專利名稱：用于內(nèi)燃機(jī)的消音器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種消音器，該消音器包括消音器外殼和通常安裝在該外殼內(nèi)的催化轉(zhuǎn)化件，所述消音器具有至少一個內(nèi)出口，經(jīng)由該內(nèi)出口流通廢氣。
引入催化轉(zhuǎn)化器的結(jié)果是由于在催化轉(zhuǎn)化器內(nèi)發(fā)生反應(yīng)，廢氣溫度顯著升高。以上所提及類型的催化消音器的緊湊設(shè)計使得廢氣在經(jīng)過催化轉(zhuǎn)化器后，將相對較早地離開該消音器，從而自該消音器釋放出極熱的廢氣。此外常見的是，消音器的板部件相對較嚴(yán)地封閉催化轉(zhuǎn)化器，溫度變得極高的“熱點”，即催化元件的表面區(qū)域可擴(kuò)散到甚至周圍的板部件。當(dāng)新鮮空氣，即環(huán)繞著發(fā)動機(jī)、含氧充足的空氣與該極熱廢氣或者這些“熱點”接觸時，就可能產(chǎn)生火焰。這會增大發(fā)生火災(zāi)的危險，特別是由于小型發(fā)動機(jī)經(jīng)常用在這樣一些工具中，這些工具在具有大量易燃物質(zhì)的火險環(huán)境中工作。
為基本上消除由火星所導(dǎo)致的火災(zāi)危險，這種催化式消音器通常配備有一種火星熄滅網(wǎng)，美國立法甚至將該火星熄滅網(wǎng)作為必備部件。為獲得滿意效果，火星熄滅網(wǎng)的孔必須相當(dāng)細(xì)，從而使得其壽命相對較短。但是，這種火星熄滅網(wǎng)只能在一定程度上熄滅火星。
發(fā)明目的因此，本發(fā)明的目的是獲得這樣一種消音器，其可將排氣口處產(chǎn)生火星的危險性降至最小。
第二目的是獲得這樣一種消音器，其在廢氣與新鮮空氣接觸之前，對該廢氣進(jìn)行改進(jìn)的冷卻處理。
不要將WO9602741中所示用于新鮮空氣的導(dǎo)板誤認(rèn)為是排氣管。該導(dǎo)板完全位于消音器外殼的外部，且適合于引導(dǎo)新鮮空氣流過排氣口，以冷卻并分散廢氣。盡管利用該導(dǎo)板可迫使廢氣的流向改變180度，但是在廢氣已經(jīng)過出口并從而與新鮮空氣接觸之后，才開始改變方向。
而依照本發(fā)明，形成一種從消音器的內(nèi)出口起一直至排出口的封閉排氣管，在所述排出口的外側(cè)，外部新鮮空氣才能與廢氣接觸。從而利用所謂的反向脈沖(back-pulsation)有效地防止了新鮮空氣接觸催化件的過熱表面(“熱點”)以及消音器內(nèi)側(cè)的周圍板面。
此外，由于迫使廢氣流過形成排氣管的雙向曲徑，從而可充分地冷卻所述廢氣，以防止在排氣管的排出口處產(chǎn)生火星。因此最好將該曲徑設(shè)置在消音器外殼的外側(cè)，以進(jìn)行相當(dāng)佳的冷卻。
排氣管的兩相對指向部分具有基本上等大的橫截面積，即下游部分的面積是上游部分的50-200％，優(yōu)選為70-150％。這樣在彎曲部分不會產(chǎn)生較大的壓力差異，壓力差異會改變方向。從而可維持相當(dāng)大的負(fù)壓，直至廢氣離開排出口。
在消音器的內(nèi)出口與排氣管之間可設(shè)置一火星熄滅網(wǎng)，用于熄滅由廢氣帶出的火星。該火星熄滅網(wǎng)也可設(shè)置在排氣管內(nèi)，或者排氣口處。從而使火星熄滅網(wǎng)與出口曲徑相結(jié)合，滿意地消除火星和火焰。
優(yōu)選的，將排氣管定向為平行于消音器外殼的外壁?？紤]到空間和排氣管的功能，這種定向是優(yōu)選的。將排氣管設(shè)置成與消音器外部位于同一平面上可改進(jìn)冷卻效果。此外，由于沿著消音器的外殼定向該第一部分，這樣當(dāng)廢氣到達(dá)第一部分時流向?qū)l(fā)生相對較大的改變。第一與第二部分之間的方向變化將變得更加有效。同理特別優(yōu)選的是，第一部分相對于外殼位于第一部分的外側(cè)，這樣兩部分相互錯開。
