專利名稱：消音器連接系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及燃燒發(fā)動機領(lǐng)域。更為具體地，本發(fā)明涉及用于將消音器連接至配置為與動力設(shè)備(例如，割草機、壓力洗滌器、變壓器等)一起使用的燃燒發(fā)動機的系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
與內(nèi)燃機相關(guān)聯(lián)的燃燒過程的噪音會相當(dāng)大。這樣，內(nèi)燃機通常配備消音器來減少噪聲排放。小型發(fā)動機上的消音器通常直接連接至氣缸體或氣缸蓋的排氣口，并且包括一個或多個設(shè)計為消散噪聲的共振室。一些消音器包括位于外罩上用于將氣體排出的穿孔，而其他一些消音器包括排氣管。在典型的用于小型燃燒發(fā)動機的多室、排氣管消音器中，排放的氣體和噪聲通過連接至氣缸體的導(dǎo)管進入消音器。所述噪聲被導(dǎo)入共振室，在所述共振室處消散噪聲。通常，共振室壁由消音器外罩和內(nèi)部隔板或擋板形成。所述隔板是穿孔的，以便排放的氣體和噪聲通過穿孔進入消音器的另一共振室，在所述另一共振室進一步消散噪聲。廢氣通過排氣管排出消音器。其他消音器使用由消音器外罩內(nèi)的一系列穿孔形成的穿孔排氣口。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一種實施方式涉及包括排氣導(dǎo)管的發(fā)動機。排氣導(dǎo)管在該排氣導(dǎo)管的一端上具有排氣口。排氣導(dǎo)管具有成角度的內(nèi)表面，所述成角度的內(nèi)表面形成的橫截面朝向所述排氣口擴寬。所述發(fā)動機還包括消音器，所述消音器具有帶進氣管的外罩。進氣管通過排氣口嵌入以使所述進氣管楔入排氣導(dǎo)管的成角度的內(nèi)表面。本發(fā)明的另一種實施方式涉及用于內(nèi)燃機的消音器。所述消音器包括外罩，所述外罩形成該消音器的進氣口和排氣口。而且，所述消音器包括連接至所述外罩的向外延伸的導(dǎo)管。所述導(dǎo)管設(shè)計為嵌入發(fā)動機的排氣口。所述消音器還包括所述外罩的柔性部分。 當(dāng)將消音器與發(fā)動機連接時，通過所述柔性部分的彈性撓曲存儲壓縮作用力。本發(fā)明的又一種實施方式涉及包括消音器的發(fā)動機。消音器具有從該消音器延伸的進氣管。發(fā)動機還包括排氣口，在此所述進氣管嵌入該排氣口。而且，發(fā)動機包括至少一個從該發(fā)動機延伸的突出部。消音器固定至所述突出部。附加地，所述發(fā)動機包括消音器防護裝置，所述消音器防護裝置也固定至所述突出部?？蛇x的示例性實施方式涉及其他特征和特征的組合，這可在權(quán)利要求中概括描述。


根據(jù)下面的具體說明，結(jié)合附圖可更充分地理解本文披露的內(nèi)容，其中相同的附圖標(biāo)記表示相同的元件，其中圖1是根據(jù)一種示例性實施方式的燃燒發(fā)動機的立體圖。圖2是圖1中燃燒發(fā)動機的側(cè)視圖。圖3是根據(jù)一種示例性實施方式的汽缸體和氣缸蓋的立體圖。圖4是根據(jù)一種示例性實施方式的消音器和圖3中氣缸蓋的分解圖。圖5是根據(jù)一種示例性實施方式的具有消音器防護裝置的連接至圖4中氣缸蓋的消音器的立體圖。圖6是大體上沿圖5中線6-6截取的截面圖。圖7A是根據(jù)一種示例性實施方式的消音器的主視圖。圖7B是大體上沿圖7A中線7B-7B截取的截面圖。圖7C是大體上在圖7B中所圈區(qū)域7C內(nèi)截取的放大視圖。圖8A是根據(jù)一種示例性實施方式的裝配的截面圖。圖8B是根據(jù)另一示例性實施方式的裝配的截面圖。圖8C是根據(jù)又一示例性實施方式的裝配的截面圖。
