排氣管道的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本申請(qǐng)涉及一種排氣管道。該排氣管道包括：進(jìn)氣管、排氣管以及布置在所述進(jìn)氣管與所述排氣管之間的彎管部分。所述彎管部分包括進(jìn)氣彎管和排氣彎管，其中，中央彎曲部分限定了進(jìn)氣彎管和排氣彎管的中間部分，且所述進(jìn)氣彎管和所述排氣彎管各自占據(jù)由所述彎管部分所占據(jù)的整個(gè)彎曲角度的50％。在彎曲面內(nèi)，所述中央彎曲部分的直徑小于所述進(jìn)氣彎管和所述排氣彎管的直徑。此外，所述彎管部分的彎曲半徑R沿著所述彎管部分變化，從而所述進(jìn)氣彎管的彎曲半徑大于所述排氣彎管的彎曲半徑。
【專(zhuān)利說(shuō)明】排氣管道

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用在例如機(jī)動(dòng)車(chē)輛的內(nèi)燃機(jī)排氣系統(tǒng)中的排氣管道。

【背景技術(shù)】
[0002]公知的是，用于例如機(jī)動(dòng)車(chē)輛的內(nèi)燃機(jī)的排氣系統(tǒng)的端管(end pipe)應(yīng)該較長(zhǎng)，以便有利于地對(duì)低頻噪聲進(jìn)行衰減。由于車(chē)輛內(nèi)的空間有限，從而管道是彎曲的。例如，管道有可能是彎曲的，并且管道的一部分可集成在消音器內(nèi)，而管道的其余部分可能布置在消音器外部。還公知的是，管徑較小的管道可提高低頻噪聲衰減效果，但是會(huì)提高管道內(nèi)的流速。然而，彎曲的管道以及管道內(nèi)較快的流速會(huì)引發(fā)流動(dòng)噪音。因此，在現(xiàn)有技術(shù)的系統(tǒng)中，會(huì)增大管道在彎管處的橫截面以降低流速。然而，這對(duì)低頻噪音的衰減有不利的影響。在其他一些系統(tǒng)中，在管網(wǎng)中插入分隔板來(lái)降低被分隔的管道的直徑。然而，這樣的系統(tǒng)制造起來(lái)較為困難，而且，濕潤(rùn)表面有所增加，并引入了新的邊角，從而不利于降低潛在的壓損和/或不利于降低流動(dòng)噪聲。從其他的一些現(xiàn)有技術(shù)中可知，管道彎管處的壓損與流動(dòng)噪聲之間存在一定的關(guān)系。管道彎管處的R/D比選擇為至少1.5或以上，可優(yōu)化壓損和流動(dòng)噪音。其中，R為彎管半徑，D為管道的直徑。例如，在DE 102009 000 090中，管道彎管具有恒定的彎管半徑R，其橫截面為橢圓形，且彎曲面中的減小的直徑D的R/D比為3以上。管道在垂直于彎曲面的平面內(nèi)的直徑可略微增加，以部分地補(bǔ)償其它橫截面的減小。然而，要獲得較大的R/D比，需要減小管道的直徑或增大彎管半徑。前者會(huì)帶來(lái)較高的流動(dòng)噪聲，后者不允許制造尖銳的彎管，從而導(dǎo)致不能緊湊地布置彎曲管道。
[0003]DE 10 2009 000 090或其他現(xiàn)有技術(shù)中的排氣管道也存在缺點(diǎn)。具體而言，現(xiàn)有技術(shù)中的排氣系統(tǒng)通常不會(huì)考慮進(jìn)入彎管或流出彎管的流動(dòng)的差異。因此，排氣管道仍有改善的空間。而且，仍需要有一種在壓損和流動(dòng)噪音方面都具有最佳彎管結(jié)構(gòu)的排氣管。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]根據(jù)本發(fā)明，提供一種排氣管道，該排氣管道包括進(jìn)氣管、排氣管以及布置在所述進(jìn)氣管與所述排氣管之間的彎管部分。所述彎管部分包括進(jìn)氣彎管和排氣彎管，其中，中央彎曲部分是進(jìn)氣彎管和排氣彎管的中間部分，且所述進(jìn)氣彎管和所述排氣彎管分別覆蓋所述彎管部分所覆蓋的整個(gè)彎曲角度的50%。其中，在彎曲面內(nèi)測(cè)得的所述彎管部分的最小直徑設(shè)置在所述中央彎曲部分內(nèi)。此外，所述彎管部分的彎曲半徑沿著所述彎管部分發(fā)生變化，從而所述進(jìn)氣彎管的彎曲半徑大于所述排氣彎管的彎曲半徑。
[0005]通過(guò)減小排氣管的至少在中央彎曲部分中的在彎曲面內(nèi)的直徑，對(duì)于低頻噪音衰減和流動(dòng)噪音能夠?qū)崿F(xiàn)有利的效果。彎管部分的直徑較小還可減小高階模式的傳播，從而降低高頻范圍的流動(dòng)噪音。通過(guò)減小一部分彎管部分、特別是僅減小中央彎曲部分的直徑，可在局部獲得良好的效果。然而，可防止產(chǎn)生彎管部分內(nèi)流速整體提高的負(fù)面效應(yīng)。彎管部分的在彎曲面內(nèi)的較小管道直徑可通過(guò)增加排氣管在其他方向、例如垂直于彎曲面內(nèi)的徑向方向的橫向方向上的延伸來(lái)全部或部分地加以補(bǔ)償。