依照一種優(yōu)選實施例，第一部分具體表現(xiàn)為彎曲且細(xì)長的第一隔板(管)，該第一隔板具有位于內(nèi)出口處的一端壁以及距離該出口一定距離處的一孔，第二部分具體表現(xiàn)為彎曲的第二隔板，該第二隔板具有位于該孔處的一端壁以及沿第一隔板設(shè)置的一排出口，該第二部分具體表現(xiàn)為在該第一和第二隔板間產(chǎn)生的空間。人們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)按照這種方式形成的曲徑能獲得滿意的效果，并能容易地將兩部分緊密安裝在消音器外殼上。為獲得最佳的出口曲徑，能容易地根據(jù)曲線和長度修改兩隔板。
一凸起可設(shè)置在第一隔板上，即所述排出口的外側(cè)，這樣可利用該凸起分散自排出口釋放的廢氣。分散所流出的廢氣，可防止仍然較熱的廢氣高溫單向流動。經(jīng)分散的廢氣將與大量的周圍空氣接觸，從而可簡單地迅速冷卻該廢氣。
依照一種特定的優(yōu)選實施例，最好沿發(fā)動機(jī)氣缸的橫向定位該排氣管。
附圖的簡要說明以下將參照附圖更詳細(xì)地描述為舉例說明目的的本發(fā)明一種優(yōu)選

圖1表示依照本發(fā)明一種實施例、配備有排氣管的一種催化式消音器的分解示意圖。
圖2表示依照圖1所示該排氣管部件的分解示意圖。
圖3表示依照圖1和2所示裝配好的排氣管。
圖4表示沿圖3中線IV-IV的該排氣管的橫截面。
圖5表示沿圖3中線V-V的該排氣管的橫截面。
優(yōu)選實施例的描述分解示意圖1中所示的催化式消音器本身是已知的，但其配備有依照本發(fā)明一種實施例的排氣管。該消音器包括由殼體1和蓋子2所組成的外殼1、2，優(yōu)選的，該外殼1、2由薄金屬片或具有類似特征的其它材料制成。殼體1將要被安裝在發(fā)動機(jī)氣缸的排氣口(未表示)處，因此具有一入口3，而蓋子2具有一內(nèi)出口4，用于經(jīng)催化轉(zhuǎn)化器清潔過的廢氣。距離件5a-c位于殼體1和蓋子2之間，并穿過蓋子2內(nèi)的孔6a-c，以靠著該殼體1的后壁并環(huán)繞著孔7a-c支撐該距離件5a-c。
中間壁10設(shè)置在殼體1和蓋子2之間，該中間壁10具有包含孔12的一環(huán)形區(qū)域11，利用具有孔的環(huán)狀覆蓋件14將一環(huán)狀催化轉(zhuǎn)化件13安裝在孔12處。該中間壁10還具有三個較大的孔15a-c，距離件5a-c穿過該孔15a-c。
一種“曲徑”式排氣管17，18位于蓋子2的外側(cè)上，該排氣管17，18由相對指向的兩個部分組成。在所示例子中，利用弧形分隔器17，18，或者由板材料制成的隔板分隔該每個部分，以下將更詳細(xì)地對其進(jìn)行說明。在蓋子2和曲徑17，18之間，利用固定部件20裝配一種已知類型的火星熄滅網(wǎng)19。
可按照以下方式裝配圖1所示的催化式消音器
最初，將催化件13放置在中間壁10上，然后將覆蓋件14安裝到該壁上。優(yōu)選的類似于中間壁，該環(huán)狀覆蓋件14由板材料制成?？蓪h(huán)狀覆蓋件14焊接或熔接到中間壁10上，同時催化件13位于兩者之間。然后，將中間壁10和催化件一起置于殼體內(nèi)，從而靠著環(huán)繞該殼體延伸的阻擋件21支撐該中間壁10和催化件。
將曲徑部件17，18焊接或點焊到蓋子2上，從而形成排氣管。在該曲徑的一端，優(yōu)選與蓋子的內(nèi)出口4相連接的一端，應(yīng)留有孔口，以插入火星熄滅網(wǎng)19并利用螺釘20等固定。利用這種設(shè)計，如果需要的話，可容易地更換火星熄滅網(wǎng)，或者如果需要的話，還可拆除火星熄滅網(wǎng)。
