專(zhuān)利名稱(chēng)：排氣閥組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于車(chē)輛排氣系統(tǒng)的閥組件。本發(fā)明的一個(gè)方面涉 及被動(dòng)閥相對(duì)于其它排氣系統(tǒng)部件的定位。本發(fā)明的另一個(gè)方面涉及一 種被動(dòng)閥和共振器結(jié)構(gòu)，更具體而言，涉及組合有填塞式共振器的被動(dòng) 閥。本發(fā)明的再一個(gè)方面涉及一種具有止擋墊片的被動(dòng)閥，所述止擋墊 片有助于噪音衰減，同時(shí)還改進(jìn)了閥的性能和耐久性。本發(fā)明的又一個(gè) 方面涉及一種在無(wú)旁通的結(jié)構(gòu)中的被動(dòng)閥，當(dāng)處于閉合位置時(shí)，所述被 動(dòng)閥具有高百分比的覆蓋。本發(fā)明的另一個(gè)方面涉及在車(chē)輛排氣系統(tǒng)中 偏移的凈皮動(dòng)閥。
背景技術(shù)：
排氣系統(tǒng)廣泛公知并應(yīng)用于內(nèi)燃機(jī)。典型的，排氣系統(tǒng)包括排氣管， 所述排氣管將熱廢氣從發(fā)動(dòng)機(jī)輸送至諸如消音器、共振器等其它排氣系 統(tǒng)部件。消音器和共振器包括消除廢氣所攜帶的聲波的聲室。盡管有效， 但是這些部件一般尺寸較大且提供的噪音衰減有限。
在消音器中采用被動(dòng)閥來(lái)提供進(jìn)一步的噪音衰減。然而，所提議的 閥具有很多缺陷，這些缺陷限制了將它們廣泛應(yīng)用于各種應(yīng)用。被動(dòng)閥 的一個(gè)缺點(diǎn)在于其在高溫條件下的使用受限。已知被動(dòng)閥結(jié)構(gòu)的另一個(gè) 缺點(diǎn)在于這些閥無(wú)法有效地衰減低頻噪音。進(jìn)一步的，當(dāng)這些類(lèi)型的閥 應(yīng)用于具有多個(gè)消音器的排氣系統(tǒng)中時(shí)，還存在有額外的難題。
ii曾經(jīng)嘗試在不使用被動(dòng)閥的情況下通過(guò)增加消音器體積或增大背 壓來(lái)增大低頻噪音衰減。從成本、材料和封裝空間的角度來(lái)看，增加消 音器體積是不利的。增大背壓會(huì)不利地影響發(fā)動(dòng)機(jī)功率。
一種解決方案是將被動(dòng)閥定位在消音器外部。在申請(qǐng)人于2007年 12月4日提交的、共同待審的申請(qǐng)ll/950，034中提及該結(jié)構(gòu)的一種示例。 盡管這種解決方案證明是有效的，但是這種安裝設(shè)置在整個(gè)排氣系統(tǒng)內(nèi) 存在有其它難題。從減小噪音的角度來(lái)看，被動(dòng)閥相對(duì)于其它排氣系統(tǒng) 部件的定位變成重要的特性。被動(dòng)閥在整個(gè)排氣系統(tǒng)中的特定位置直接 依賴(lài)于閥的聲學(xué)效應(yīng)。比如，將閥定位在聲速節(jié)點(diǎn)是無(wú)效的。諸如包括 多于一個(gè)消音器的系統(tǒng)等多排氣部件系統(tǒng)還存在有額外的難題。將被動(dòng) 閥定位在主消音器前方會(huì)因?yàn)楦叱潭鹊膲毫γ}動(dòng)而引發(fā)振動(dòng)問(wèn)題。
還有另一種嘗試是在排氣系統(tǒng)中消音器外側(cè)的位置使用^^皮動(dòng)閥。比 如，已經(jīng)將被動(dòng)閥應(yīng)用于具有旁通結(jié)構(gòu)的排氣管內(nèi)。被動(dòng)閥包括定位于 排氣管內(nèi)的擋板閥體或葉片，葉片能夠在打開(kāi)位置與閉合位置之間樞 轉(zhuǎn)。被動(dòng)閥被朝向閉合位置彈性偏置，而且當(dāng)廢氣壓足以克服彈簧偏置 作用時(shí)，葉片朝向打開(kāi)位置樞轉(zhuǎn)。在旁通結(jié)構(gòu)中，當(dāng)處于閉合位置時(shí)， 葉片提供對(duì)排氣部件100%的覆蓋，即完全封閉排氣部件。當(dāng)閉合時(shí)， 廢氣能夠經(jīng)由旁通管道流出容置葉片的排氣管道之外，所述旁通管道在 葉片的上游和下游位置連接至排氣管。葉片通常配置為使得在樞轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng) 期間葉片的邊緣不會(huì)接觸排氣部件的內(nèi)表面。盡管使用這種閥增大了低 頻噪音衰減，但是在葉片邊緣產(chǎn)生的紊流引發(fā)了附加的流動(dòng)噪音。因此，
盡管在消音器外部使用被動(dòng)閥解決了一些問(wèn)題，但是它帶來(lái)了附加的需 要解決的噪音難題。
進(jìn)一步的，由于使用彈簧，所以在排氣管內(nèi)很難使葉片返回同一閉 合位置。同時(shí)，使用彈簧引起被動(dòng)閥的附加的噪音難題。比如，當(dāng)彈簧 使葉片返回閉合位置時(shí)，會(huì)產(chǎn)生不希望的閉合噪音。
此外，當(dāng)在諸如消音器中的管道之類(lèi)的排氣管內(nèi)使用被動(dòng)閥時(shí)，或 者當(dāng)在旁通管道結(jié)構(gòu)中使用被動(dòng)閥時(shí)，在被動(dòng)閥移向完全打開(kāi)位置時(shí)存 在難題。當(dāng)葉片移向完全打開(kāi)位置時(shí)，管道本身的形狀會(huì)引起潛在的干 涉難題。按照慣例，葉片已經(jīng)由安裝在管道壁上的軸支撐，限定旋轉(zhuǎn)的 樞轉(zhuǎn)軸線的所述軸與葉片對(duì)齊，即，由葉片限定的平面與旋轉(zhuǎn)的樞轉(zhuǎn)軸線相交。管道典型地包括具有內(nèi)表面的彎曲管壁，所述內(nèi)表面限定廢氣 流路。當(dāng)葉片在管道的該壁表面附近樞轉(zhuǎn)時(shí)，被動(dòng)閥的打開(kāi)角度受到葉 片的寬度和壁的曲率限制。除了無(wú)法得到為了最大流量的實(shí)際完全打開(kāi) 位置以外，從背壓角度來(lái)看，限制打開(kāi)角度也是不利的。
同時(shí)，眾所周知，消音器會(huì)受到應(yīng)用場(chǎng)合所決定的不同操作條件的
影響。比如，由于其處于正常位置，客車(chē)的主消音器會(huì)受到600攝氏度 廢氣的影響，當(dāng)消音器用于卡車(chē)、小型貨車(chē)或SUV (運(yùn)動(dòng)型多功能車(chē)) 應(yīng)用場(chǎng)合中時(shí)，該消音器受到可能超過(guò)750攝氏度的氣溫影響。
在客車(chē)應(yīng)用場(chǎng)合中，被動(dòng)噪音衰減閥已經(jīng)直接并入消音器主體內(nèi)以 提供噪音衰減。該閥包括用于使閥體偏置以在限定廢氣流路的閥殼體內(nèi) 能夠進(jìn)行樞轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的彈簧。該彈簧在高溫環(huán)境中的應(yīng)用受到限制。 一般 需要特殊的高溫彈簧材料，這些材料非常昂貴。而且，這些閥難以封裝 在小型尺寸的消音器中，所述小型尺寸的消音器一般用作諸如卡車(chē)、 SUV (運(yùn)動(dòng)型多功能車(chē))、小型貨車(chē)等大型車(chē)輛的多消音器結(jié)構(gòu)的一部
典型地，這些已知的被動(dòng)閥用于設(shè)置旁通流路的結(jié)構(gòu)中。如上所述， 這種結(jié)構(gòu)具有用于廢氣的主流路和旁通流路。閥體定位在限定主流路的 內(nèi)消音器管內(nèi)。如上所迷，閥體配置為當(dāng)處于閉合位置時(shí)阻擋100%的 主流路。旁通管在閥體的上游位置和閥體的下游位置與內(nèi)消音器管流體 連通。在諸如主流路被100%阻擋等的特定條件下，廢氣被經(jīng)由旁通管 而環(huán)繞閥體引導(dǎo)。
從組裝、材料和重量角度來(lái)看，設(shè)置旁通流路是不利的。進(jìn)一步的， 如上所述，將這些閥封裝在小型消音器中是困難的，而且這些閥無(wú)法在 高溫環(huán)境中有效工作。還已經(jīng)嘗試使用具有主動(dòng)控制的真空操作的閥結(jié) 構(gòu)的無(wú)旁通結(jié)構(gòu)。然而，從成本和封裝角度來(lái)看，這是不利的。
因此，需要提供一種能夠有效地衰減低頻噪音而不會(huì)引發(fā)其它類(lèi)型 噪音問(wèn)題的排氣系統(tǒng)和被動(dòng)閥裝置。進(jìn)一步的，需要提供這樣一種被動(dòng) 閥裝置，其能夠有效且高效地使葉片從完全打開(kāi)位置返回同一閉合位置 而不會(huì)產(chǎn)生額外噪音，而且閉合力應(yīng)該最小以改進(jìn)被動(dòng)閥的耐久性。