[0006]此外，將排氣彎管的彎曲半徑設(shè)置成小于進(jìn)氣彎管的彎曲半徑，考慮到了流體，優(yōu)選為諸如尾氣的氣體進(jìn)入彎管和離開(kāi)彎管時(shí)的不同流動(dòng)行為。進(jìn)氣彎管和排氣彎管的不同彎曲半徑對(duì)已進(jìn)行一定程度轉(zhuǎn)動(dòng)的流動(dòng)的分離特性有一定影響。具體而言，在U型轉(zhuǎn)動(dòng)中，流體在彎曲過(guò)程中和彎曲后的區(qū)域內(nèi)的流動(dòng)分離會(huì)顯著增加排氣管道內(nèi)的流動(dòng)噪音。由于進(jìn)氣彎管的彎曲半徑較大，流體將以更加平穩(wěn)的方式被引導(dǎo)和重新導(dǎo)向到彎管部分的進(jìn)氣彎管內(nèi)。具有較大彎曲半徑的平滑進(jìn)氣彎管防止過(guò)早的流動(dòng)分離或推遲了流動(dòng)分離。排氣彎管的較小彎曲半徑使彎管部分在排氣彎管中呈現(xiàn)較尖銳轉(zhuǎn)彎。這樣，流體流動(dòng)在彎管部分和排氣管內(nèi)的重新導(dǎo)向就更加尖銳，從而可局限在彎管的更局部的區(qū)段內(nèi)。在尖銳的排氣彎管中，也可通過(guò)調(diào)整橫截面形狀來(lái)抑制流動(dòng)分離。
[0007]在所述中央彎曲部分內(nèi)，較小的直徑以及中央彎曲部分的彎管部分的橫截面形狀的調(diào)整，使得可調(diào)整流體，使其最佳地進(jìn)入到排氣彎管的最尖銳部分。
[0008]在排氣彎管內(nèi)可以選擇一種或多種彎曲半徑擇，以使排氣彎管內(nèi)的流動(dòng)方向基本對(duì)應(yīng)于中央彎曲部分的已處于下游端或其緊后面的排氣管內(nèi)的流動(dòng)方向。
[0009]進(jìn)氣彎管和排氣彎管可具有一個(gè)或多個(gè)不同的彎曲半徑。彎管部分的彎曲半徑可沿著彎管部分變化。彎管部分可包括具有恒定彎曲半徑的區(qū)段。優(yōu)選地，排氣彎管的局部彎曲半徑小于進(jìn)氣彎管的局部彎曲半徑。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的排氣管道的幾何參數(shù)沿著排氣管道的長(zhǎng)度而變化。至少在中央彎曲部分的一部分內(nèi)，或沿著該中央彎曲部分，將這些幾何參數(shù)選擇為沿著排氣管道的彎管部分變化。優(yōu)選的是，排氣管道或其彎管部分的幾何參數(shù)分別發(fā)生局部的變化。由于排氣管道的幾何形狀進(jìn)行了局部的調(diào)整，從而根據(jù)本發(fā)明的排氣管道在降低排氣管道內(nèi)的低頻噪音衰減、壓力損失以及流動(dòng)噪音方面得到了優(yōu)化。由于局部化，從而在某些區(qū)段具有極值或不期望的值，但是排氣管道的整體性能得到了優(yōu)化。可通過(guò)單獨(dú)優(yōu)化的在整個(gè)彎曲范圍內(nèi)保持為恒定的特征來(lái)進(jìn)一步提升排氣管道的彎曲部的整體性能。具體而言，在根據(jù)本發(fā)明的排氣管道中，通過(guò)不對(duì)稱(chēng)地選擇幾何參數(shù)，特別是使排氣彎管內(nèi)的彎曲半徑不同于進(jìn)氣彎管內(nèi)的彎曲半徑，而考慮了進(jìn)氣彎管和排氣彎管中的不同流動(dòng)特性。
[0011]優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的排氣管道設(shè)置在消音器內(nèi)，或設(shè)置在排氣系統(tǒng)中對(duì)排氣系統(tǒng)的整體流動(dòng)噪音有顯著影響的位置處。更加優(yōu)選的是，根據(jù)本發(fā)明的排氣管道，特別是其彎管部分，優(yōu)化為排氣系統(tǒng)中的端管。在排氣系統(tǒng)的熱端，例如在歧管內(nèi)，在緊接著發(fā)動(dòng)機(jī)的管道內(nèi)，或者在催化轉(zhuǎn)換器之前的管道內(nèi)產(chǎn)生的管道部件內(nèi)的流動(dòng)噪音在下游排氣部件中得以充分抑制，從而不會(huì)導(dǎo)致從排氣系統(tǒng)的開(kāi)口端發(fā)出的噪音。因此，不會(huì)將熱端管道設(shè)計(jì)成使得降低流動(dòng)噪音。然而，在消音器或者可能還在消音器緊上游的第一管道內(nèi)，在排氣系統(tǒng)的更加靠近其開(kāi)口端的冷端，諸如端管處，產(chǎn)生的流動(dòng)噪音通常不能在余下的下游排氣部件中得到充分的衰減。這樣就不會(huì)導(dǎo)致從排氣系統(tǒng)的開(kāi)口端發(fā)出的噪音。因此，在布置在消音器緊上游或緊下游、或至少部分布置在消音器內(nèi)部的彎曲管道(例如在端管)內(nèi)，流動(dòng)噪音及對(duì)其的抑制需要通過(guò)合適地選擇彎曲管道的構(gòu)造并根據(jù)本發(fā)明來(lái)加以考慮。
[0012]優(yōu)選地，排氣系統(tǒng)內(nèi)的端管布置在消音器之后，但是也可部分地或全部地布置在消音器內(nèi)。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的排氣管道優(yōu)選彎曲超過(guò)90度，更加優(yōu)選地，彎曲程度在約160度和200度之間。這樣，優(yōu)選的是，排氣管道大致形成為U型，其中將(正好為)U型的轉(zhuǎn)彎限定為形成180度彎曲。優(yōu)選的是，進(jìn)氣管道和排氣管道為直管。優(yōu)選的是，進(jìn)氣管道和排氣管道為具有圓形橫截面的管。