現(xiàn)在可將具有曲徑17，18的蓋子設(shè)置在殼體1處，即中間壁10的上方，從而將中間壁10夾在殼體1和蓋子2之間，接著利用一種適當(dāng)?shù)姆绞嚼缛劢踊蚝附觼砉潭ㄔ撋w子。隨后，經(jīng)由蓋子內(nèi)的孔6a-c插入距離件5a-c，并在該距離件5a-c靠著殼體1的內(nèi)壁1a而止住的位置上，焊接該距離件5a-c，所述距離件最好由可抵抗縱向壓力的金屬套筒制成。通過穿入固定部件22a-c，從而可利用該距離件5a-c來將消音器固定到發(fā)動機(jī)氣缸(未表示)上。
圖2表示形成排氣管曲徑的弧形隔板17，18的倒置示意圖，在該圖中可更明顯地知道管道部分是如何生成的，在圖2-5中用參考數(shù)字30和31標(biāo)識管道部分。第一隔板17細(xì)長，并具有由端壁32封閉的一短邊，且在另一短邊處具有孔33。一凸起34形成在該隔板的兩短邊之間的一位置處，因而該處曲面較高。此外，凸緣35環(huán)繞整個隔板延伸，從而可以簡單的方式將該隔板固定在消音器的外殼上。另一隔板18較短且曲面稍高，但類似于第一隔板，該隔板18具有一端壁36和一孔37。此外，適合于將該隔板18安裝在第一隔板17的上方，且其端壁36距離第一隔板17的孔33的外側(cè)有一定距離，同時其孔37位于凸起34和孔33之間。兩隔板的安裝位置如圖3-5所示。
因此，通過消音器的蓋子2和第一隔板的弧形內(nèi)側(cè)限定了以上所提及排氣管的第一部分30，同時排氣管的另一部分31體現(xiàn)為由兩隔板各自的曲面所生成的兩隔板之間的空間。由于第二隔板的端壁36距離第一隔板的孔33的外側(cè)有一定距離，從而生成連接兩部分30，31的一彎曲部分38。第二部分31終止于一排出口39，該排出口39的截面基本上為U形。圖4最清晰地表示了排氣管的延伸。
結(jié)果，如圖5所示，第一部分30的截面基本上為矩形，而第二部分31的截面基本上為U形。本發(fā)明的一個技術(shù)特征在于盡管該兩部分具有不同的截面形狀，但它們具有基本上等大的橫截面積。
在操作過程中，自發(fā)動機(jī)氣缸的出口將未清潔的廢氣導(dǎo)入消音器的第一室，該第一室位于殼體1和中間壁10之間，并迫使廢氣經(jīng)由覆蓋件14的孔穿過催化件13和中間壁10。從而以這種方式將已清潔且非常熱的廢氣導(dǎo)入消音器的第二室，該第二室位于中間壁10和蓋子2之間，然后經(jīng)由出口4出去?？刹捎玫氖?，在出口4使廢氣經(jīng)過火星熄滅網(wǎng)19，在那里熄滅可能附帶的火星。然后，廢氣就到達(dá)依照本發(fā)明的排氣管17，18處。
現(xiàn)在，廢氣將跟隨圖4所示路徑，沿第一部件30的方向A，經(jīng)過孔33，繞過彎曲部分38，然后沿第二部件31的另一方向B，最后經(jīng)由排出口39出去。在所述排出口外側(cè)，廢氣將流向凸起34，而該凸起34將使廢氣分散開。
對技術(shù)人員而言顯而易見的是，在所附專利權(quán)利要求書的范圍內(nèi)可從許多不同的方面對以上所述實施例進(jìn)行修改，例如，所示消音器可以僅是大量可想像得到的變型中的一種，這些變型具有不同的外殼形狀及設(shè)計、催化件的位置不同以及廢氣流徑不同。
此外，具有兩個相對指向部分30，31的排氣管可具體化為許多不同的方式。例如，兩部分可并排設(shè)置，而不是一個在另一個的外部，或者除這里所示的形狀外，該兩部分還可具有其它形狀。排氣管還可全部或部分地陷入外殼的外部，例如，第一部分可位于外殼外部的內(nèi)陷部分與一覆蓋板之間?？商鎿Q的，一塊或兩塊內(nèi)板形成第一部分30，還可以與外殼一起形成排氣管的第二部分31。這將降低廢氣的冷卻效果。此外，消音器可具有位于該消音器一側(cè)或多側(cè)上的一個或多個排氣口。排氣口可具有相互不同的形狀。
權(quán)利要求