具體實施例方式在轉(zhuǎn)向詳細圖示示例性實施方式的附圖之前，應(yīng)當(dāng)理解，本申請不限于附圖中圖示的或說明書中記載的方法或細節(jié)。還應(yīng)當(dāng)理解，術(shù)語僅為了說明的目的而不應(yīng)當(dāng)認為是限定。參考圖1，內(nèi)燃機110包括覆蓋內(nèi)燃機110頂部的鼓風(fēng)機外罩112，進氣口 114和燃料箱116安裝至內(nèi)燃機110的一側(cè)。卷簧啟動器1 連接至鼓風(fēng)機外罩112的頂部。內(nèi)燃機110還包括曲軸箱120和固定至曲軸箱120底面的機油箱122。曲軸箱120 支撐內(nèi)燃機110的內(nèi)部元件，例如活塞、連桿、凸輪軸以及其他元件。機油箱122形成曲軸箱120的底部，并使曲軸箱120內(nèi)的一池油保持潤滑。垂直曲軸1 從曲軸箱120延伸穿過機油箱122，并可以用來驅(qū)動動力設(shè)備，例如旋轉(zhuǎn)式割草機、壓力洗滌機泵、變壓器、或其他設(shè)備。在其他實施方式中，內(nèi)燃機可包括水平曲軸、自動啟動器，并且曲軸箱120和機油箱122可以整體鑄造。圖2示出了內(nèi)燃機110的側(cè)視圖，其中未示出各種內(nèi)燃機元件，以更好地顯示內(nèi)燃機110的結(jié)構(gòu)。例如，省略了鼓風(fēng)機外罩112以顯示內(nèi)燃機110頂部的元件，包括鼓風(fēng)機渦形管的底部130、點火電樞132、以及搖桿蓋118。底部130引導(dǎo)來自鼓風(fēng)機風(fēng)扇的空氣來冷卻由于燃燒過程而被加熱的內(nèi)燃機110的部件。點火電樞132產(chǎn)生定時電荷由火花塞144 用來點燃燃料。搖桿蓋118安裝至內(nèi)燃機110的一側(cè)，并蓋住驅(qū)動進氣閥門和排氣閥門的搖桿 138(見圖5)。在搖桿蓋118和搖桿138的下面是覆蓋汽缸體140的氣缸蓋142。氣缸蓋 142蓋在汽缸體140上，形成燃燒室。進氣閥門和排氣閥門由搖桿控制，并控制進入和排出燃燒室的空氣流。同樣在圖2中示出，消音器1 連接至內(nèi)燃機110的一側(cè)。消音器1 減少來自內(nèi)燃機110內(nèi)發(fā)生的燃燒過程的噪聲排放。消音器1 包括外罩136，外罩136具有由兩個外殼疊在一起形成的大體上為矩形的罩身。在其他實施方式中，所述罩身可以大體上為圓形、方形、八角形、或其他形狀。外罩136包括安裝孔156，其中消音器1 采用延伸穿過安裝孔156的緊固件134固定至氣缸蓋142。在消音器128的中心是外罩136上的一系列穿孔160。廢氣通過穿孔160排出消音器128。盡管圖2示出了根據(jù)一種示例性實施方式的消音器，其他類型和形式的消音器也可以使用本文披露的教導(dǎo)。例如，在其他實施方式中，消音器1 連接至氣缸體，而不是連接至氣缸蓋。在一些實施方式中，消音器1 可以采用其他類型的緊固件(例如自攻螺絲、 掛鉤、軸釘、扣栓桿、焊接、以及它們的組合)連接至內(nèi)燃機110。而且，在一些實施方式中， 消音器1 采用不同數(shù)目的緊固件連接。例如，在至少一種實施方式中，消音器包括與從氣缸體伸出的掛鉤接合的環(huán)狀物。在一些實施方式中，排氣口的穿孔160不在消音器外罩的中心。在其他實施方式中，消音器的排氣口包括管子，廢氣通過該管子排出。消音器的幾何結(jié)構(gòu)和尺寸根據(jù)待消散的噪聲的具體頻率和振幅以及其他因素(例如具體的應(yīng)用)而變化。在示例性實施方式中，內(nèi)燃機110是四沖程內(nèi)燃機。