本發(fā)明滿足這些需求，同時(shí)避免現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)和缺陷。發(fā)明內(nèi)容一種車(chē)輛排氣系統(tǒng)，包括被動(dòng)閥，所述被動(dòng)閥在排氣系統(tǒng)內(nèi)相對(duì)于 其它排氣部件定位在特定位置處，從而提供對(duì)整個(gè)排氣系統(tǒng)的噪音衰減 的顯著聲學(xué)優(yōu)點(diǎn)。在一種示例中，車(chē)輛排氣系統(tǒng)包括至少一個(gè)具有入口和出口的消音 器。第一管體連接至所述出口，第二管體連接至所述入口。被動(dòng)閥組件 安裝在所述第一管體和所述第二管體之一內(nèi)，而且相對(duì)于所述消音器的 所述入口和所述出口中的對(duì)應(yīng)一個(gè)定位在所述管體中的相應(yīng)一個(gè)的總管長(zhǎng)的初始25%以內(nèi)的位置。在一種示例中，第一管體具有第一端和第二端。所述第一端定位在 所述消音器處，所述管體延伸至第二端以限定總管長(zhǎng)。所述第一管體在 所述笫一端與所述第二端之間限定唯一的廢氣流路。被動(dòng)閥組件安裝在 第一管體內(nèi)，而且相對(duì)于所述第一端定位在總管長(zhǎng)的初始25%以內(nèi)的位 置，所述第一端定位于所述消音器的出口處。在一種示例中，車(chē)輛排氣系統(tǒng)包括至少第一消音器和第二消音器以 及中間管道，所述中間管道將所述第 一消音器連接至所述第二消音器。 所述中間管道在所述第 一消音器與所述第二消音器之間限定唯一廢氣 流路。中間管道具有管體，所述管體帶有連接至所述第一消音器的第一 端和連接至所述第二消音器的第二端。所述管體從所述第一端延伸至所 述第二端以限定總中間管長(zhǎng)。所述被動(dòng)閥組件在所述管體內(nèi)安裝在所述 第一端與所述第二端之間的位置。所述被動(dòng)閥組件相對(duì)于所述笫一端和 所述第二端中的一個(gè)定位在總管長(zhǎng)的初始25%以內(nèi)的位置。在這些示例中，通過(guò)如所限定地那樣將所述被動(dòng)岡組件定位在總管 長(zhǎng)的初始25%以內(nèi)，所述閥靠近速度腹點(diǎn)位置以4吏相關(guān)管道內(nèi)發(fā)生聲學(xué) 共振。在另一種示例結(jié)構(gòu)中，車(chē)輛排氣系統(tǒng)包括具有中間管道的第一排氣 部件和第二排氣部件，所述中間管道將所述第一排氣部件的出口流體連接至所述第二排氣部件的入口。被動(dòng)閥安裝在所述中間管道內(nèi)。所述第 二排氣部件限定內(nèi)部空腔，所述內(nèi)部空腔至少部分地填塞有高頻吸收材 料。該填塞式結(jié)構(gòu)與所述被動(dòng)閥配合以有效地衰減低頻噪音和高頻噪音。在一種示例中，所述第 一排氣部件和所述第二排氣部件包括第 一消 音器(或第一共振器)和第二消音器(或第二共振器)，所述中間管道 包括在所述第 一 出口與所述第二入口之間的唯一廢氣流路。在一種示例中，所述第一排氣部件具有第一入口和第一出口，所述 第二排氣部件限定具有第二入口和第二出口的內(nèi)部空腔。所述第二入口 和所述第二出口共同限定通過(guò)所述第二排氣部件的內(nèi)部流路。所述內(nèi)部 流路占據(jù)了部分內(nèi)部空腔，從而留下了剩余部分。所述內(nèi)部空腔的剩余 部分完全填塞有高頻吸收材料。所述中間管道連接所述第一出口與所述 第二入口，所述被動(dòng)閥安裝在所述中間管道內(nèi)。在一種示例中，所述第二排氣部件包括將所述第二入口連接至所述 第二出口以限定所述內(nèi)部流路的管道。所述管道由管徑限定，而且所述被動(dòng)閥相對(duì)于所述第二排氣部件的所述第二入口以指定距離安裝在所 述中間管道內(nèi)。在一種示例中，該指定距離是至少四倍于所述內(nèi)部流路 的管徑的距離。在一種示例中，所述管道包括多孔段，而且所述高頻吸收材料定位 于所述內(nèi)部空腔內(nèi)以接觸至少部分所述多孔段。在一種示例中，高頻吸 收材料接觸整個(gè)長(zhǎng)度的所述多孔段。被動(dòng)閥與相關(guān)的填塞式消音器的上述組合相配合以有效地衰減低頻噪音和高頻噪音。在無(wú)旁通中間管道內(nèi)使用被動(dòng)閥提供了非常有效的 低頻噪音衰減，同時(shí)使用填塞式后部定位的消音器使得因被動(dòng)閥定位和 結(jié)構(gòu)而產(chǎn)生的噪音問(wèn)題得以解決。在另一種示例性排氣系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中，被動(dòng)閥包括定位在廢氣流路內(nèi)的 葉片。所述葉片由軸支撐，而且能夠在打開(kāi)位置與閉合位置之間樞轉(zhuǎn)。 在所述廢氣流路內(nèi)還定位有止擋件，所述止擋件限定了用于所述葉片的 閉合位置。在一種示例中，所述葉片包括具有聯(lián)接至所述軸的第一部分的主體 結(jié)構(gòu)。所述主體結(jié)構(gòu)從所述第一部分延伸至末端。當(dāng)處于閉合位置時(shí)， 所述主體結(jié)構(gòu)的末端接合所述止擋件。在該結(jié)構(gòu)中，所述止擋件定位于 離所述軸限定的旋轉(zhuǎn)軸線最遠(yuǎn)。這減小了在所述止擋件與所述葉片之間的接觸力以提供提高的耐久性。在一種示例中，止擋件包括從所述葉片上游開(kāi)始的傾斜面。排氣部 件具有帶外表面和內(nèi)表面的壁，所述內(nèi)表面限定了廢氣流路。所述傾斜 面從所述壁的內(nèi)表面朝向所述葉片延伸。于是止擋端面從所述傾斜面朝 所述壁的內(nèi)表面向回延伸。當(dāng)所述被動(dòng)閥處于閉合位置時(shí)，所述葉片的 所述末端接合所述止擋端面。上游的傾斜面減小了流動(dòng)噪音的發(fā)生、背 壓以及紊流。在另 一種排氣系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的示例中，用于車(chē)輛排氣系統(tǒng)的被動(dòng)閥設(shè)置 在無(wú)旁通結(jié)構(gòu)中，而且在閉合位置時(shí)提供高百分比的覆蓋。在一種示例中，被動(dòng)閥組件安裝在排氣管內(nèi)。所述排氣管具有限定 廢氣流路的空腔，所述廢氣流路具有橫截面積。所述排氣管的一端用于 連接至第一排氣部件，所述排氣管第二端用于連接至第二排氣部件，從 而使得所述排氣管形成在所述第一排氣部件與第二排氣部件之間的唯 一排氣通路。所述被動(dòng)閥組件包括安裝在所述空腔內(nèi)的葉片，所述葉片 能夠在打開(kāi)位置與閉合位置之間運(yùn)動(dòng)。彈性構(gòu)件朝向閉合位置偏置葉片。當(dāng)所述葉片處于閉合位置時(shí)，所述葉片覆蓋80-97%的橫截面積。由此，在無(wú)旁通裝置中使用高覆蓋度的單被動(dòng)閥組件以有效地衰減 低頻噪音。在另一種排氣系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的示例中，排氣部件包括具有內(nèi)表面的壁， 所述內(nèi)表面限定廢氣流路。被動(dòng)閥組件包括定位在所述廢氣流路內(nèi)以能 夠在打開(kāi)位置與閉合位置之間樞轉(zhuǎn)的葉片。所述葉片由延伸跨過(guò)所述葉片寬度的平面限定。所述葉片由限定旋轉(zhuǎn)軸線的軸支撐。旋轉(zhuǎn)軸線偏離 所述葉片的所述平面。在一種示例中，所述排氣部件包括具有彎曲內(nèi)壁表面的管道。外殼 安裝至所述管道的彎曲外表面。至少一個(gè)軸套安裝在所述外殼內(nèi)以樞轉(zhuǎn) 式支撐所述軸。彈性構(gòu)件朝向閉合位置偏置所述葉片，所述葉片響應(yīng)于 超過(guò)所述彈性構(gòu)件的偏置力的廢氣流而從閉合位置朝向打開(kāi)位置樞轉(zhuǎn)。在一種示例中，所述平面和所述旋轉(zhuǎn)軸線不相交，連接臂用于保持 在所述平面與所述旋轉(zhuǎn)軸線之間的間隔開(kāi)的關(guān)系。所述連接臂具有聯(lián)接 至所述軸的一部分和聯(lián)接至所述葉片的另一部分。所述連接臂橫向延伸至所述平面和所述旋轉(zhuǎn)軸線。在一種示例中，所述葉片包括寬度比厚度大的盤(pán)狀主體。所述平面 限定為跨過(guò)所述盤(pán)狀主體的寬度。通過(guò)使所述平面偏離所述葉片，所述葉片能夠樞轉(zhuǎn)至完全打開(kāi)位置 以使流量最大而不會(huì)與所述管道的所述壁的彎曲內(nèi)表面相互干擾。本發(fā)明的這些和其它特征能夠從以下說(shuō)明和附圖中得到最好的理 解，以下是附圖的簡(jiǎn)要描述。