1.一種消音器，包括一消音器外殼(1，2)和通常安裝在所述外殼內(nèi)的一催化轉(zhuǎn)化件(13)，所述消音器具有至少一個內(nèi)出口(4)，經(jīng)由所述內(nèi)出口流通廢氣，其特征在于，一排氣管(30，31)與所述消音器的外部連接，所述排氣管包括第一部分(30)和第二部分(31)，將所述第一部分設(shè)置成沿平行于所述外殼外部的第一方向(A)引導(dǎo)廢氣，將所述第二部分設(shè)置成沿基本上相反的第二方向(B)引導(dǎo)廢氣，所述第一和第二部分(30，31)具有基本上等大的橫截面積，并將所述廢氣輸送至一排出口(39)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種消音器，其特征在于，平行于所述消音器外殼(2)的外壁定向所述排氣管(30，31)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種消音器，其特征在于，所述第二部分(31)相對于所述外殼(2)位于所述第一部分(30)的外側(cè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種消音器，其特征在于，所述第一部分(30)具體表現(xiàn)為彎曲且細(xì)長的第一隔板(17)，第一隔板(17)具有位于所述內(nèi)出口(4)處的一端壁(32)以及距離所述出口(4)一定距離處的一孔(33)，所述第二部分(31)具體表現(xiàn)為彎曲的第二隔板(18)，所述第二隔板(18)具有位于所述孔(33)處的一端壁(36)以及沿所述第一隔板(17)設(shè)置的一排出口(39)，所述第二部分具體表現(xiàn)為在所述第一和第二隔板(17，18)間產(chǎn)生的空間(31)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種消音器，其特征在于，一凸起(34)形成在所述第一隔板(17)上且位于所述排出口(39)外側(cè)，從而利用所述凸起(34)分散自所述排出口(39)釋放的廢氣。
6.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的一種消音器，其特征在于，將所述排氣管(30，31)定向為發(fā)動機(jī)氣缸的橫向。
7.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的一種消音器，其特征在于，將一火星熄滅網(wǎng)(19)安裝在所述消音器的內(nèi)出口(4)與所述排氣管(30，31)之間。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種消音器，該消音器包括消音器外殼(1，2)和通常安裝在外殼內(nèi)的催化轉(zhuǎn)化件(13)，該消音器具有至少一個內(nèi)出口(4)，經(jīng)由所述內(nèi)出口流通經(jīng)催化件(13)清潔過的廢氣。此外，根據(jù)本發(fā)明，排氣管(30，31)與所述消音器的外部連接，該排氣管包括第一部分(30)和第二部分(31)，其中第一部分設(shè)置成沿平行于外殼外部的第一方向(A)引導(dǎo)廢氣，第二部分設(shè)置成沿基本上相反的第二方向(B)引導(dǎo)廢氣，該第一和第二部分(30，31)具有基本上相等的橫截面積。利用這種排氣管，可在廢氣與含氧豐富的新鮮空氣接觸之前對該廢氣進(jìn)行改進(jìn)的冷卻處理。還可防止新鮮空氣回流入消音器內(nèi)。
文檔編號F01N3/24GK1461376SQ0082005
公開日2003年12月10日 申請日期2000年11月3日 優(yōu)先權(quán)日2000年11月3日
發(fā)明者彼得·貢納松, 埃斯比約恩·奧拉斯, 馬蒂亞斯·奧西安松 申請人:電氣聯(lián)合股份有限公司