排氣導(dǎo)管150(見圖6)在氣缸蓋142內(nèi)延伸。在其他實施方式中，排氣導(dǎo)管在氣缸體140內(nèi)延伸。廢氣通過排氣口 146 排出氣缸蓋142，并進入消音器128。圖3示出了氣缸蓋142、排氣口 146、以及用以將消音器128連接至排氣口 146的結(jié)構(gòu)(其中多種內(nèi)燃機元件未示出以更好地顯示該結(jié)構(gòu))。排氣口 146顯示為氣缸蓋142 一側(cè)的圓孔。廢氣從燃燒室穿過排出閥門164被引導(dǎo)至排氣口 146。盡管圖3顯示排氣口 146為孔，在其他實施方式中排氣口為從內(nèi)燃機延伸的管或?qū)Ч堋蓚€突出部148從氣缸蓋142伸出。這兩個突出部148放置于排氣口的兩側(cè)，并包括螺絲攻孔166以接納緊固件134。在示例性實施方式中，突出部148放置成突出部148 的中心距離排氣口 146的中心大于1英寸(例如，大約2英寸)。突出部148與排氣口 146 分開的放置減少了來自通過排氣口 146排出的廢氣的熱量傳遞。例如，突出部148和排氣口 146之間足夠的距離可允許采用用于一般用途的自攻螺絲——而不需要采用專門設(shè)計用來應(yīng)對高溫不太發(fā)生熱膨脹的特制螺栓。在采用自攻螺絲的實施方式中，孔166是挖的，不是螺絲攻的。圖4示出了氣缸蓋142和消音器128的分解視圖，采用緊固件134(例如、螺絲、螺栓等)將消音器1 與氣缸蓋142連接。當(dāng)消音器1 連接至氣缸蓋142時，廢氣被引導(dǎo)從排氣口 146排出并進入消音器1 的進氣管道168。如圖2和圖4中所示，緊固件134穿過沿消音器外罩136的邊緣154的平坦部分152內(nèi)的孔156。使用沿邊緣154的平坦部分 152減少了緊固件134和消音器1 之間的界面的表面面積，進一步減少向緊固件134的熱量傳遞。圖5示出了通過圖4中緊固件134固定至氣缸蓋142的消音器的立體圖。同樣在圖5中所示，消音器防護裝置，以籠狀物162的形式，圍繞消音器128。在一些示例性實施方式中，籠狀物162由以矩陣形式焊接在一起的金屬棒(例如，鋼、鐵、鋁等)制成?；\狀物 162與消音器1 的外罩136分隔開以減少向籠狀物162的熱量傳遞，并用以限制觸及消音器128?；\狀物162還有助于防止外來物體(例如，干葉子或操作員)接觸外罩136，這可能會相當(dāng)燙。在其他實施方式中，消音器防護裝置為第二穿孔外罩，由高溫塑料或復(fù)合材料外殼形成。還有其他實施方式采用其他形式商業(yè)可用消音器防護裝置。根據(jù)一種示例性實施方式，籠狀物162通過緊固件134連接至內(nèi)燃機110。例如， 緊固件134穿過籠狀物162的安裝環(huán)170。然后緊固件134穿過消音器1 的安裝孔156， 并進入突出部148。在其他實施方式中，緊固件首先穿過消音器的安裝孔156，然后穿過籠狀物162的安裝環(huán)170，然后進入突出部148。將突出部148與排氣口分開放置有助于減少向籠狀物162的熱量傳遞。因此，連接消音器128的緊固件134可同時用于連接籠狀物 162。在其他實施方式中，使用不同類型或數(shù)目的緊固件來連接籠狀物162。參考圖6，示出的排氣導(dǎo)管150在氣缸蓋142內(nèi)延伸至消音器128的進氣管道168。 排氣導(dǎo)管150在接近排氣導(dǎo)管150接觸消音器128的進氣管道168之處形成斜面。進入消音器128的廢氣進入第一共振室172。共振室172的一側(cè)由消音器128內(nèi)的隔板(或擋板)174形成。隔板包括穹狀結(jié)構(gòu)176。共振室172的另一側(cè)由外罩136形成。廢氣從第一共振室172穿過隔板174內(nèi)一系列的穿孔進入第二共振室178。