[0014]本文中使用的術(shù)語(yǔ)“彎曲面”指的是彎管部分所處的平面。彎管部分的彎曲半徑也位于彎曲面內(nèi)。一般而言，彎曲面將彎管部分分為兩個(gè)半部。優(yōu)選地，進(jìn)氣管或排氣管，或者進(jìn)氣管和排氣管二者也位于彎曲面內(nèi)。在這些實(shí)施方式中，彎曲面將排氣管道分為兩個(gè)半部。每一半部于是包括半個(gè)進(jìn)氣管，半個(gè)彎管部分和半個(gè)排氣管。優(yōu)選地，彎曲面是彎管部分的對(duì)稱(chēng)面，更加優(yōu)選的，是排氣管或排氣管的一些部分的對(duì)稱(chēng)面。該彎曲面無(wú)需是扁平的或平的面。在不偏離本發(fā)明的范圍內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明的彎管部分或整個(gè)排氣管道無(wú)需位于平的平面內(nèi)，也無(wú)需位于都位于相同的平面內(nèi)。特別是在排氣系統(tǒng)中，管道需要布置成配合在有限的空間中，或者將其布置在其他設(shè)備之間，從而實(shí)施為或者有利的是排氣管或其部件的取向不可能是正好平直的。僅舉例來(lái)說(shuō)，根據(jù)本發(fā)明可采用或設(shè)置傾斜的進(jìn)氣管或排氣管(相對(duì)于彎管部分傾斜，或偏離彎曲面)，或者不位于平的彎曲面內(nèi)的扭曲彎管部分。在根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中，彎曲面是平的平面。這有利于彎管部分或整個(gè)排氣管道的制造。
[0015]這里使用的術(shù)語(yǔ)“中心線(xiàn)”指的是沿著排氣管道延伸、優(yōu)選位于排氣管道中心的線(xiàn)。中心線(xiàn)限定了位于彎管部分的內(nèi)彎曲曲線(xiàn)和外彎曲曲線(xiàn)之間，以及進(jìn)氣管和排氣管的內(nèi)周線(xiàn)與外周線(xiàn)之間的一半距離的參考線(xiàn)。在彎管部分中，中心線(xiàn)、內(nèi)彎曲曲線(xiàn)和外彎曲曲線(xiàn)位于彎曲面內(nèi)。如果整個(gè)排氣管道都位于彎曲面內(nèi)，則進(jìn)氣管和排氣管的中心線(xiàn)，以及進(jìn)氣管和排氣管的內(nèi)周和外周都位于該彎曲面內(nèi)，且相對(duì)于該彎曲面進(jìn)行測(cè)度。中心線(xiàn)也是用于根據(jù)本發(fā)明的排氣管道內(nèi)的彎管部分的局部彎曲半徑的參考線(xiàn)(中心線(xiàn)與局部彎曲半徑相切)。
[0016]在具有圓形橫截面的排氣管道內(nèi)，排氣管道限定了 U形轉(zhuǎn)彎，中心線(xiàn)也限定了 U形轉(zhuǎn)彎，其彎曲半徑為(Ri+Ro)/2。其中，Ri為U形轉(zhuǎn)彎的內(nèi)彎曲半徑，Ro為U形轉(zhuǎn)彎的外彎曲半徑。
[0017]在提及半徑或直徑時(shí)，除非另有明確說(shuō)明有不同含義或明顯指代不同的對(duì)象，這些術(shù)語(yǔ)始終表示相對(duì)于彎曲面。因此，排氣管道的橫截面指的是排氣管道的垂直于且與中心線(xiàn)相交的橫截面。彎曲半徑是從圓的中心到其圓周測(cè)得的，其中圓周與中心線(xiàn)相切。
[0018]這里采用術(shù)語(yǔ)“中線(xiàn)”來(lái)指限定了進(jìn)氣管與排氣管在彎曲角度基本大于O度處、優(yōu)選大于90度小于180度處的中分線(xiàn)的線(xiàn)。在180度彎曲的情況下，中線(xiàn)為位于進(jìn)氣管中心線(xiàn)以及排氣管中心線(xiàn)正中間且與它們平行的線(xiàn)。在管道為圓管的情況下，進(jìn)氣管和排氣管的中心線(xiàn)是管道的相應(yīng)的旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)。在整體對(duì)稱(chēng)的排氣管道中，中線(xiàn)將彎管部分分為進(jìn)氣彎管和排氣彎管。進(jìn)氣彎管以及排氣彎管則是鏡面對(duì)稱(chēng)的管道部分，且進(jìn)氣彎管和排氣彎管各自覆蓋彎管部分彎曲角度的50%。在整體對(duì)稱(chēng)的U形轉(zhuǎn)彎的情況下，進(jìn)氣彎管以及排氣彎管分別覆蓋90度的彎曲角度。在根據(jù)本發(fā)明的排氣管道中采用術(shù)語(yǔ)“中軸線(xiàn)”來(lái)指將進(jìn)氣彎管和排氣彎管分隔開(kāi)使其分別覆蓋排氣管道的整個(gè)彎曲角度的50%的軸線(xiàn)。然而，在排氣管道不對(duì)稱(chēng)的情況下，中軸線(xiàn)平行于中線(xiàn)，但是會(huì)偏移，通常是向著排氣管的方向偏置。
[0019]第一次達(dá)到彎曲角度的50%處即為進(jìn)氣彎管的下游端。由于進(jìn)氣彎管和排氣彎管具有不同的彎曲半徑，并且彎曲半徑有可能發(fā)生局部的改變，從而彎曲角度有可能發(fā)生變化，變成對(duì)應(yīng)于小于50%的彎曲角度的值(例如在180度的彎曲中，變?yōu)樯源笥?0度)。然而，彎曲角度的這樣的局部變化在排氣彎管的更下游部分中得到補(bǔ)償，從而排氣彎管所覆蓋的整個(gè)彎曲角度覆蓋了整個(gè)彎曲角度的50%。
[0020]彎管部分為排氣管道的一部分，在該部分處管道開(kāi)始和/或終止彎曲。在U形轉(zhuǎn)彎中，彎管部分可由排氣管道的由直線(xiàn)分隔線(xiàn)分開(kāi)從進(jìn)氣管和排氣管分開(kāi)的部分來(lái)限定。該分隔線(xiàn)位于彎曲面內(nèi)，且設(shè)置成與排氣管的中線(xiàn)或中軸線(xiàn)垂直，并且垂直于排氣管道的中心線(xiàn)(在非U形轉(zhuǎn)彎的情況下存在兩條分隔線(xiàn)，分別針對(duì)進(jìn)氣彎管和排氣彎管。這兩條分隔線(xiàn)僅與中心線(xiàn)垂直)。分隔線(xiàn)定位在排氣管道在相應(yīng)的過(guò)渡部位開(kāi)始彎曲，或結(jié)束彎曲，或者開(kāi)始和結(jié)束彎曲的位置處。與排氣管的設(shè)置在下游的排氣側(cè)的過(guò)渡部位相比，如果排氣管進(jìn)氣側(cè)的過(guò)渡部位設(shè)置在更上游處，則分隔線(xiàn)位于進(jìn)氣側(cè)的過(guò)渡部位處(反之亦反)。在排氣管道的排氣側(cè)，與相應(yīng)的過(guò)渡部位相比，分隔線(xiàn)則與排氣管道相交在更下游的位置處，即，在排氣彎管內(nèi)，彎曲在更上游處已達(dá)到期望的彎曲角度(因此，反之亦反)。
