消音器單元及用於機動車的排氣系統的製作方法與工藝

2023-09-23 17:15:40

本發明涉及一種尤其用於機動車的消音器單元。此外，本發明涉及一種用於機動車的排氣系統。

背景技術：
傳統的消音器單元通常包括大體成管狀的外殼，外殼具有上部殼體和下部殼體，組裝狀態下會形成中空的空間，這個空間被隔絕而成氣密狀態，其中外殼上附接有出口管和進口管。這種消音器單元用於機動車的內燃機等。就這點而言，眾所周知的是將消音器單元用在內燃機的排氣道(exhausttract)中。在現代內燃機中，消音器可以額外布置在新鮮空氣道中，或者布置在內燃機的進氣道中。從EP1691050A1中便得知一種消音器，它包括兩部分式外殼，其中第一外殼部分和第二外殼部分均採用殼體狀的形式形成，而且組裝狀態下會形成中空的空間以用於容納氣體。此處，外殼中設有出口開口和進口開口，其中在所有情況下，進口開口都部分布置在第一外殼部分以及第二外殼部分中。相應地，在所有情況下，出口開口同樣部分設在第一外殼部分以及第二外殼部分中。因此，出口開口或進口開口各自布置在兩個外殼部分之間，而且部分由這兩個外殼部分包圍。此外，消音器包括分別附接在出口開口和進口開口中的出口底部和進口底部。為了對不同數目和位置的進口開口實現不同配置以便將氣體饋送到消音器中，只需要調整進口底部，而同時第一外殼部分和第二外殼部分可以保持不變。這同樣適用於所布置的出口底部和出口開口，以便從消音器單元中排出廢氣。此外，通過使用出口底部和進口底部，可以避免分別將直接布置在出口開口和進口開口中的出口管和進口管相對複雜且易錯地焊接到第一外殼部分和第二外殼部分(即，在第一外殼部分與第二外殼部分之間的分開點區域中)。由於通過使用單獨的進口底部和出口底部，焊接過程中所謂的T形接頭便可具有更大的截面，因此兩個外殼部分焊接之後，外殼的強度會特別高。因此，可以相對合算地實現不同的消音器類型，這些消音器類型可以尤其適應於不同的排氣系統。

技術實現要素：
本發明解決了以下問題：說明最初提及的那種類型的消音器的一項改良實施例，具體而言，是關於將開口中的底部緊固在消音器的外殼中的問題。本發明依據的總體概念是出口底部和進口底部各自形成為可以分別插入在出口開口和進口開口中的蓋子。這樣便有可能分別將進口底部和出口底部尤其穩定而可靠的緊固在進口開口和出口開口上。根據本發明，消音器單元的不同設計因而可以通過使用可能容易適應於不同排氣系統的出口底部和進口底部來進行生產，其中同時，出口底部以及進口底部以機械方面高度穩定而可靠的方式緊固到外殼部分。具體而言，根據本發明，就模塊系統而言，可以實現不同類型的消音器單元在機械方面高度穩定的設計。優先的是，出口開口和進口開口各自分別包括出口領圈(collar)和進口領圈，所述領圈各自周向圍繞外圓周，每個領圈都從外殼向外部伸出，其中出口底部和進口底部各自分別包括出口底部領圈和進口底部領圈，所述出口底部領圈和進口底部領圈分別與出口領圈和進口領圈互補。這樣便可以提高將出口底部和進口底部分別緊固在出口開口和進口開口中的機械穩定性，因而還提高緊固的可靠性。為了進一步增加緊固的可靠性，根據另一實施例，在消音器單元的組裝狀態下，出口底部領圈的外圓周區域可以至少部分鄰接出口領圈的內圓周區域，或者/以及進口底部領圈的外圓周區域可以至少部分鄰接進口領圈的內圓周區域。