如圖2和圖6中所示， 廢氣通過外罩136上的穿孔160排出第二共振室178。發(fā)動機噪聲在第一共振室172內(nèi)消散，并在第二共振室178內(nèi)進一步消散。其他實施方式包括具有不同數(shù)目共振室和隔板的消音器。在利用排氣管的一些實施方式中，火花消除器可以連接至所述排氣管的端部。仍然參考圖6中所示的示例性實施方式，消音器的進氣管道168是錐形的。進氣管道168的橫截面面積隨著背離消音器128的距離遞減。在一些實施方式中，所述遞減的速率是線性的，而在其他實施方式中，所述遞減的速率是非線性且非連續(xù)的。在消音器128 連接至內(nèi)燃機110期間，進氣管道168嵌入排氣口 146，以使進氣管道168的端部接觸排氣導(dǎo)管150的成斜面的壁。當(dāng)內(nèi)燃機110運行時，熱量從廢氣中通過排氣導(dǎo)管150傳遞至內(nèi)燃機元件，例如消音器1 的進氣管道168。所述內(nèi)燃機元件膨脹，其中不同的材料以不同的速率膨脹并達到不同的程度。在優(yōu)選實施方式中，進氣管道168設(shè)計成使得所述材料的熱膨脹會改善進氣管道168和排氣導(dǎo)管150之間的密封。圖7A、圖7B、和圖7C示出了根據(jù)另一示例性實施方式的消音器210。消音器210 由圍繞邊緣216壓接在一起的前外殼212和后外殼214形成。前外殼212包括從前外殼 212向外延伸的進氣管道218。前外殼212的柔性部分220圍繞進氣管道218并具有向外延伸的曲率。當(dāng)進氣管道218通過排氣口 222嵌入排氣導(dǎo)管224時，來自進氣管道218和排氣導(dǎo)管2M之間的界面226的接觸阻力產(chǎn)生壓縮作用力，所述壓縮作用力通過進氣管道218傳遞至前外殼212 的柔性部分220。柔性部分220彎曲，像彈簧一樣存儲作用力。緊固件236將前外殼212的柔性部分220保持在彎曲的位置，并且所述作用力保持進氣管道218的端部在壓力下緊靠排氣導(dǎo)管2M從而形成氣密封。在其他實施方式中，進氣管道218本身是柔性的，并在壓入排氣口 222時存儲壓縮作用力。圖7B和圖7C中所示的排氣導(dǎo)管2M包括接近排氣口 222的斜角228。斜角228 向外成角度以方便在組裝期間將進氣管道218放入排氣口 222。此外，進氣管道218通過圓形嵌條230連接至外殼214。嵌條230減少了外殼214和進氣管道218之間的壓力聚集。 當(dāng)連接時，嵌條230適合斜角2 所提供的空間。
再次參考圖7B，排氣導(dǎo)管2M還包括止擋結(jié)構(gòu)。止擋結(jié)構(gòu)是以環(huán)形臺階232或排氣導(dǎo)管224的斜面部分234的一端的肩狀突起的形式形成。當(dāng)進氣管道218嵌入排氣導(dǎo)管 224時，臺階232阻止進氣管道218更深的嵌入。而且，臺階232可以增加進氣導(dǎo)管218和排氣導(dǎo)管2M之間接觸面226的表面面積，提供更堅固的密封。而且，臺階232指引廢氣進入進氣管道218，避免進氣管道218和排氣導(dǎo)管2M之間的泄露。在其他實施方式中，止擋結(jié)構(gòu)是以限制進氣管道218更深入地嵌入排氣導(dǎo)管2M的能力的突出物、掛鉤、橫梁或其他結(jié)構(gòu)的形式。參考圖7C，在示例性實施方式中，進氣管道218的錐削角度θ ‘小于排氣導(dǎo)管224 的斜面角度θ “。在一些實施方式中，角度θ ‘、θ “相比的差異大約在2度到20度之間，優(yōu)選地在5度到10度之間，例如大約7度。兩個成角度表面的接合是用于增加接觸面 226的表面面積，提供更好的密封。圖8Α示出了具有消音器進氣口 312和發(fā)動機排氣口 314的裝配布置310。