[0021]如果進(jìn)氣彎管和排氣彎管都不包括直接設(shè)置在相應(yīng)進(jìn)氣管或排氣管之間的基本為平直的平直段，則分隔線(xiàn)位于兩個(gè)過(guò)渡部位處。
[0022]中央彎曲部分限定了彎管部分的位于進(jìn)氣彎管和排氣彎管之間的過(guò)渡部分。中央彎曲部分延伸到進(jìn)氣彎管和排氣彎管內(nèi)至進(jìn)氣彎管和排氣彎管的彎曲角度的約50%，優(yōu)選地至進(jìn)氣彎管和排氣彎管的彎曲角度的約40%。如果中央彎曲部分包括平直段，則優(yōu)選的是，該中央彎曲部分延伸到進(jìn)氣彎管和排氣彎管內(nèi)至包括平直段的進(jìn)氣彎管和排氣彎管的彎曲角度的約50%。在180度彎曲的情況下，進(jìn)氣彎管以及排氣彎管分別覆蓋90度的彎曲角度。然而，由于根據(jù)本發(fā)明彎管部分是非對(duì)稱(chēng)的，從而中央彎曲部分在進(jìn)氣彎管內(nèi)的長(zhǎng)度與中央彎曲部分在排氣彎管內(nèi)的長(zhǎng)度無(wú)需是相同的。進(jìn)氣彎管的總長(zhǎng)度可大于排氣彎管的總長(zhǎng)度，這樣，在測(cè)度距離時(shí)，中央彎曲部分向進(jìn)氣彎管內(nèi)的延伸程度要大于向排氣彎管內(nèi)的延伸程度。
[0023]中央彎曲部分的平直段具有有限的長(zhǎng)度，而且是彎管部分的包含進(jìn)氣彎管和排氣彎管的一部分。優(yōu)選的是，中央彎曲部分的平直段最多覆蓋中央彎曲部分的20%到30%的長(zhǎng)度，更加優(yōu)選為覆蓋最多10%的長(zhǎng)度。該平直段可全部設(shè)置在進(jìn)氣彎管內(nèi)或全部設(shè)置在排氣彎管內(nèi)，優(yōu)選完全設(shè)置在排氣彎管內(nèi)。
[0024]根據(jù)本發(fā)明的排氣管道的一個(gè)方面，所述彎管部分彎曲約160度和200度。彎曲角度在約160度到約200度之間的彎管部分大致形成為U形轉(zhuǎn)彎。優(yōu)選地，在U形轉(zhuǎn)彎中，即在彎曲了 180度的部分彎曲中，進(jìn)氣管和排氣管布置成相互平行。在彎管部分呈U形轉(zhuǎn)彎或大體呈U形轉(zhuǎn)彎的情況下，有利于排氣管道形成非常狹窄的布局。也可設(shè)置兩個(gè)以上的一系列根據(jù)本發(fā)明的排氣管道。該系列布局形成非常緊湊的排氣管道結(jié)構(gòu)，特別是機(jī)動(dòng)車(chē)輛的排氣系統(tǒng)端管。
[0025]在根據(jù)本發(fā)明的排氣管道的優(yōu)選實(shí)施方式中，最小的彎曲半徑設(shè)置在彎管部分的整個(gè)彎曲角度的約50%到約85%之間，優(yōu)選地，設(shè)置在彎曲角度的約50%到約75%之間，或者設(shè)置在彎曲角度的約55%到約70%之間。彎曲角度的百分比數(shù)量分別從彎管部分的入口處或從彎管部分的上游端開(kāi)始測(cè)量的。在U形轉(zhuǎn)彎(180度彎曲)形式的彎曲部中，這基本對(duì)應(yīng)于最小的彎曲半徑，其設(shè)置在約90度和約150度之間，更加優(yōu)選地，設(shè)置在約90度和約135度之間，例如設(shè)置在U形轉(zhuǎn)彎的約100度和130度之間。彎曲角度的度數(shù)也是從彎管部分的上游端開(kāi)始計(jì)量的。在彎管部分的上游端，角度為O度，在彎管部分的下游端，角度為彎曲的最大角度，例如在U形轉(zhuǎn)彎的情況下為180度。通過(guò)向著排氣彎管，即相對(duì)于中線(xiàn)或中軸線(xiàn)向著彎管部分的更下游區(qū)段移置最小彎曲半徑，可考慮進(jìn)氣彎管與排氣彎管之間的流動(dòng)特性的差異。具體而言，在流動(dòng)分離方面起到好的效果，從而在排氣彎管內(nèi)的流動(dòng)特性與流動(dòng)噪音方面實(shí)現(xiàn)了好的效果。此外，通過(guò)使排氣彎管的彎曲半徑較小，可在彎管部分的下游部形成尖銳的彎曲。優(yōu)選地，最小彎曲半徑局限在彎管部分的一個(gè)區(qū)段內(nèi)，優(yōu)選局限在中線(xiàn)的下游區(qū)段內(nèi)，更加優(yōu)選地位于中軸線(xiàn)的下游，以及中央彎曲部分的上游端和下游端。通過(guò)僅僅在局部區(qū)段形成最小的彎曲半徑，從而可有效利用較小的局部彎曲半徑，卻不會(huì)產(chǎn)生在擴(kuò)展的管道部分都采用較小彎曲半徑的缺點(diǎn)，例如流動(dòng)分離以及與之相關(guān)的流動(dòng)噪音。沿著彎管部分的幾乎整個(gè)橫向延伸部(相對(duì)于彎曲面的橫向)可采用較小的直徑，這樣彎管部分就基本呈橢圓形。也可僅僅部分地在橫向上采用較小的直徑。
[0026]根據(jù)本發(fā)明的排氣管道的另一方面，彎管部分的最大橫截面設(shè)置在中央彎曲部分內(nèi)。具有最大橫截面的區(qū)段可對(duì)應(yīng)于整個(gè)中央彎曲部分。有利的是，具有最大橫截面的區(qū)段僅對(duì)應(yīng)于中央彎曲部分的一部分。優(yōu)選的是，具有最大橫截面的區(qū)段大體上與排氣管道的具有最小直徑的區(qū)段重合。優(yōu)選地，通過(guò)橫向(垂直于彎曲面內(nèi)的徑向)增大彎管部分形成較大的橫截面。