圖l示出了排氣管部件和被動(dòng)組件的立體圖。圖2示出了具有開(kāi)口端的管道的聲速振型(modeshape)。圖3示出了車(chē)輛排氣系統(tǒng)中的被動(dòng)閥的一種示例。圖4示出了車(chē)輛排氣系統(tǒng)中的被動(dòng)閥的另一種示例。圖5示出了車(chē)輛排氣系統(tǒng)中的被動(dòng)閥的再一種示例。圖6示出了車(chē)輛排氣系統(tǒng)中的被動(dòng)閥的一種示例。圖7示出了圖6中最后面的排氣部件的截面圖。圖8示出了與圖7的排氣部件相關(guān)的被動(dòng)閥的安裝位置的示意圖。圖9是具有多孔管道的填塞式排氣部件的一種示例的示意圖。圖IO是具有調(diào)音管的填塞式排氣部件的另一種示例的示意圖。圖ll示出了排氣管部件和被動(dòng)閥組件的一種示例的立體圖。圖12示出了具有用于葉片的止擋件的排氣部件的側(cè)視圖。圖13A是示出止擋件相對(duì)于排氣部件的中心線的傾斜面角度的示意 性側(cè)視圖。圖13B是示出止擋件相對(duì)于排氣部件的中心線的端面角度的示意性側(cè)視圖。圖14是止擋件的一種示例的示意性側(cè)視圖。 圖15是止擋件的另一種示例的示意性側(cè)視圖。 圖16A是止擋件的另一種示例的立體圖。 圖16B是圖16A的止擋件的端視圖。 圖16C是圖16A的止擋件的側(cè)視圖。 圖16D是圖16A的止擋件的俯視圖。圖17示出了如圖1的組件中所使用的閥軸、軸套和彈簧的示意圖。 圖18示出了圖17的彈簧的截面圖。圖19是彈簧和葉片示意性側(cè)視圖，示出了大致閉合位置和打開(kāi)位置。圖20是葉片處于大致閉合位置時(shí)外部排氣管和被動(dòng)閥組件的截面 端視圖。圖21是消音器和具有被動(dòng)閥組件的外部排氣管的立體圖。圖22示出了具有偏離葉片的排氣部件的側(cè)視圖。圖23是圖22的排氣部件處于完全打開(kāi)位置的示意性側(cè)視圖。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，諸如排氣管或排氣管道10等排氣部件包括排氣節(jié)流 閥，稱(chēng)為被動(dòng)閥組件12。被動(dòng)閥組件12能夠在對(duì)廢氣流路16阻擋最小 的打開(kāi)位置與大部分廢氣流路16被阻擋的閉合位置之間運(yùn)動(dòng)。被動(dòng)閥 組件12被朝向閉合位置彈性偏置，而且當(dāng)廢氣流產(chǎn)生足以克服偏置力 的壓力時(shí)被動(dòng)閥組件12朝向打開(kāi)位置運(yùn)動(dòng)。在所示的示例中，排氣管道IO包括限定廢氣流路16的單管體14。 被動(dòng)閥組件12包括當(dāng)處于閉合位置時(shí)阻擋部分廢氣流路16的閥體或葉片18。如上所述，葉片18響應(yīng)于由廢氣施加在該葉片18上的壓力而朝 向打開(kāi)位置樞轉(zhuǎn)以使得對(duì)廢氣流路16的阻擋最小。在一種示例中，葉片18通過(guò)柄腳、支架或連接臂22固定至軸20。 在管體14的外表面內(nèi)形成有槽24。該槽24內(nèi)接收有外殼26，所述外 殼26在本示例中示出為方形的金屬結(jié)構(gòu)，并且外殼26焊接至管體14。 也可以使用其它的外殼結(jié)構(gòu)。軸20通過(guò)第一軸套或軸承28和第二軸套 或軸承30可旋轉(zhuǎn)地支撐在外殼26內(nèi)。在所示的示例中，連接臂22包 括一片金屬板，所述金屬板具有焊接至軸20的一個(gè)部分和從外殼26伸 出的另一個(gè)部分，而且焊接至葉片18。因此，葉片18和軸20—起繞著 由軸20限定的軸線A樞轉(zhuǎn)。連接臂22僅是如何將軸20附接至葉片18 的一種示例，應(yīng)當(dāng)理解，也可以釆用其它附接機(jī)構(gòu)。第一軸套28大致定位在第一軸端32。第一軸套28包括用于第一軸 端32的密封接口 。軸20包括具有第一軸環(huán)36和第二軸環(huán)38的軸體34。 第一軸套28包括第一內(nèi)腔，所述第一內(nèi)腔接收第一軸端32,從而使得 第一軸環(huán)36直接抵靠在第一軸套28的端面以提供密封接口。因而，廢 氣無(wú)法沿著在軸20與第一軸套28之間的通路漏出第一軸套28。第二軸套30包括第二內(nèi)腔，軸體34延伸通過(guò)所述第二內(nèi)腔至第二 軸端40。第二軸環(huán)38在軸向上定位于第二軸套30的內(nèi)側(cè)。軸20延伸 通過(guò)第二內(nèi)腔至相對(duì)于第二軸套30的軸向外側(cè)。諸如彈簧42等彈性構(gòu) 件通過(guò)彈簧承座44聯(lián)接至第二軸端40。彈簧承座44包括固定至外殼 26的第一承座件46和固定至第二軸端40的第二承座件48。 一個(gè)彈簧 端50經(jīng)由第一承座件46與外殼26相關(guān)，第二彈簧端(由于彈簧承座 44的原因而在圖l不可見(jiàn))經(jīng)由第二承座件48與軸20相關(guān)。被動(dòng)閥組件12有利地相對(duì)于其它排氣部件定位在車(chē)輛排氣系統(tǒng)內(nèi) 的特定位置處，從而為整體噪音衰減提供顯著的聲學(xué)優(yōu)點(diǎn)。圖2示意性 地示出了具有開(kāi)口端62、 64的管道60。 66示出了這種管道結(jié)構(gòu)的典型 聲速振型。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，被動(dòng)閥組件12定位于排氣系統(tǒng)內(nèi)的位置決定它 的聲學(xué)效應(yīng)。比如，將被動(dòng)閥組件12定位在聲速節(jié)點(diǎn)P(圖2)對(duì)噪音 衰減無(wú)效。圖3中示出了車(chē)輛排氣系統(tǒng)70的一種示例。該結(jié)構(gòu)包括至少一個(gè) 具有入口 74的消音器72,所述入口 74接收來(lái)自由76所示的發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣流。消音器72可以包括車(chē)輛排氣系統(tǒng)70中的唯一消音器，或者如 果車(chē)輛排氣系統(tǒng)70中包括有其它消音器，那么消音器72包括車(chē)輛排氣 系統(tǒng)70中最后面的消音器。消音器72包括將廢氣導(dǎo)向尾管80的出口 78。出口 78包括聯(lián)接至消音器72的后部并且聯(lián)接至尾管80的管82， 或者管82可以包括尾管80本身。在任一結(jié)構(gòu)中，管82形成在消音器72與尾管80出口之間的唯一 廢氣流路，被動(dòng)閥組件12是位于排氣系統(tǒng)的該區(qū)段內(nèi)的僅有的閥。換 句話說(shuō)，該結(jié)構(gòu)的消音器72下游沒(méi)有旁通管或旁通通路。因而，管82 限定為具有聯(lián)接至出口 78的第一端84和延伸至尾管80的出口的第二 端86。管82的總長(zhǎng)度是從第一端84延伸至第二端86。該總長(zhǎng)度稱(chēng)為 管道或管的展開(kāi)長(zhǎng)度?？傞L(zhǎng)度不必是直線長(zhǎng)度，即第一端84和第二端 86可以不同軸，而且總長(zhǎng)度可以限定為由直線部分和彎曲部分加在一起 的長(zhǎng)度。在所示的示例中，被動(dòng)閥組件12a安裝在消音器72的外側(cè)、即外 部，同時(shí)在管82內(nèi)部位于第一端84與第二端86之間的位置。為了提 供最有效的噪音衰減，被動(dòng)閥組件12a定位于如90a所示的、相對(duì)于第 一端84處于總管長(zhǎng)的初始25%以內(nèi)的位置。通過(guò)將被動(dòng)閥組件12a定 位在該位置，提供了將閥組件12a定位在靠近速度腹點(diǎn)位置以使存在于 管82內(nèi)的聲音發(fā)生聲共振的噪音衰減優(yōu)點(diǎn)。在另一個(gè)位置，被動(dòng)閥組件12b定位在與消音器72的入口 74流體 連接的管或管道75內(nèi)。該管道75限定總管長(zhǎng)，而且構(gòu)成在消音器72 與上游排氣部件之間的唯一廢氣流路。被動(dòng)閥組件12b定位在如90b所 示的、相對(duì)于入口 74處于總管長(zhǎng)的初始25%以內(nèi)的位置。圖4示出了車(chē)輛排氣系統(tǒng)90的另一種示例。在這種結(jié)構(gòu)中，具有 第一消音器92、第二消音器94以及連接第一消音器92與第二消音器 94的中間管道96。