進氣口 312包括具有統(tǒng)一橫截面的進氣管道318。排氣口 314在排氣導(dǎo)管320的端部形成。排氣導(dǎo)管320具有通向排出端口 314的橫截面面積擴寬的斜面部分322。進氣管道318可以嵌入斜面部分322，在該斜面部分進氣管道318的一端接觸排氣導(dǎo)管320的壁。當(dāng)進氣管道318嵌入時，一些嵌入作用力壓緊進氣管道318和斜面部分322之間的界面，提供了氣密封。圖8Β示出了具有消音器進氣口 412和發(fā)動機排氣口 414的裝配布置410。進氣口 412具有進入消音器縮減橫截面的斜面孔416。發(fā)動機排氣導(dǎo)管418包括向外延伸的管道420，其中排氣口 414在排氣管道420的一端形成。排氣管道420可以嵌入消音器進氣口 412的斜面孔416。如圖8Α中所示的裝配310，將消音器固定至發(fā)動機的連接作用力在進氣口 412和排氣管道420之間的界面上產(chǎn)生壓緊作用力。圖8C示出了具有消音器進氣口 512和發(fā)動機排氣口 514的裝配布置510。進氣口 512包括具有圓形端部518的進氣管道516，其中進氣管道516的橫截面面積隨背離消音器的距離縮減。在一些實施方式中，縮減的速率不是恒定值。排氣口 514在排氣導(dǎo)管520的端部形成。排氣導(dǎo)管520具有隨背離發(fā)動機的距離擴寬的橫截面面積。在一些實施方式中， 擴寬的速率不是恒定值。排氣導(dǎo)管520還包括充當(dāng)止擋結(jié)構(gòu)來限制進氣管道516嵌入排氣導(dǎo)管520的距離的臺階522。如示出的各種示例性實施方式中的消音器連接的構(gòu)造和布置僅是示例性的。盡管本說明書中僅詳細描述了一些實施方式，在實質(zhì)上不脫離本文所述主題的新的教導(dǎo)和優(yōu)勢情況下，可進行多種變化(例如，在各種元件的尺寸、維度、結(jié)構(gòu)和比例，參數(shù)值，安裝布置， 材料使用，顏色，方向等的變化)。例如，顯示為整體形成的元件可以由多個部分或元件構(gòu)成，元件的位置可以顛倒或者進行其他變化。分離元件的種類或數(shù)目或者位置可以改變或變化。在一些實施方式中，本文所教導(dǎo)的裝配連接可以應(yīng)用于不包括消音器的動力設(shè)備的元件之間的裝配。任何過程、邏輯算法或方法步驟的次序或順序可以根據(jù)可選實施方式變化或者重新排序。在不脫離本發(fā)明范圍的前提下，還可以在各種示例性實施方式的設(shè)計、操作條件和布置中作出其他的替代、修改、變化和省略。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)動機，包括排氣導(dǎo)管，包括在該排氣導(dǎo)管一端的排氣口，其中所述排氣導(dǎo)管具有成角度的內(nèi)表面， 該內(nèi)表面形成的橫截面朝向所述排氣口擴寬；以及消音器，包括具有進氣管道的外罩，其中所述進氣管道通過所述排氣口嵌入以使該進氣管道楔入所述排氣導(dǎo)管的成角度的內(nèi)表面。
2.如權(quán)利要求1所述的發(fā)動機，還包括緊固件和突出部，所述緊固件延伸穿過所述消音器外罩的安裝孔，并進入所述突出部，從而將所述消音器固定至所述發(fā)動機。
3.如權(quán)利要求2所述的發(fā)動機，其中所述突出部距離所述排氣口大于1英寸。
4.如權(quán)利要求3所述的發(fā)動機，還包括消音器防護裝置，所述消音器防護裝置通過所述緊固件固定至所述突出部。
5.如權(quán)利要求4所述的發(fā)動機，其中所述外罩內(nèi)的安裝孔從該外罩的一側(cè)延伸，所述緊固件不直接穿過所述消音器的腔室。