[0027]優(yōu)選地，最大橫截面是相對(duì)于整個(gè)彎管部分的橫截面而言的，更有利的是相對(duì)于整個(gè)排氣管道的橫截面而言的。通過(guò)在彎管部分形成較大或最大的橫截面，可降低流速、流動(dòng)分離和流動(dòng)噪音。因?yàn)樗纬傻妮^小直徑通常使得流速增加，流動(dòng)噪音增強(qiáng)，從而在彎管部分形成較大的橫截面可降低排氣管道直徑較小的不利影響。
[0028]根據(jù)本發(fā)明的排氣管道的另一方面，排氣彎管的中央彎曲部分的R/d比小于1.5，例如小于或等于I。這里，d為在彎曲面內(nèi)測(cè)得的排氣管道的直徑。在R/d比較小的情況下，可形成較小的彎曲半徑，從而可構(gòu)成尖銳的彎曲，從而制成緊湊的排氣系統(tǒng)。
[0029]此外，彎曲面內(nèi)較小的直徑可抑制流動(dòng)分離。如果在彎管部分中，優(yōu)選地排氣彎管或在中央彎曲部分內(nèi)形成這兩個(gè)特性，這是最理想的。優(yōu)選僅在相應(yīng)彎管部分的一部分內(nèi)形成較小的R/d比。因此，彎管部分的其他部分可優(yōu)化為具有其他的彎曲特性，從而彎管部分可具有整體的最優(yōu)性能。小于1.5的R/d比可以增大至高達(dá)包括中央彎曲部分的排氣彎管的彎曲角度的60 %，優(yōu)選高達(dá)彎曲角度的40 %。在一些實(shí)施方式中，中央彎曲部分的高達(dá)50%的范圍具有小于1.5的R/d比。在一些實(shí)施方式中，排氣彎管的中央彎曲部分的幾乎整個(gè)長(zhǎng)度內(nèi)的R/d比小于1.5，例如在排氣彎管的中央彎曲部分的彎曲角度的80%到100%的范圍內(nèi)R/d比小于1.5。
[0030]有利的是，在排氣彎管的較小區(qū)段內(nèi)，或者僅在中央彎曲部分內(nèi)使得R/d為I或小于I。優(yōu)選的是，僅僅在排氣彎管的中央彎曲部分內(nèi)使R/d比小于I。例如，在排氣彎管的中央彎曲部分的彎曲角度的約I %到30 %的范圍內(nèi)，優(yōu)選在5 %到20 %的范圍內(nèi)，將排氣彎管的中央彎曲部分的R/d值設(shè)置成I或小于I。
[0031]優(yōu)選的是，進(jìn)氣彎管的平均R/d比大于排氣彎管的平均R/d比。
[0032]從現(xiàn)有技術(shù)公知的是，在壓損和流動(dòng)噪音方面，與R/d比小于I的彎曲情形相比，R/d比為1.5以上的彎曲更為有利。然而，由于根據(jù)本發(fā)明的排氣管道的結(jié)構(gòu)，并且如上所述，發(fā)現(xiàn)彎管部分的局部區(qū)域的R/d比可小于1.5，或者甚至是小于I。由于在局部設(shè)置了極值或認(rèn)為是不利的值，從而與現(xiàn)有技術(shù)中的排氣管道中的彎曲相比，可優(yōu)化和改進(jìn)排氣管道的整體特性。
[0033]根據(jù)本發(fā)明的排氣管道的一個(gè)方面，該彎管部分相對(duì)于彎曲面是對(duì)稱(chēng)的。作為彎管部分的對(duì)稱(chēng)面的彎曲面可使沿著彎管部分流動(dòng)方向的、或優(yōu)選地在整個(gè)排氣管道內(nèi)的液體的流動(dòng)具有一定的規(guī)則性。有利的是，彎曲面為包括彎管部分以及進(jìn)氣管和排氣管在內(nèi)的排氣管道的對(duì)稱(chēng)面。對(duì)稱(chēng)布置也使得能從例如兩個(gè)彼此鏡像對(duì)稱(chēng)的兩個(gè)半殼分別加工成彎管部分或排氣管道?？衫缤ㄟ^(guò)焊接或機(jī)械鎖定將這兩個(gè)半殼固定在一起形成排氣管道。
[0034]根據(jù)本發(fā)明的排氣管道的另一方面，進(jìn)氣彎管和排氣彎管的沿著彎曲面測(cè)量的位于進(jìn)氣管和排氣管之間的內(nèi)彎曲曲線(xiàn)和外彎曲曲線(xiàn)并不是相對(duì)于中線(xiàn)或中軸線(xiàn)彼此軸對(duì)稱(chēng)的。這里，進(jìn)氣彎管的內(nèi)彎曲曲線(xiàn)與排氣彎管的內(nèi)彎曲曲線(xiàn)不是軸對(duì)稱(chēng)的，且進(jìn)氣彎管的外曲線(xiàn)與排氣彎管的外曲線(xiàn)也不是軸對(duì)稱(chēng)的。
[0035]在彎管部分的長(zhǎng)度范圍內(nèi)，局部地改變諸如彎曲半徑、直徑或橫截面等的管道參數(shù)和尺寸，使得進(jìn)氣彎管和排氣彎管至少在彎曲面內(nèi)測(cè)量時(shí)具有不同的內(nèi)彎曲曲線(xiàn)和外彎曲曲線(xiàn)。將彎管部分的較小或最小彎曲半徑設(shè)置在彎管部分的下游側(cè)或在排氣彎管的中央彎曲部分內(nèi)，可使進(jìn)氣彎管的內(nèi)彎曲曲線(xiàn)和外彎曲曲線(xiàn)比排氣彎管的內(nèi)彎曲曲線(xiàn)和外彎曲曲線(xiàn)更加平面和規(guī)則。
[0036]根據(jù)本發(fā)明的排氣管道的另一方面，進(jìn)氣彎管包括沿著所述進(jìn)氣彎管的外周延伸的脊?fàn)钔黄稹Ｔ摷範(fàn)钔黄鹪O(shè)置在彎曲面內(nèi)，向著彎曲面的兩側(cè)延伸一小段距離，并且可相對(duì)于彎曲面對(duì)稱(chēng)。脊?fàn)钔黄鹛峁┝擞糜谑沽黧w流入彎管部分中的擴(kuò)展空間。優(yōu)選地，脊?fàn)钔黄鸶S進(jìn)氣彎管，且有利的是，其開(kāi)始于進(jìn)氣彎管的上游端處，并延伸到中央彎曲部分內(nèi)。優(yōu)選的是，該脊?fàn)钔黄鸩谎由斓竭M(jìn)氣彎管的下游端。