中間管道96包括第一消音器92與第二消音器94之 間的唯一氣路，即，沒(méi)有設(shè)置旁通結(jié)構(gòu)，而且被動(dòng)閥組件12是位于排 氣系統(tǒng)的該區(qū)段內(nèi)僅有的閥。中間管道96包括聯(lián)接至第一消音器92的 出口 100的第一端98和聯(lián)接至第二消音器94的入口 104的第二端102。 中間管道96可以是單管或者可以包括連接在一起以形成位于第一消音 器92與第二消音器94之間的單管的多個(gè)管部分。第一消音器92包括入口 106，所述入口 106接收來(lái)自由108所示的 發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣流。第二消音器94包括聯(lián)接至尾管112的出口 110。被動(dòng) 閥組件12安裝在中間管道96內(nèi)，而且定位在第一端98與第二端102 之間的、相對(duì)于第一端98和第二端102中的一者處于總管長(zhǎng)的初始25% 以內(nèi)的位置。在一種示例中，被動(dòng)閥組件12a定位在如114所示的、相對(duì)于第一 端98處于總管長(zhǎng)的初始25%以內(nèi)的位置處。在另 一種可替代的示例中， 被動(dòng)閥組件12b定位在如116所示的、相對(duì)于第二端102處于總管長(zhǎng)的 初始25%以內(nèi)的位置。在任一種示例中，通過(guò)這樣定位被動(dòng)閥組件12a 或12b,提供了將閥組件12a或12b定位于靠近速度腹點(diǎn)位置以使存在 于第一消音器92與第二消音器94之間的中間管道96內(nèi)的聲音發(fā)生聲 共振的噪音衰減優(yōu)點(diǎn)。圖5示出了排氣系統(tǒng)120的另一種示例。該示例與圖4的示例相同， 只是包括附加的最前面的消音器122，所述消音器122在第一消音器92 的上游連接至發(fā)動(dòng)機(jī)124。該結(jié)構(gòu)中的第一消音器92和第二消音器94 包括用于提供附加的噪音衰減的附加消音器或二級(jí)消音器。最前面的消 音器122具有與發(fā)動(dòng)機(jī)124流體連通的入口 126和與第一消音器92的 入口 106流體連通的出口 128。被動(dòng)閥組件12在中間管道96中定位在 如130所示的、相對(duì)于第一端98處于總管長(zhǎng)的初始25%以內(nèi)的位置。如上所述，被動(dòng)閥組件12有利地以相對(duì)于其它排氣部件定位在車(chē) 輛排氣系統(tǒng)內(nèi)的特定位置處，從而為整體噪音衰減提供顯著的聲學(xué)優(yōu) 點(diǎn)。圖6示意性地示出了車(chē)輛排氣系統(tǒng)200的另一種示例性結(jié)構(gòu)，車(chē)輛 排氣系統(tǒng)200包括至少一個(gè)第一共振器或第一消音器202以及至少一個(gè) 第二共振器或第二消音器204。第一消音器202具有入口 206，所述入 口 206接收來(lái)自由208所示的發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣流。第一消音器202包括出 口 210，所述出口 210將廢氣導(dǎo)向中間管道212。中間管道212將第一消音器202的出口 210流體連接至第二消音器 204的入口 214。第二消音器204包括出口 216，所述出口 216流體連接 至尾管218。中間管道212可以是單管或者可以包括連接在一起以形成 位于笫一消音器202與第二消音器204之間的單管的多個(gè)管部分。同樣 地，尾管218可以是單管或者可以包括連接在一起以形成排氣系統(tǒng)200的單流氣體出口的多個(gè)管部分。中間管道212形成位于第一消音器202與第二消音器204之間的唯 一廢氣流路。換句話說(shuō)，第一消音器202與第二消音器204之間的流體 連接內(nèi)沒(méi)有旁路流動(dòng)選擇。因而，中間管道212從第一端220延伸至第 二端222以限定稱(chēng)為管道展開(kāi)長(zhǎng)度的總管長(zhǎng)。第一端220和第二端222 不必同軸，因此管道的展開(kāi)長(zhǎng)度可以由管道的單個(gè)直線段組成，或者可 以由其長(zhǎng)度加在一起的管道的直線段與彎曲段的組合組成。被動(dòng)閥組件12安裝在第一消音器202和第二消音器204的外部， 且位于中間管道212的內(nèi)部。4皮動(dòng)閥組件12在中間管道212內(nèi)、于第 一端220與第二端222之間定位在相對(duì)于第二消音器204的特定位置處。 這將在下文中進(jìn)行更為詳細(xì)地描述。圖7示出了第二消音器204的截面圖。第二消音器204限定了具有 單入口 214和單出口 216的內(nèi)部空腔224。入口 214和出口 216共同限 定第二消音器204內(nèi)的唯一內(nèi)部流路226。該內(nèi)部流路226占據(jù)了內(nèi)部 空腔224的特定部分，從而空出了沒(méi)有被內(nèi)部流路226占據(jù)的剩余部分。 該剩余部分填塞有高頻吸收材料228。在一種示例中采用的是纖維基材 料，然而，可以采用任何用于衰減高頻噪音的適當(dāng)材料。在所示的示例中，唯一內(nèi)部流路226容納在從入口 214延伸至出口 216的管體230內(nèi)，高頻吸收材料228完全填滿了內(nèi)部空腔224以完全 包圍管體230。從組裝和制造角度來(lái)看，該完全填塞的結(jié)構(gòu)是最常見(jiàn)的 結(jié)構(gòu)，而且是最有效的結(jié)構(gòu)。如圖8所示，被動(dòng)閥組件12相對(duì)于第二消音器204的入口 214以 如232所示的特定距離安裝在中間管道212內(nèi)。管體230由管徑D限定。 該管徑D可以依據(jù)車(chē)輛應(yīng)用場(chǎng)合的類(lèi)型和/或其它排氣系統(tǒng)特征而變化。 被動(dòng)閥組件12以至少四倍于管徑D的距離232來(lái)定位，所述管徑限定 了內(nèi)部流路226。通過(guò)這種相對(duì)于填塞式第二消音器204的入口 214的 關(guān)系來(lái)對(duì)被動(dòng)閥組件12進(jìn)行定位，由于由幾何階梯變化產(chǎn)生流動(dòng)噪音 相關(guān)的距離而使得對(duì)流動(dòng)噪音的吸收最大。在圖9示出的另一種示例中，管道250從入口 214延伸至出口 216 以限定唯一內(nèi)部流路252。管道250包括多孔段254。多孔段254定位在內(nèi)部空腔224內(nèi)，而且沿著管道250整個(gè)長(zhǎng)度的一部分延伸。因而， 多孔段254的長(zhǎng)度L小于管道250的整個(gè)長(zhǎng)度。多孔段254至少部分地 繞管道250的外周延伸，在所示的示例中，多孔段254完全繞管道250 的外周延伸。高頻吸收材料228定位在內(nèi)部空腔224內(nèi)以接觸至少一部分多孔段 254，從而提供填塞式結(jié)構(gòu)。在所示的示例中，高頻吸收材料228被定 位以接觸多孔段254的整個(gè)長(zhǎng)度L。高頻吸收材料228可以包括圍繞管 道填塞的材料以提供這種接觸，或者高頻吸收材料228可以包括纏繞多 孔段254的襯墊。在圖9所示的示例中，高頻吸收材料228也接觸到沿著非多孔段256 的管道250。進(jìn)一步的，管道250還可以包括內(nèi)部空腔224內(nèi)沒(méi)有與高 頻吸收材料228接觸的段。然而，如上所述，在每種示例中，高頻吸收 材料228接觸多孔段254的整個(gè)長(zhǎng)度L以提供最有效的高頻噪音衰減。在圖IO所示的示例中，調(diào)音管260在非多孔段256之一處連接至 管道250以提供附加的噪音衰減。在該示例中，調(diào)音管260沒(méi)有處于管 道250與高頻吸收材料228接觸的位置。然而，高頻吸收材料228也可 以用在管道250上的調(diào)音管定位處。進(jìn)一步的，調(diào)音管260也可以用于 圖6-8所示的結(jié)構(gòu)中。對(duì)于圖9和10中所示的結(jié)構(gòu)而言，被動(dòng)閥組件12如圖6-8的示例 中所述在中間管道212內(nèi)安裝在相對(duì)于第二消音器204的入口 214的特 定位置處。同時(shí)，圖7和8中所示的管體230可以包括與完全填塞的內(nèi) 部空腔組合的多孔段。在彈簧偏置的節(jié)流被動(dòng)閥下游使用填塞式高頻消音器提供了衰減 噪音的有效結(jié)構(gòu)。有效衰減低頻噪音的被動(dòng)閥組件12與有效衰減高頻 噪音的填塞式消音器相配合，從而為排氣系統(tǒng)提供了顯著提高的噪音衰 減能力。