6.如權(quán)利要求1所述的發(fā)動機，其中所述消音器的進氣管道成錐形，具有隨背離該消音器縮減的橫截面。
7.如權(quán)利要求5所述的發(fā)動機，其中排氣導(dǎo)管還包括限制進氣管道更深地嵌入排氣導(dǎo)管的止擋結(jié)構(gòu)。
8.如權(quán)利要求6所述的發(fā)動機，其中所述止擋結(jié)構(gòu)是圍繞所述排氣口的內(nèi)表面延伸的環(huán)形臺階。
9.如權(quán)利要求7所述的發(fā)動機，其中所述排氣導(dǎo)管還包括毗鄰所述排氣口的斜角。
10.如權(quán)利要求8所述的發(fā)動機，其中所述進氣管道具有第一錐削角以及在所述環(huán)形臺階和所述斜角之間的排氣口的成角度的表面具有第二錐削角，其中所述第二錐削角大于所述第一錐削角。
11.如權(quán)利要求9所述的發(fā)動機，其中所述第一錐削角和第二錐削角之間的差異在5度到10度的范圍內(nèi)。
12.一種用于內(nèi)燃機的消音器，所述消音器包括外罩，形成進氣口和排氣口，向外延伸的導(dǎo)管，與所述外罩連接，所述導(dǎo)管配置為嵌入發(fā)動機的排氣口，所述外罩的柔性部分，其中當(dāng)連接至所述發(fā)動機時，通過該柔性部分的彈性撓曲存儲壓縮作用力。
13.如權(quán)利要求12所述的消音器，其中所述導(dǎo)管與所述外罩是一體的。
14.如權(quán)利要求13所述的消音器，其中所述導(dǎo)管具有錐形端部。
15.如權(quán)利要求14所述的消音器，還包括在所述導(dǎo)管連接至所述外罩處的嵌條。
16.一種發(fā)動機，包括消音器，具有從該消音器延伸的進氣導(dǎo)管，排氣口，所述進氣導(dǎo)管嵌入所述排氣口，從所述發(fā)動機延伸的突出部，其中所述消音器固定至所述突出部；以及消音器防護裝置，其中所述消音器防護裝置固定至所述突出部。
17.如權(quán)利要求16所述的發(fā)動機，還包括螺紋緊固件，所述螺紋緊固件延伸通過所述消音器內(nèi)的安裝孔，穿過所述消音器防護裝置內(nèi)的安裝環(huán)并進入所述突出部，其中所述突出部從所述發(fā)動機的氣缸體延伸。
18.如權(quán)利要求17所述的發(fā)動機，其中所述排氣導(dǎo)管具有以第一角度逐漸減小的橫截面以及所述消音器進氣導(dǎo)管具有以第二角度逐漸減小的橫截面，其中所述第一角度大于所述第二角度。
19.如權(quán)利要求18所述的發(fā)動機，其中所述排氣導(dǎo)管包括限制所述消音器進氣導(dǎo)管嵌入所述排氣口的距離的止擋結(jié)構(gòu)。
20.如權(quán)利要求19所述的發(fā)動機，其中所述消音器包括外罩，所述外罩折曲以響應(yīng)所述消音器進氣導(dǎo)管嵌入所述排氣口時的壓縮，在該排氣口上形成氣密封。
全文摘要
一種發(fā)動機包括排氣導(dǎo)管(150)，在該排氣導(dǎo)管(150)的一端具有排氣口。所述排氣導(dǎo)管具有成角度的內(nèi)表面，所述內(nèi)表面形成的橫截面朝向所述排氣口擴寬。所述發(fā)動機還包括具有帶進氣管道(168)的外罩(136)的消音器(128)。所述進氣管道通過所述排氣口嵌入以使所述進氣管道楔入所述排氣導(dǎo)管的成角度的內(nèi)表面。
文檔編號F01N13/00GK102472145SQ201080031644
公開日2012年5月23日 申請日期2010年7月15日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月23日
發(fā)明者克里斯托弗·J·德魯, 約翰·R·施奈克 申請人:布里格斯斯特拉頓公司