放得更晚，所以通過位於中間管130上側的副管120所排出的排放氣體在最後排出時間t3排出，從而使得速度減小的程度較小。這樣的好處是，通過位於中間管130上側的副管120所排出的排放氣體的速度Vg5比通過位於與中間管130相同高度的副管120所排出的排放氣體的速度Vg4更高(即Vg5>Vg4)。此原理同樣地適用於通過位於最頂端的副管120所排出的排放氣體的速度，使得通過位於最頂端的副管120所排出的排放氣體的速度Vg6比通過位於中間管130上側的副管120所排出的排放氣體的速度Vg5更高(即Vg6>Vg5)。

因此，在通過根據本發明的各個實施方案的排氣尾管100所排出的排放氣體排放的最後排出時間t3，從上側至下側產生從排氣尾管100所排出的排放氣體的速度的整體速度梯度(global velocity gradient)，並引起排氣尾管100的周圍處的空氣的渦流(空氣漩渦)，使得排放氣體迅速與空氣混合，由此快速降低排放氣體的噪聲。

圖9A顯示通過常用排氣尾管所排出的排放氣體的狀態，圖9B顯示通過根據本發明的各個實施方案的排氣尾管所排出的排放氣體的狀態，如圖9A和圖9B所示，通過圖9A中所示的常用排氣尾管103所排出的排放氣體G的速度Vg比周圍空氣的速度Va更高，使得如左側所示排放氣體剛被排出之後的具有速度梯度的區域中產生氣體流動噪 聲的噪聲圖，噪聲在如右側所示的區域中逐漸降低，同時在排放氣體排出之後排放氣體與周圍空氣混合。

相反地，如圖9B(圖9B顯示了通過根據本發明的另一個示例性實施方案的排氣尾管所排出的排放氣體的狀態)所示，從根據另一個示例性實施方案的排氣尾管100所排出的排放氣體的速度的整體速度梯度從上側至下側產生，並在排出排放氣體後立即引起排氣尾管100的周圍的空氣的渦流。由於此渦流，排放氣體迅速與周圍空氣混合，因此迅速降低噪聲，從而快速的降低通過排氣尾管100排出的排放氣體的噪聲。

為了方便解釋和精確限定所附權利要求，術語「上」、「下」、「內」、「外」等被用於參考附圖中所顯示的這些特徵的位置來描述示例性實施方式的特徵。

前面對本發明具體示例性實施方案所呈現的描述是出於說明和描述的目的。前面的描述並不旨在成為窮舉的，也並不旨在把本發明限制為所公開的精確形式，顯然，根據上述教導很多改變和變化都是可能的。選擇示例性實施方案並進行描述是為了解釋本發明的特定原理及其它們的實際應用，從而使得本領域的其它技術人員能夠實現並利用本發明的各種示例性實施方案及其不同的選擇形式和修改形式。本發明的範圍旨在由所附權利要求書及其等同方案加以限定。