圖11示出了組合有止擋特征的排氣管道10和被動(dòng)閥組件12。排氣 管道IO包括限定廢氣流路16的單管體14。在一種示例中，管體14包 括彎曲外表面14a和限定廢氣流路16的彎曲內(nèi)表面14b。在一種示例 中，管體14具有圓形橫截面。被動(dòng)閥組件12包括處于閉合位置時(shí)阻擋部分廢氣流路16的閥體或 葉片18。如上所述，葉片18響應(yīng)于廢氣施加在葉片18上的壓力而朝向 打開(kāi)位置樞轉(zhuǎn)以使得對(duì)廢氣流路16的阻擋最小。葉片18包括諸如盤(pán)狀 主體的主體結(jié)構(gòu)300，所述主體結(jié)構(gòu)300包括通過(guò)連接臂22聯(lián)接至軸 20的第一部分302。主體結(jié)構(gòu)300從第一部分302延伸至包括遠(yuǎn)側(cè)末端 304的第二部分。因而，末端304包括主體結(jié)構(gòu)300離旋轉(zhuǎn)軸線A最遠(yuǎn) 的部分。止擋件306由管體14支撐，而且定位于廢氣流路16內(nèi)。止擋件306 限定葉片18的閉合位置。當(dāng)彈簧42使葉片18從打開(kāi)位置返回閉合位 置時(shí)，葉片18的末端304接合止擋件306。在一種示例中，如圖11和12所示，止擋件306包括傾斜面308， 所述傾斜面308在內(nèi)表面14b上葉片18上游的位置處開(kāi)始，而且遠(yuǎn)離 內(nèi)表面14b向外并朝向葉片18延伸。然后傾斜面308過(guò)渡到朝著內(nèi)表 面14b向回延伸的止擋端面310。當(dāng)處于閉合位置時(shí)，葉片18的末端 304接合止擋端面310。如圖12所示，傾斜面308和止擋端面310相對(duì)于管體14的內(nèi)表面 14b形成角度。管體14限定在圖12中所示的管中心線C。如圖13A所 示，傾斜面308以傾斜角A定位，所述傾斜角A相對(duì)于管中心線C在 10度至45度的范圍內(nèi)。同樣地，止擋端面310 (圖13B)相對(duì)于管中 心線C以角度B進(jìn)行定位。在一種示例中，傾斜面308與止擋端面310 相對(duì)于內(nèi)表面14b以及相對(duì)于管中心線C傾斜取向。在一種示例中，墊片312支撐在止擋端面310上以提供接合葉片18 的末端304的緩沖表面。墊片312可以由比如有網(wǎng)孔材料或者其他類(lèi)似 材料制成，而且能夠以適合使用在排氣部件內(nèi)的任何類(lèi)型的附接方法附 接至止擋端面310。止擋件306定位在葉片18的末端304處以使得閉合力最小。通過(guò) 將這些接觸面定位得盡可能遠(yuǎn)離旋轉(zhuǎn)軸線A，接觸力得以減小，這又增 強(qiáng)了耐久性。進(jìn)一步的，止擋件306的上游傾斜表面308減小了附加流 動(dòng)噪音的產(chǎn)生、背壓以及紊流。在一種示例中，止擋件306形成為如圖14所示的與管體14的壁成一體。工具314用于使管體14本身的部分316凹入以形成止擋件306。 然后可以如上所述那樣將墊片312附接至止擋端面310。在圖15所示的另一種示例中，止擋件306包括如322所示那樣焊 接至管體14的內(nèi)表面14b的獨(dú)立體320。然后可以如上所述那樣附接 墊片312。墊片312和獨(dú)立體320可以由相同材料制造，或者墊片312 可以由附接至止擋件306的不同材料制造。在圖16A-16D所示的另一種示例中，止擋件306包括定位于止擋 端面310上游的鴨嘴形部330。鴨嘴形部330具有曲率半徑R，其外輪 廓與管體14的內(nèi)表面14b相匹配。鴨嘴形部330如332所示那樣點(diǎn)焊 至管體14。鴨嘴形部330過(guò)渡到傾斜面308，在該示例中所述傾斜面308 包括曲面。傾斜面308終止于止擋端面310，所述止擋端面310沿遠(yuǎn)離 管體14中心線的方向朝著管體14的內(nèi)表面14b向回延伸。在所示的示 例中，鴨嘴形部330形成為與傾斜面308和止擋端面310成一體。墊片 312能夠如上所述那樣附接至止擋端面310。具有止擋件306和墊片312的所述被動(dòng)閥組件12能夠有效且高效 地使葉片18返回同一可重復(fù)的閉合位置而不會(huì)產(chǎn)生額外的不期望的噪 音。此外，墊片312相鄰于葉片18的末端304定位以使得閉合力最小 且提高了被動(dòng)閥組件的耐久性。進(jìn)一步的，止擋件306的傾斜面308的 取向和位置除了減小背壓和紊流以外，還減小了噪音。圖17更為詳細(xì)地示出了軸20、彈簧42和軸套28、 30。第一軸套 28大體定位于第一軸端32處，而且包括用于第一軸端32的密封接口 。 軸20包括由第一直徑Dl限定的軸體400。第一軸環(huán)36靠近第一軸端 32,所述第一軸環(huán)36由大于第一直徑D1的第二直徑D2限定。第一軸 套28包括接收第一軸端32的第一內(nèi)腔402。第一軸環(huán)36直接抵靠第一 軸套28的端面404,從而使得廢氣無(wú)法沿著在軸20與第一軸套28之間 的通路漏出第一軸套28。第二軸套30包括第二內(nèi)腔406，軸體400通過(guò)所述第二內(nèi)腔406 延伸至第二軸端40。軸20包括由第三直徑D3限定的第二軸環(huán)38。第 三直徑D3大于笫一直徑Dl。第二直徑D2和第三直徑D3可以彼此相 同或不同。第二軸環(huán)38在軸向上定位在第二軸套30的內(nèi)側(cè)。軸20通過(guò)第二內(nèi)腔406延伸至相對(duì)于第二軸套30的軸向外側(cè)。 彈簧42通過(guò)彈簧承座44聯(lián)接至第二軸端40。如上所述，彈簧承座44 包括固定至外殼26的第一承座件46和固定至第二軸端40的第二承座 件48。 一個(gè)彈簧端50經(jīng)由第一承座件46與外殼26相關(guān)，第二彈簧端 408 (圖18)經(jīng)由第二承座件48與軸20相關(guān)。有利地，彈簧42定位于 管體14的外部、即外側(cè)。因而，彈簧42是在冷得多的環(huán)境中進(jìn)行操作， 而非如現(xiàn)有設(shè)計(jì)那樣直接受到高溫廢氣的影響。在一種示例中，彈簧42包括配置為安裝期間在沿軸線A的軸向 上以及在繞軸線A的扭轉(zhuǎn)方向上都能夠壓縮的螺旋彈簧。扭轉(zhuǎn)負(fù)荷產(chǎn)生 使軸20和葉片18朝向閉合位置偏置的預(yù)加栽力。當(dāng)氣流增大時(shí)，該扭 轉(zhuǎn)力被克服而使葉片18移向打開(kāi)位置。軸向力用于主動(dòng)地抵靠著第二 軸套30的端面410而定位并密封第二軸環(huán)38。這樣通過(guò)封閉在軸20 的外表面與第二軸套30的內(nèi)腔表面之間的通路而防止任何廢氣漏出第 二軸套30。因此，單個(gè)彈簧用于提供軸向負(fù)荷和扭轉(zhuǎn)負(fù)荷，從而形成能 夠?qū)⒈粍?dòng)岡組件12保持在理想的操作位置并且防止廢氣漏出的結(jié)構(gòu)。圖18中更為詳細(xì)地示出了彈簧42。彈簧42是由直徑為Dw的金 屬絲形成的螺旋彈簧。在安裝之前，彈簧42在自由狀態(tài)的長(zhǎng)度為FL， 在這種狀態(tài)下第一節(jié)距尺寸(pitch dimension ) Pl大于直徑Dw。這種 關(guān)系導(dǎo)致相鄰繞圏之間間隔開(kāi)間隙412。相鄰繞圏之間的間隙412使得 彈簧42于安裝期間在軸向上和扭轉(zhuǎn)方向上都能夠進(jìn)^f亍壓縮。這導(dǎo)致了 第二節(jié)距尺寸P2 (圖1),所述第二節(jié)距尺寸P2小于第一節(jié)距尺寸Pl。在一種示例性結(jié)構(gòu)中，彈簧42的金屬絲直徑Dw是大約1.8mm, 第一節(jié)距尺寸Pl大于2mm。彈簧42還具有17mm的總外徑和大約 30mm的自由長(zhǎng)度FL。當(dāng)安裝中受到壓縮時(shí)，該自由長(zhǎng)度FL會(huì)減小大 約5mm。應(yīng)當(dāng)理解，這只是一種示例性結(jié)構(gòu)，當(dāng)需要提供希望的特性 時(shí)，可以采用其它結(jié)構(gòu)。通過(guò)采用能夠在扭轉(zhuǎn)方向和軸向上作用的單個(gè)彈簧，軸能夠抵靠 裝載于軸套上，這會(huì)使得軸與軸套之間的廢氣泄露最少。進(jìn)一步的，該 結(jié)構(gòu)能夠用于使制造誤差最小，因?yàn)檩S總是主動(dòng)地抵靠著軸套定位。與現(xiàn)有閥關(guān)閉時(shí)具有50%或更小的覆蓋相比，被動(dòng)閥組件12在 處于閉合位置時(shí)還提供對(duì)廢氣流路16的相當(dāng)程度的覆蓋。