[0037]根據(jù)本發(fā)明的排氣管道的另一方面，所述排氣彎管包括沿著所述排氣彎管的中央彎曲部分的內(nèi)周延伸的凹部。該凹部設(shè)置在彎曲面內(nèi)，向著彎曲面的兩側(cè)延伸一定距離，且可相對(duì)于彎曲面對(duì)稱(chēng)。排氣彎管內(nèi)的凹部影響著流動(dòng)特性，特別的，其可抑制排氣彎管內(nèi)的流體發(fā)生流動(dòng)分離。優(yōu)選地，至少在排氣彎管的第一半部中設(shè)置該凹部。該凹部可至少部分的設(shè)置在進(jìn)氣彎管的中央彎曲部分內(nèi)，鄰近中軸線(xiàn)，也可進(jìn)一步延伸到排氣彎管內(nèi)。優(yōu)選地，該凹部不延伸到排氣彎管的最下游端處。優(yōu)選地，該凹部至少在流動(dòng)方向上具有平滑的結(jié)構(gòu)，以便降低流動(dòng)阻力。優(yōu)選地，該凹部設(shè)計(jì)成在彎管部分內(nèi)在凹部的周?chē)纬纱篌w上的層流，優(yōu)選地使流動(dòng)分離和循環(huán)最小化。
[0038]彎管部分或還有排氣管道可還設(shè)有突起或凹部，或者這二者。優(yōu)選地，這樣的突起或凹部沿著縱向方向或流動(dòng)方向設(shè)置在彎管部分內(nèi)。優(yōu)選地，這樣的凹部或突起設(shè)置成相對(duì)于流動(dòng)方向?qū)ΨQ(chēng)。
[0039]根據(jù)本發(fā)明的排氣管道的另一實(shí)施方式，排氣彎管的外彎曲曲線(xiàn)基本上是排氣管的外周線(xiàn)在排氣彎管的下游區(qū)域中的延長(zhǎng)線(xiàn)。其中，外彎曲曲線(xiàn)和外軸線(xiàn)優(yōu)選地均在彎曲面內(nèi)測(cè)量。如果排氣彎管的外彎曲曲線(xiàn)基本上是排氣管的外周線(xiàn)的延長(zhǎng)線(xiàn)，那么至少在排氣彎管的下游區(qū)域中，排氣彎管和排氣管的直徑和流向可以變得類(lèi)似或相同。由于在排氣管和排氣彎管的下游區(qū)域中的更長(zhǎng)的基本相同的流向，排氣彎管形成尖銳的轉(zhuǎn)彎，優(yōu)選地已經(jīng)位于中央彎曲部分內(nèi)。在尖銳的轉(zhuǎn)彎之后，流向有利地基本對(duì)應(yīng)于在布置于排氣彎管的下游的排氣管中的流向。優(yōu)選地，排氣管是直管，使得排氣彎管的下游區(qū)域的外彎曲曲線(xiàn)也描繪了基本筆直的線(xiàn)。
[0040]根據(jù)本發(fā)明的排氣管道的另一實(shí)施方式，所述排氣彎管的外彎曲曲線(xiàn)在所述排氣管的外周線(xiàn)上、優(yōu)選在排氣彎管的下游區(qū)域內(nèi)沿徑向延伸。在這些實(shí)施方式中，彎管部分指的是排氣彎管的相對(duì)于具有恒定彎曲半徑的對(duì)稱(chēng)彎管的突出曲線(xiàn)。優(yōu)選的是，外彎曲曲線(xiàn)在排氣管的外周線(xiàn)上的徑向延展小于中心軸線(xiàn)或中心線(xiàn)與排氣管外周之間距離的80%，更加優(yōu)選地，小于該距離的40%。
[0041]根據(jù)本發(fā)明的排氣管道的另一方面，所述中央彎曲部分包括平直段。所述中央彎曲部分內(nèi)的平直段為進(jìn)氣彎管和排氣彎管的設(shè)計(jì)與布置帶來(lái)靈活性，特別是對(duì)于具有較大彎曲角度、例如彎曲成U形轉(zhuǎn)彎的彎管而言更是如此。中央彎曲部分中的平直段還可使已通過(guò)進(jìn)氣彎管且還未進(jìn)入排氣彎管的流動(dòng)在一定程度上穩(wěn)定，或預(yù)先準(zhǔn)備好。
[0042]根據(jù)本發(fā)明的排氣管道的另一方面，在所述進(jìn)氣管、所述彎管部分以及所述排氣管中的至少一個(gè)之間，橫截面的尺寸變化。優(yōu)選地，所述排氣管的橫截面的尺寸沿著所述排氣管的長(zhǎng)度變化。優(yōu)選地，橫截面的尺寸在彎管部分與進(jìn)氣管和排氣管之間變化。優(yōu)選地，進(jìn)氣管和排氣管的橫截面的尺寸相同。然而，進(jìn)氣管與排氣管之間的橫截面的尺寸可變化。優(yōu)選地，進(jìn)氣管與排氣管的尺寸在最大20%的范圍內(nèi)變化，例如在5 %到20 %的范圍內(nèi)變化。橫截面的尺寸可在排氣管的各個(gè)部分之間也可在彎管部分、進(jìn)氣管內(nèi)和排氣管內(nèi)變化。優(yōu)選地，彎管部分的橫截面的尺寸沿著彎管部分的長(zhǎng)度變化。
[0043]根據(jù)本發(fā)明的排氣管道可例如用于優(yōu)選為機(jī)動(dòng)車(chē)輛的發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣系統(tǒng)。排氣系統(tǒng)至少一個(gè)包括根據(jù)本發(fā)的排氣管道。優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的排氣管道布置在消音器中，或者布置在排氣系統(tǒng)的對(duì)排氣系統(tǒng)的整體流動(dòng)噪音有顯著影響的位置處。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0044]以下將參照附圖示出的實(shí)施方式詳細(xì)描述本發(fā)明，附圖中:
[0045]圖1示出了在彎管部分處直徑減小，且具有恒定彎曲半徑的排氣管；
[0046]圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的排氣管的實(shí)施方式；
[0047]圖3示出了圖2的排氣管沿著線(xiàn)500剖切的視圖；
[0048]圖4為根據(jù)本發(fā)明的排氣管道的實(shí)施方式的示意圖，其中，進(jìn)氣彎管和排氣彎管的彎曲半徑相等；
[0049]圖5和圖6示出了排氣彎管(圖5)和進(jìn)氣彎管(圖6)的橫截面的輪廓線(xiàn)；
[0050]圖7示出了彎曲135度的排氣管道的實(shí)施方式；
[0051]圖8示出了呈180度U形轉(zhuǎn)彎的排氣管道的實(shí)施方式的若干彎曲參數(shù)的曲線(xiàn)。

【具體實(shí)施方式】
[0052]圖1示出了排氣管沿著其中間彎曲面的剖切圖，該排氣管具有圓形進(jìn)氣管1、圓形或橢圓形的彎管部分3以及圓形排氣管2。該排氣管道包括180度U形轉(zhuǎn)彎，并且相對(duì)于中線(xiàn)300，即相對(duì)于排氣管道的進(jìn)氣和排氣側(cè)呈鏡面對(duì)稱(chēng)。排氣管道的中心線(xiàn)4表示沿著管道的中心軸線(xiàn)。中心軸線(xiàn)4與排氣管道的外周線(xiàn)110和內(nèi)周線(xiàn)112等距間隔開(kāi)，該外周線(xiàn)110和內(nèi)周線(xiàn)112分別對(duì)應(yīng)于彎管部分2的外彎曲曲線(xiàn)和內(nèi)彎曲曲線(xiàn)。在進(jìn)氣管I和排氣管2中，中心線(xiàn)4對(duì)應(yīng)于管道的旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)。進(jìn)氣管I和排氣管2為具有相同直徑D的直管。彎管部分3在彎曲面(對(duì)應(yīng)于附圖平面)內(nèi)的直徑d小于進(jìn)氣管I和排氣管2的直徑D。因此，在進(jìn)氣管I和彎管部分3以及在彎管部分3和排氣管2之間形成位于線(xiàn)100和200之間的錐形過(guò)渡部分13、14。彎管部分3被分為進(jìn)氣彎管30以及排氣彎管31，它們也相對(duì)于中線(xiàn)300對(duì)稱(chēng)。進(jìn)氣彎管30從線(xiàn)200或從過(guò)渡部分13的下游端延伸到中線(xiàn)300。排氣彎管31分別從中線(xiàn)300延伸到線(xiàn)200，或延伸到過(guò)渡部分14的上游端。進(jìn)氣彎管和排氣彎管均覆蓋180度彎曲角度中的90度。彎管部分3的彎曲半徑R是恒定的，且其長(zhǎng)度分別等于進(jìn)氣管和排氣管的“半徑”。該“半徑”對(duì)應(yīng)于中線(xiàn)300與中心線(xiàn)4之間的距離21。
[0053]圖1的右手側(cè)示出了圖1的排氣管的彎管部分沿著線(xiàn)100剖切的視圖。該彎管部分沿著彎管部分具有恒定的橢圓形橫截面。為了補(bǔ)償彎管部分直徑的減小，增大了彎管部分在垂直于彎曲面的方向上的橫向延展度，使其在橫向上稍微超出了進(jìn)氣管和排氣管的直徑D。
[0054]圖2示出了排氣管道沿著其中間彎曲面的剖切視圖。該排氣管道包括平直的進(jìn)氣管1、排氣管2以及布置在進(jìn)氣管1、排氣管2之間的彎管部分3。進(jìn)氣管1、排氣管2平行布置，從而該排氣管呈180度的U形轉(zhuǎn)彎。分隔線(xiàn)500將彎管部分3與進(jìn)氣管I和排氣管2分隔開(kāi)。分隔線(xiàn)500垂直于中線(xiàn)300 (以及中間軸線(xiàn)350，如下所示)，且在排氣管道開(kāi)始彎曲的位置和排氣管道結(jié)束彎曲的位置處與排氣管道交叉。
[0055]彎管部分3并不是相對(duì)于中線(xiàn)300對(duì)稱(chēng)的。中線(xiàn)300指的是進(jìn)氣管I和排氣管2之間的中心線(xiàn)，其距進(jìn)氣管I和排氣管2是等距的。因此，彎管部分由中心軸線(xiàn)350而不是中線(xiàn)300分為進(jìn)氣彎管30和排氣彎管31。如果由中心軸線(xiàn)350分開(kāi)，則進(jìn)氣彎管30和排氣彎管31各自覆蓋整個(gè)彎曲角度的90度，在彎曲角度大于或小于180度彎曲角的彎管情況下，這就對(duì)應(yīng)于彎管的彎曲角度的50%。中心軸線(xiàn)350平行于中線(xiàn)300，但是向彎管部分3的外側(cè)偏移。進(jìn)氣彎管30從分隔線(xiàn)500，S卩，從進(jìn)氣管I的下游端延伸到中心軸線(xiàn)350。排氣彎管31從中心軸線(xiàn)350延伸到分隔線(xiàn)500，即，延伸到排氣管2的上游端。箭頭10示出了流動(dòng)方向。
[0056]進(jìn)氣管I和排氣管2具有相等的直徑D。進(jìn)氣彎管30和排氣彎管31的直徑在各個(gè)彎管部分的長(zhǎng)度上變化，分別為61、60和62。最小的直徑60位于彎管部分的中央彎曲部分32處，正處于中心軸線(xiàn)350上。中央彎曲部分32從中心軸線(xiàn)350開(kāi)始向上游和下游側(cè)延伸，分別延伸到進(jìn)氣彎管30內(nèi)和排氣彎管31內(nèi)，優(yōu)選延伸至相應(yīng)彎管的50%處。最小的彎曲半徑40設(shè)置在排氣彎管31內(nèi)，在從中心軸線(xiàn)350測(cè)量時(shí)，例如在排氣彎管的彎曲角度約20 %到60 %的范圍內(nèi)，又例如在排氣彎管的彎曲角度的30 %到45 %的范圍內(nèi)。