在又一實施例中，可以想像，在組裝狀態下，出口底部領圈的外圓周區域焊接到出口領圈的內圓周區域或/和焊接到出口領圈的端部，而且進口底部領圈的外圓周區域焊接到進口領圈的內圓周區域或/和焊接到進口領圈的端部。同樣在又一實施例中，出口底部可以包括用於容納至少一個出口管的至少一個貫穿式開口，或者/以及進口底部可以包括用於容納至少一個進口管的至少一個貫穿式開口。根據此實施例，有待布置在出口底部中的出口管或者布置在進口底部中的進口管的數目以及相應位置可以根據消音器單元的使用而改變。在一項尤其優選的實施例中，至少一個出口管附接在出口底部的至少一個貫穿式開口中，具體而言，是通過焊接進行附接的，或者/以及至少一個進口管附接在進口底部的至少一個貫穿式開口中，具體而言，是通過焊接進行附接的。為了簡化根據本發明的消音器單元的組裝過程，在進一步優選的實施例中，出口開口均可以部分設在第一外殼部分以及第二外殼部分中，其中在所有情況下，進口開口可以部分設在第一外殼部分以及第二外殼部分中。因此，在連接到第二外殼部分之前，出口開口和進口開口可以插入到第一外殼部分中。在一項尤其優選的實施例中，第一外殼部分或/和第二外殼部分由奧體氏或/和鐵素體材料生產而成。此外，可以想像，在一項優選實施例中，第一外殼部分或/和第二外殼部分的壁厚度介於0.8mm與3.0mm之間，優先為1.0mm。這樣便有可能採用輕質的構造生產根據本發明的消音器單元。優先的是，消音器單元的形成方式使得在組裝狀態下，所述消音器單元的第一固有頻率為至少200Hz，優先為至少300Hz。通過這種方式，有可能藉助於所述消音器單元實現尤其有效的聲音阻尼(sounddamping)。此外，本發明涉及一種用於機動車的排氣系統，所述排氣系統包括：消音器單元，其具有一個或多個上述特徵；饋送管線，其與所述消音器單元流體連通，以便將廢氣饋送到所述消音器單元中；以及排出管線，其與所述消音器單元流體連通，以便從所述消音器單元中排出廢氣。通過從屬權利要求、附圖以及藉助附圖進行的相關附圖描述中，可以獲得本發明更重要的特徵和優點。應理解，在不脫離本發明範圍的情況下，上述以及下文仍將解釋的特徵不僅可以用於所述的相應組合，而且還可以用於其他組合或由它們本身使用。附圖說明本發明的優選示例性實施例在附圖中示出並且在以下描述中進行更詳細的解釋，其中相同的參考標號表示相同或類似或者功能相同的部件。在所有情況下，附圖示意性地示出：圖1為根據本發明的消音器單元的一項示例性實施例，圖2為圖1所示的消音器單元的粗略局部示意圖。具體實施方式在圖1中，根據本發明的消音器單元標記為1。在這種情況下，圖1a和圖1b示出了根據本發明的消音器單元1的透視圖。圖1b對應於圖1a，但外殼底部上的外殼蓋子被拿掉了。根據本發明的消音器單元1包括兩部分式外殼4，所述外殼具有：在所有情況下都以殼體狀形成的第一外殼部分2，它可以形成為外殼底部；以及第二外殼部分3，它可以形成為外殼蓋子(圖1b中未示出)。在這種情況下，第一外殼部分2和第二外殼部分3可以由奧體氏或/和鐵素體材料以各種變型生產而成。在外殼4中，設有進口開口6和出口開口5。熱氣體，尤其是廢氣以及有待阻尼的聲音通過進口開口6饋送到消音器單元1。在外殼4中，可以布置多個橫向壁，這些橫向壁可以將外殼4分成多個部分空間(part-space)，以便對進入消音器單元1的聲音進行阻尼。至於橫向壁的布置和數目，可以想到所有種類的變型。在圖1的示例性實施例中，示例性地布置了兩個橫向壁7和8，這兩個橫向壁將外殼4的內部空間分成第一部分空間9、第二部分空間10以及第三部分空間11。