在圖19-20所示的示例中，被動(dòng)閥組件12定位于具有第一管端422和第二管端426 的排氣管420中，所述第一管端422連接至第一排氣部件424，所述第 二管端426連接至第二排氣部件428。第一排氣部件424和第二排氣部 件428包括諸如消音器、尾管等的部件。在圖21所示的一種示例中，第一排氣部件424包括消音器430, 第二排氣部件428包括尾管432。排氣管420連接至消音器430的出口 434和尾管432的入口 。在另 一種示例中，第一部件424和第二部件428 都包括消音器(圖19中示意性所示)，排氣管420連接至一個(gè)消音器的 出口，并連接至另一個(gè)消音器的入口。在任一結(jié)構(gòu)中，排氣管420具有內(nèi)腔或內(nèi)開(kāi)口 436，所述內(nèi)腔或 內(nèi)開(kāi)口 436流體連接第一排氣部件424和笫二排氣部件428,并限定廢 氣流路16。廢氣流路16是位于第一排氣部件424與第二排氣部件428 之間的唯一流路。換句話說(shuō)，沒(méi)有與排氣管420相關(guān)的旁通流路，廢氣 通過(guò)其流動(dòng)的僅有通路是排氣管420內(nèi)的廢氣流路16。如圖19所示，葉片18能夠在開(kāi)口 426內(nèi)從大致閉合位置(實(shí)線) 樞轉(zhuǎn)至大致打開(kāi)位置(虛線)。彈簧42 (示意性示出)使葉片18如440 示意性所示那樣朝向閉合位置偏置。當(dāng)箭頭442所示的廢氣壓超過(guò)一定 程度時(shí)，彈簧力被克服，而且葉片18移向打開(kāi)位置。開(kāi)口 436由橫截面積限定。當(dāng)葉片18處于閉合位置時(shí)，該橫截面 積被覆蓋，即封閉大約80-97%。在一種示例中，被覆蓋的橫截面積在 87.5-92.5%的范圍內(nèi)。因此，當(dāng)葉片18處于閉合位置時(shí)(見(jiàn)圖20),僅 僅非常小部分的橫截面積保留對(duì)廢氣流打開(kāi)。這種與無(wú)旁通結(jié)構(gòu)相組合 的高百分比覆蓋提供了非常有效的衰減低頻噪音的方式。圖22-23示出了一種偏離式被動(dòng)閥結(jié)構(gòu)的示例。如上所述，管體 14包括彎曲的外表面14a和彎曲的內(nèi)表面14b，所述內(nèi)表面14b限定廢 氣流路16 (圖1)。葉片18包括大致平坦的盤(pán)狀主體500，所述盤(pán)狀主 體500具有比盤(pán)狀主體60的厚度t (圖22)大得多的寬度W (圖1) 或直徑。葉片18限定跨過(guò)盤(pán)狀主體500的寬度W延伸的平面(葉片中 心面)P(圖22)。應(yīng)當(dāng)注意，盤(pán)狀主體500的厚度t在圖22中有所放 大以清楚地示出平面P。如圖22所示，平面P偏離旋轉(zhuǎn)軸線A—距離D。當(dāng)葉片18在打 開(kāi)位置與閉合位置之間樞轉(zhuǎn)時(shí)，該距離D保持大致恒定，因而，平面P 和旋轉(zhuǎn)軸線A不具有相交關(guān)系。通過(guò)使平面P偏離葉片18，葉片18能 夠樞轉(zhuǎn)至圖23所示的完全打開(kāi)位置而不會(huì)與管體14的壁的彎曲內(nèi)表面 14b相互干擾。如圖23所示，廢氣流路16如箭頭502所示那樣沿第一方向延伸， 旋轉(zhuǎn)軸線A沿不同于第一方向的第二方向延伸。平面P沿第一方向偏 離旋轉(zhuǎn)軸線A。在所示的示例中，第一方向和第二方向彼此垂直，平面 P定位于廢氣流路16中旋轉(zhuǎn)軸線A上游的位置處。連接臂22包括聯(lián)接至軸20的第一部分504和聯(lián)接至葉片18的第 二部分506。在一種示例中，連接臂22在第一部分504和第二部分506 處分別焊接至軸20和葉片18。連接臂22橫向延伸至平面P和旋轉(zhuǎn)軸 線A。在一種示例中，連接臂22垂直于旋轉(zhuǎn)軸線A和平面P。如圖23所示，管體14縱向地——即沿長(zhǎng)度——延伸，從而限定 與廢氣流路16的中心重合的中心軸線C。在所示的示例中，當(dāng)葉片18 處于打開(kāi)位置時(shí)，葉片18的平面P大致平行于且偏離中心軸線C以提 供完全打開(kāi)的、最大流量的位置。由橫向延伸的連接臂22所提供的在 葉片18與軸20之間的偏離關(guān)系使得當(dāng)打開(kāi)一一即打開(kāi)角度最大一一 時(shí)，阻擋最小，這導(dǎo)致背壓最小。盡管已經(jīng)對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行了公開(kāi)，但是本領(lǐng)域普通 技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以進(jìn)行一些改型。為此，應(yīng) 當(dāng)研讀以下權(quán)利要求書(shū)來(lái)確定本發(fā)明的實(shí)際范圍和內(nèi)容。
權(quán)利要求
1.一種車(chē)輛排氣系統(tǒng)，包括至少一個(gè)消音器，所述至少一個(gè)消音器具有入口和出口，所述出口包括第一管體，所述第一管體具有定位于所述至少一個(gè)消音器處的第一端并延伸至第二端以限定第一總管長(zhǎng)，所述第一管體在所述第一管體的所述第一端與所述第二端之間限定唯一的廢氣流路，并且所述入口包括第二管體，所述第二管體具有定位于所述至少一個(gè)消音器處的第一端并延伸至第二端以限定第二總管長(zhǎng)，所述第二管體在所述第二管體的所述第一端與所述第二端之間限定唯一的廢氣流路；以及被動(dòng)閥組件，所述被動(dòng)閥組件安裝在所述至少一個(gè)消音器的外部以及所述第一管體和所述第二管體之一內(nèi)，而且所述被動(dòng)閥組件相對(duì)于所述至少一個(gè)消音器的所述入口和所述出口中的相關(guān)一個(gè)定位在所述第一總管長(zhǎng)和所述第二總管長(zhǎng)中的相應(yīng)一個(gè)的初始25％以內(nèi)的位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求l所述的車(chē)輛排氣系統(tǒng)，其中，所述至少一個(gè)消 音器包括至少第一消音器和第二消音器，所述笫一管體包括中間管道， 所述中間管道將所述第 一消音器的出口連接至所述第二消音器的入口 ， 所述中間管道包括所述笫 一消音器與所述第二消音器之間的唯一廢氣 流路，其中所述被動(dòng)閥組件安裝在所述中間管道內(nèi)、相對(duì)于所述笫一消 音器的所述出口位于所述笫一總管長(zhǎng)的初始25。/。以內(nèi)的位置。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的車(chē)輛排氣系統(tǒng)，所述車(chē)輛排氣系統(tǒng)包括 第三消音器，所述第三消音器定位在所述第一消音器的上游，所述第二 消音器定位在所述第一消音器的下游，并且所述車(chē)輛排氣系統(tǒng)包括尾 管，所述尾管連接至所述第二消音器的出口。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的車(chē)輛排氣系統(tǒng)，其中，所述被動(dòng)閥組件 包括定位于所述第一消音器與所述第二消音器之間的僅有的閥組件。
5.根據(jù)權(quán)利要求l所述的車(chē)輛排氣系統(tǒng)，其中，所述第一管體包 括尾管，而且所述被動(dòng)閥組件安裝在所述尾管內(nèi)、相對(duì)于所述至少一個(gè)消音器的所述出口位于所述第一總管長(zhǎng)的初始25%以內(nèi)的位置。
6.根據(jù)權(quán)利要求l所述的車(chē)輛排氣系統(tǒng)，其中，所述被動(dòng)閥組件 包括葉片以及彈簧，所述葉片支撐在軸上以能夠在所述第一管體和所述 第二管體的所述之一內(nèi)于打開(kāi)位置與閉合位置之間樞轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，所述彈簧 朝向所述閉合位置偏置所述葉片，所述葉片響應(yīng)于超過(guò)所述彈簧的偏置 力的廢氣流而從所述閉合位置朝向所述打開(kāi)位置樞轉(zhuǎn)。
7.根據(jù)權(quán)利要求l所述的車(chē)輛排氣系統(tǒng)，其中，所述第二管體包 括輸入管道，所述輸入管道在所述至少一個(gè)消音器與上游的排氣部件之 間限定唯一流路，而且所述被動(dòng)閥組件安裝在所述輸入管道內(nèi)、相對(duì)于 所述至少一個(gè)消音器的所述入口位于所述第二總管長(zhǎng)的初始25%以內(nèi) 的位置.
8. —種車(chē)輛排氣系統(tǒng)，包括第一排氣部件，所述第一排氣部件具有第一入口和第一出口； 第二排氣部件，所述第二排氣部件定位在所述第一排氣部件的下游，其中所述笫二排氣部件限定具有第二入口和笫二出口的內(nèi)部空腔，所述內(nèi)部空腔至少部分地填塞有高頻吸收材料；中間管道，所述中間管道連接所述第一出口與所述第二入口；以及 被動(dòng)閥，所述被動(dòng)閥安裝在所述中間管道內(nèi)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的車(chē)輛排氣系統(tǒng)，其中，所述中間管道包 括在所述第一出口與所述第二入口之間的唯一廢氣流路。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的車(chē)輛排氣系統(tǒng)，其中，所述笫一排氣部 件和所述第二排氣部件包括第一共振器和第二共振器。
11.根據(jù)權(quán)利要求l所述的車(chē)輛排氣系統(tǒng)，其中，所述笫二入口和所述第二出口共同限定通過(guò)所述第二排氣部件的流路，而且所述流路由 管徑限定，所述被動(dòng)閥相對(duì)于所述第二排氣部件的所述第二入口以至少 四倍于所述管徑的距離安裝在所述中間管道內(nèi)。
12.根據(jù)權(quán)利要求ll所述的車(chē)輛排氣系統(tǒng)，其中，所述流路包括通 過(guò)所述第二排氣部件的唯一流路。
13.根據(jù)權(quán)利要求8所述的車(chē)輛排氣系統(tǒng)，所述車(chē)輛排氣系統(tǒng)包括 管道，所述管道從所述笫二入口延伸至所述第二出口以限定通過(guò)所述第 二排氣部件的唯一流路，所述管道包括定位在所述內(nèi)部空腔內(nèi)的多孔 段，其中，所述高頻吸收材料定位為接觸至少部分所述多孔段以提供填 塞式第二排氣部件。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的車(chē)輛排氣系統(tǒng)，所述車(chē)輛排氣系統(tǒng)包括 至少一個(gè)調(diào)音管，所述至少一個(gè)調(diào)音管定位在所述內(nèi)部空腔內(nèi)而且與所 述管道連通。
15. —種車(chē)輛排氣系統(tǒng)，包括第一排氣部件，所述第一排氣部件具有第一入口和第一出口； 笫二排氣部件，所述第二排氣部件限定具有第二入口和第二出口的內(nèi)部空腔，所述笫二入口和所述第二出口共同限定通過(guò)所述第二排氣部件的內(nèi)部流路；管道，所述管道從所述第二入口延伸至所述第二出口以將所述內(nèi)部 流路限定為通過(guò)所述第二排氣部件的唯一流路；高頻吸收材料，所述高頻吸收材料定位在所述內(nèi)部空腔內(nèi)以接觸至 少部分所述管道，從而提供填塞式第二排氣部件；中間管道，所述中間管道連接所述第一出口與所述第二入口；以及被動(dòng)閥，所述被動(dòng)閥安裝在所述中間管道內(nèi)。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的車(chē)輛排氣系統(tǒng)，其中，所述凈皮動(dòng)閥包括 葉片以及彈簧，所述葉片支撐在軸上以能夠在所述中間管道內(nèi)于打開(kāi)位 置與閉合位置之間樞轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，所述彈簧朝向所述閉合位置偏置所述葉片，所述葉片響應(yīng)于超過(guò)所述彈簧的偏置力的廢氣流而從所述閉合位置 朝向所述打開(kāi)位置樞轉(zhuǎn)。
17. —種用于車(chē)輛排氣系統(tǒng)的被動(dòng)閥組件，包括 排氣部件，所述排氣部件限定廢氣流路；葉片，所述葉片由軸支撐且定位于所述廢氣流路內(nèi)，所述葉片能夠 在打開(kāi)位置與閉合位置之間樞轉(zhuǎn)；以及止擋件，所述止擋件定位在所述廢氣流路內(nèi)以限定所述葉片的閉合 位置。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的被動(dòng)閥組件，其中，所述葉片包括盤(pán)狀 主體，所述盤(pán)狀主體具有聯(lián)接至所述軸的第一部分，所述盤(pán)狀主體從所 述第一部分延伸至末端，其中所述止擋件定位于所述廢氣流路內(nèi)以接合 所述末端。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的被動(dòng)閥組件，其中，所述止擋件包括接 合處于所述閉合位置時(shí)的所述葉片的墊片表面。
20.根據(jù)權(quán)利要求17所述的被動(dòng)閥組件，其中，所述止擋件包括傾 斜面以及止擋端面，所述傾斜面從所述排氣部件的內(nèi)壁表面朝向所述葉 片延伸，所述止擋端面從所述傾斜面朝向所述內(nèi)壁表面向回延伸，當(dāng)處 于所述閉合位置時(shí)，所述葉片抵靠所述止擋端面。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的被動(dòng)閥組件，其中，所述傾斜面相對(duì)于 所述排氣部件的中心線傾斜取向。
22.根據(jù)權(quán)利要求20所述的被動(dòng)閥組件，其中，所述止擋端面相對(duì) 于所述排氣部件的中心線傾斜取向。
23.根據(jù)權(quán)利要求20所述的被動(dòng)閥組件，其中，所述傾斜面從所述 葉片的上游位置開(kāi)始。
24. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的被動(dòng)閥組件，其中，所述排氣部件限定 與所述廢氣流路的中心重合的中心線，而且所述傾斜面取向?yàn)橄鄬?duì)于所 述中心線呈10至45度范圍的角度。
25. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的被動(dòng)閥組件，所述被動(dòng)閥組件包括彈性 構(gòu)件，所述彈性構(gòu)件朝向所述閉合位置偏置所述葉片，所述葉片響應(yīng)于 超過(guò)所述彈性構(gòu)件的偏置力的廢氣流而從所述閉合位置朝向所述打開(kāi) 位置樞轉(zhuǎn)，其中，當(dāng)所述廢氣流小于所述彈性構(gòu)件的所述偏置力時(shí)，所 述彈性構(gòu)件將所述葉片移至與所述止擋件抵靠接合。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的被動(dòng)閥組件，其中，所述軸限定旋轉(zhuǎn)軸 線，所述旋轉(zhuǎn)軸線被定位相鄰于所述葉片的一個(gè)邊緣，而且所述止擋件 定位在所述葉片的與所述旋轉(zhuǎn)軸線相對(duì)的邊緣。
27. —種用于車(chē)輛排氣系統(tǒng)的被動(dòng)閥組件，包括排氣部件，所述排氣部件包括具有外表面和限定廢氣流路的內(nèi)表面 的壁；外殼，所述外殼附接于所述外表面；軸，所述軸通過(guò)至少一個(gè)軸套支撐在所述外殼內(nèi)，所述軸限定旋轉(zhuǎn)軸線；葉片，所述葉片由所述軸支撐且定位在所述廢氣流路內(nèi)，所述葉片 能夠在打開(kāi)位置與閉合位置之間樞轉(zhuǎn)，其中，所述葉片包括主體結(jié)構(gòu)， 所述主體結(jié)構(gòu)具有聯(lián)接至所述軸的第一部分，所述主體結(jié)構(gòu)從所述第一 部分延伸至末端；彈性構(gòu)件，所述彈性構(gòu)件朝向所述閉合位置偏置所述葉片，所述葉 片響應(yīng)于超過(guò)所述彈性構(gòu)件的偏置力的廢氣流而僅僅從所述閉合位置朝向所述打開(kāi)位置樞轉(zhuǎn)；以及止擋件，所述止擋件定位在所述廢氣流路內(nèi)以限定所述葉片的所述 閉合位置，當(dāng)處于所述閉合位置時(shí)，所述主體結(jié)構(gòu)的所述末端接觸所述 止擋件。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的被動(dòng)閥組件，其中，所述止擋件包括傾 斜面和止擋端面，所述傾斜面從所述排氣部件的所述內(nèi)表面朝向所述葉 片延伸，所述止擋端面從所述傾斜面朝向所述內(nèi)表面向回延伸，當(dāng)處于 所述閉合位置時(shí)，所述葉片抵靠所述止擋端面。