此外，根據本發明的消音器單元1包括一個出口底部12和進口底部13，在組裝狀態下，所述出口底部和進口底部各自分別插入到出口開口5和進口開口6中。根據示例性實施例，在出口底部12中，設有兩個貫穿式開口14、15，排出管16、17可以穿過其中的每個貫穿式開口。在這種情況下，排出管16、17可以焊接到貫穿式開口14、15。在示例性實施例中，排出管16、17穿過外殼4內的橫向壁7、8並且與橫向壁7、8接合，從而形成聲音阻尼結構18。在進口底部13中，現在同樣設有貫穿式開口20，饋送管19穿過該貫穿式開口20。在這種情況下，饋送管19可以焊接到進口底部13。在外殼4中，饋送管19緊固到橫向壁7、8並穿過這些橫向壁。因此，饋送管19也成為聲音阻尼結構18的一部分。此處，至於在技術上具體實現聲音阻尼結構18，有可能存在多種變型，尤其是以下方面的變型：橫向壁的數目、它們在外殼4中的布置，以及將饋送管和排出管布置並緊固在外殼4中。清楚的是，在變型中，饋送管的數目以及它們在出口底部12中的相應位置可以改變。經過必要的修改，這同樣適用於進口底部13中排出管的數目和位置。根據本發明，出口底部12和進口底部13現在各自形成為分別插入到出口開口5和進口開口6中的蓋子21。對此進行圖示是為了說明下文將要解釋的圖2的粗略示意圖。通過粗略的截面示意圖，圖2示出了形成為底部的第二外殼部分3，其中設有出口開口5。在出口開口5中，插入了形成為蓋子21的出口底部。出口底部12包括貫穿式開口14、15，排出管16、17穿過所述貫穿式開口。在這種情況下，如已經解釋的那樣，排出管16、17焊接到出口底部12。出口開口5包括出口領圈22，所述出口領圈圍繞外圓周，向外部伸出(圖2中的箭頭A)。因此，出口底部12均包括與出口領圈22互補的出口底部領圈23。在圖2所示的出口底部12的組裝狀態下，出口底部領圈23的外圓周區域24鄰接出口領圈22的內圓周區域25。為了將蓋子21穩定地緊固到外殼4，外圓周區域24可以焊接到內圓周區域25。作為替代或補充，外圓周區域24也可以焊接到出口領圈22的端部26，從而包圍出口開口5和出口領圈22。對應的焊縫在圖2中標記為參考標號27。關於將形成為蓋子21的出口底部12穩定地緊固到圖2中示意性地粗略示出的出口開口5上進行的說明可以相應地適用於將同樣形成為蓋子的進口底部13緊固到進口開口6上(參見圖1)。在示例性實施例的一個優選變型中，在所有情況下，出口開口5可以部分設在第一外殼部分2以及第二外殼部分3中，而且在所有情況下，進口開口6可以部分設在第一外殼部分2以及第二外殼部分3中。通過這種方式，根據本發明的消音器單元1的組裝過程可以基本上得到簡化。至於組裝消音器單元1，在第一外殼部分2焊接到第二外殼部分3之前，出口底部12可以插入到出口開口5中，而且進口底部13插入到進口開口6中。在示例性實施例的優選變型中，第一外殼部分2或/和第二外殼部分3的壁厚度介於0.8mm與3.0mm之間，但優先為1.0mm。在組裝狀態下，消音器單元1的固有頻率優先具有至少為200Hz的第一固有頻率，最優先為至少300Hz。示例性實施例的消音器單元1可以連接到用於機動車的排氣系統(圖1和圖2中未示出)。這樣一種排氣系統則包括：饋送管線，其與消音器單元1流體連通，以便將廢氣饋送到消音器單元1中；以及排出管線，其與消音器單元1流體連通，以便從消音器單元1中排出廢氣。