29. —種用于排氣系統(tǒng)的被動(dòng)閥組件，包括排氣管，所述排氣管具有內(nèi)腔，所述內(nèi)腔限定具有橫截面積的廢氣 流路，所述排氣管具有連接至第一排氣部件的一端和連接至第二排氣部 件的第二端，從而使得所述排氣管形成在所述第一排氣部件與所述第二排氣部件之間延伸的唯一排氣通路；葉片，所述葉片安裝在所述內(nèi)腔內(nèi)而且能夠在打開(kāi)位置與閉合位置 之間運(yùn)動(dòng)，當(dāng)處于所述閉合位置時(shí)，所述葉片提供對(duì)所述橫截面積80% 至97%的覆蓋；以及彈性構(gòu)件，所述彈性構(gòu)件朝向所述閉合位置偏置所述葉片。
30.根據(jù)權(quán)利要求29所述的被動(dòng)閥組件，其中，當(dāng)處于所述閉合位 置時(shí)，所述葉片提供對(duì)所述橫截面積87.5%至92.5%的覆蓋。
31.根據(jù)權(quán)利要求29所述的被動(dòng)閥組件，其中，所述葉片包括定位 在所述第一排氣部件與所述第二排氣部件之間的僅有的閥組件。
32.根據(jù)權(quán)利要求29所述的被動(dòng)閥組件，所述被動(dòng)閥組件包括軸， 所述軸安裝至所述葉片，所述軸由至少一個(gè)軸套樞轉(zhuǎn)式支撐，其中，所述彈性構(gòu)件包括彈簧，所述彈簧支撐在所述軸上，所述排氣管包括接收 外殼的槽，所述外殼包括接收所述至少 一個(gè)軸套和所述軸的中央內(nèi)腔， 所述軸在第 一軸端與第二軸端之間延伸，所述彈簧支撐在所述排氣管外 側(cè)的所述第 一軸端和所述第二軸端之一上。
33.根據(jù)權(quán)利要求29所述的被動(dòng)閥組件，其中，所述葉片僅僅響應(yīng) 于廢氣流而能夠從所述閉合位置朝向所述打開(kāi)位置運(yùn)動(dòng)。
34.根據(jù)權(quán)利要求29所述的被動(dòng)閥組件，其中，所述第一排氣部件 和所述第二排氣部件中的一個(gè)包括消音器，所述第一排氣部件和所述第 二排氣部件中的另一個(gè)包括尾管和另一個(gè)消音器之一。
35. —種用于車(chē)輛排氣系統(tǒng)的被動(dòng)閥組件，包括排氣部件，所述排氣部件具有壁，所述壁具有限定廢氣流路的內(nèi)表< >面；葉片，所述葉片定位在所述廢氣流路內(nèi)，所述葉片能夠在打開(kāi)位置 與閉合位置之間樞轉(zhuǎn)，而且所述葉片限定跨過(guò)所述葉片寬度延伸的平 面；以及軸，所述軸由所述壁支撐且限定旋轉(zhuǎn)軸線，所述軸使所述葉片在所 述打開(kāi)位置與所述閉合位置之間樞轉(zhuǎn)，其中，所述葉片的所述平面偏離 所述旋轉(zhuǎn)軸線。
36.根據(jù)權(quán)利要求35所述的被動(dòng)閥組件，其中，所述平面不與所述 旋轉(zhuǎn)軸線相交。
37.根據(jù)權(quán)利要求36所述的被動(dòng)閥組件，其中，當(dāng)所述葉片在所述 打開(kāi)位置與所述閉合位置之間樞轉(zhuǎn)時(shí)，所述平面與所述旋轉(zhuǎn)軸線相隔大 致恒定的距離。
38. 根據(jù)權(quán)利要求35所述的被動(dòng)閥組件，其中，所述廢氣流路沿第 一方向延伸，所述旋轉(zhuǎn)軸線沿不同于所述第一方向的第二方向延伸，所 述平面沿所述第一方向偏離所述旋轉(zhuǎn)軸線。
39. 根據(jù)權(quán)利要求38所述的被動(dòng)閥組件，其中，所述第一方向垂直 于所述第二方向。
40. 根據(jù)權(quán)利要求38所述的被動(dòng)閥組件，其中，所述葉片包括大體 平坦的盤(pán)狀主體，所述盤(pán)狀主體的寬度大于厚度，而且所述平面限定為 跨過(guò)所述大體平坦的盤(pán)狀主體的寬度。
41.根據(jù)權(quán)利要求35所述的被動(dòng)閥組件，所述被動(dòng)閥組件包括彈性 構(gòu)件，所述彈性構(gòu)件朝向所述閉合位置偏置所述葉片，所述葉片響應(yīng)于 超過(guò)所述彈性構(gòu)件的偏置力的廢氣流而從所述閉合位置朝向所述打開(kāi) 位置樞轉(zhuǎn)。
42.根據(jù)權(quán)利要求35所述的被動(dòng)閥組件，其中，所述排氣部件包括 限定中心軸線的縱向延伸管，而且當(dāng)處于完全打開(kāi)的最大流量位置時(shí)， 所述葉片的所述平面偏離且大體平行于所述中心軸線。
43.根據(jù)權(quán)利要求35所述的被動(dòng)閥組件，其中，所述排氣部件包括 限定與所述廢氣流路的中心重合的中心軸線的圓形管道，而且當(dāng)處于最 大流量位置時(shí)，所述葉片的所述平面和所述中心軸線不相交。
44. 一種用于車(chē)輛排氣系統(tǒng)的被動(dòng)閥組件，包括排氣管，所述排氣管具有彎曲壁，所述彎曲壁具有限定廢氣流路的 內(nèi)表面；葉片，所述葉片定位在所述廢氣流路內(nèi)，所述葉片能夠在打開(kāi)位置 與閉合位置之間樞轉(zhuǎn)，所述葉片包括寬度大于厚度的盤(pán)狀主體，所述葉 片限定跨過(guò)所述盤(pán)狀主體的所述寬度而延伸的平面；以及軸，所述軸聯(lián)接至所述葉片且限定旋轉(zhuǎn)軸線，所述軸使所迷葉片在 所述打開(kāi)位置與所述閉合位置之間樞轉(zhuǎn)，其中，所述葉片的所述平面偏 離所述旋轉(zhuǎn)軸線。
45.根據(jù)權(quán)利要求44所述的被動(dòng)岡組件，其中，所述平面與所述旋 轉(zhuǎn)軸線不相交。
46.根據(jù)權(quán)利要求44所述的被動(dòng)閥組件，其中，當(dāng)所述葉片在所述 打開(kāi)位置與所述閉合位置之間運(yùn)動(dòng)時(shí)，所述旋轉(zhuǎn)軸線與所述平面保持相 隔大致恒定的距離。
47.根據(jù)權(quán)利要求44所述的被動(dòng)閥組件，其中，所述平面在所述廢 氣流路中定位在相對(duì)于所述旋轉(zhuǎn)軸線的上游位置。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種車(chē)輛排氣系統(tǒng)，所述車(chē)輛排氣系統(tǒng)包括各種排氣部件。被動(dòng)閥組件與至少一個(gè)排氣部件相關(guān)。被動(dòng)閥被朝向閉合位置彈性偏置，而且被動(dòng)閥響應(yīng)于廢氣壓增大超過(guò)彈簧偏置力而能夠朝向打開(kāi)位置運(yùn)動(dòng)。本發(fā)明的一個(gè)方面涉及被動(dòng)閥相對(duì)于其它排氣系統(tǒng)部件的定位。本發(fā)明的另一方面涉及與填塞式共振器相結(jié)合的被動(dòng)閥。本發(fā)明的再一個(gè)方面涉及被動(dòng)閥，所述被動(dòng)閥包括有利于降低噪音的同時(shí)還提高閥的性能和耐久性的止擋墊片。本發(fā)明的又一個(gè)方面涉及在無(wú)旁通結(jié)構(gòu)中使用被動(dòng)閥，當(dāng)處于閉合位置時(shí)所述被動(dòng)閥具有高百分比的覆蓋。本發(fā)明的另一個(gè)方面涉及在車(chē)輛排氣系統(tǒng)中提供偏離的被動(dòng)閥結(jié)構(gòu)。
文檔編號(hào)F01N7/08GK101583784SQ200880001337
公開(kāi)日2009年11月18日 申請(qǐng)日期2008年11月18日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月21日
發(fā)明者丹尼斯·肖, 伊萬(wàn)·阿巴克爾, 克溫·艾布拉姆, 卡米拉·伊斯坎德羅娃, 戈文達(dá)拉揚(yáng)·卡利亞納薩米, 約瑟夫·卡拉汗, 羅賓·維拉茨, 詹姆斯·伊根 申請(qǐng)人:排放控制技術(shù)有限公司