[0057]排氣彎管31形成比進(jìn)氣彎管30更尖銳的轉(zhuǎn)彎。流體沿著入流方向流入到進(jìn)氣彎管內(nèi)。流體較為均勻地流過(guò)進(jìn)氣彎管30，然后以更加急劇的方式朝向相反的排氣流動(dòng)方向流入排氣彎管31。由于一般來(lái)說(shuō)，排氣彎管31的彎曲半徑小于進(jìn)氣彎管30的彎曲半徑，從而在已處于排氣彎管31的下游段靠近分隔線(xiàn)500處的排氣管2中，流動(dòng)方向?qū)?duì)應(yīng)于直線(xiàn)流動(dòng)方向。這樣，在排氣彎管31的所述下游段中，流動(dòng)分離程度較低，或者不出現(xiàn)流動(dòng)分離，從而不會(huì)產(chǎn)生流動(dòng)噪聲，或者流動(dòng)噪聲不會(huì)增大。
[0058]由于進(jìn)氣彎管30和排氣彎管31是非對(duì)稱(chēng)設(shè)置的，從而相對(duì)于中心軸線(xiàn)350而言，相應(yīng)的內(nèi)彎曲曲線(xiàn)312、313以及相應(yīng)的外彎曲曲線(xiàn)310、311也是非對(duì)稱(chēng)的。
[0059]優(yōu)選的是，彎管部分3相對(duì)于彎曲面是對(duì)稱(chēng)的，在本實(shí)施方式中，該彎曲面對(duì)應(yīng)于附圖平面。而且進(jìn)氣管1、排氣管2也位于該彎曲面內(nèi)，并優(yōu)選分別相對(duì)于該彎曲面是對(duì)稱(chēng)的。
[0060]在中央彎曲部分32和排氣彎管31內(nèi)可以看到設(shè)置在彎管部分3內(nèi)側(cè)處的凹部321。在彎管部分的設(shè)有該凹部的區(qū)段內(nèi)，彎管部分在彎曲面600內(nèi)的直徑較小，但是直徑在彎管部分3的更靠橫向的區(qū)域內(nèi)增大。凹部321至少在流動(dòng)方向上是由光滑的壁部形成的，從而可抑制流動(dòng)分離。
[0061]圖3示出例如圖2的具有圓形進(jìn)氣管和圓形排氣管的排氣管道的彎管部分3沿著分隔線(xiàn)500剖切的視圖。進(jìn)氣彎管30的最上游端具有進(jìn)氣管I的圓形橫截面。排氣彎管31的最下游端具有排氣管2的圓形橫截面。彎管部分的橫向擴(kuò)展(垂直于彎曲面600)，形成一直到對(duì)應(yīng)于圖2的中間線(xiàn)300稍上游處的位置的連續(xù)擴(kuò)大部314。再下游處，該橫向擴(kuò)展在中央彎曲部分32內(nèi)保持基本不變，直到排氣彎管31達(dá)到排氣管的水平線(xiàn)315為止。排氣彎管31然后急劇地轉(zhuǎn)彎，與此同時(shí)橫向擴(kuò)展連續(xù)地減小至排氣管的橫向擴(kuò)展的程度。彎管部分的橫截面可大致呈橢圓形，然而也可如圖6所示的那樣設(shè)置凹部321或突起。彎管部分3相對(duì)于由線(xiàn)600所表示的彎曲面是對(duì)稱(chēng)的。
[0062]這樣流體將相當(dāng)平穩(wěn)地流入到彎管部分的進(jìn)氣彎管內(nèi)，但是準(zhǔn)備用于排氣彎管以及其中的更加尖銳的彎管。因此，可防止發(fā)生流動(dòng)分離，特別是可防止過(guò)早的流動(dòng)分離，或者可推遲流動(dòng)分離。
[0063]圖4為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的示意圖，該實(shí)施方式的進(jìn)氣彎管30具有彎曲半徑41，其排氣彎管31具有彎曲半徑42。排氣彎管的該半徑42對(duì)應(yīng)于最小的彎曲半徑。分隔線(xiàn)500仍然表示進(jìn)氣管1、排氣管2與彎管部分3之間的過(guò)渡。分隔線(xiàn)500還是設(shè)置成垂直于中心線(xiàn)4，并在排氣管道開(kāi)始彎曲處與排氣管道的入口部分交叉。由于在排氣彎管31內(nèi)設(shè)有平直部35 (以下將加以描述)，從而在分隔線(xiàn)500與排氣管的出口部分交叉處，排氣彎管已完全彎曲。
[0064]進(jìn)氣彎管30的彎曲半徑41對(duì)應(yīng)于進(jìn)氣管I的中心線(xiàn)4(圓形管道的旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn))與中心軸線(xiàn)350之間的距離。彎管部分3包括平直部34，其設(shè)置在中央彎曲部分32內(nèi)，鄰近進(jìn)氣彎管30。平直部34形成排氣彎管31的一部分。排氣彎管31包括區(qū)段36，其具有排氣彎管半徑42，該彎曲半徑42小于進(jìn)氣彎管30的彎曲半徑41。排氣彎管31還包括基本平直的平直部35，其設(shè)置成鄰近彎曲部36，并位于分隔線(xiàn)500的緊上游，即，在上游方向鄰近排氣管2。
[0065]圖4的實(shí)施方式被實(shí)施為通過(guò)中心軸線(xiàn)350將進(jìn)氣彎管與排氣彎管分隔開(kāi)。然而，也可采用具有進(jìn)氣彎管半徑41和排氣彎管半徑42的實(shí)施方式，其中進(jìn)氣彎管和排氣彎管由中線(xiàn)300分隔開(kāi)，且該中間線(xiàn)300不像中心軸線(xiàn)350那樣向著排氣管的排氣側(cè)偏移。
[0066]圖5和圖6示出了例如圖2所示的實(shí)施方式沿著排氣彎管31和進(jìn)氣彎管30剖切的橫截面外輪廓圖。該橫截面是沿著垂直于中心線(xiàn)4的平面剖切的，該平面從附圖平面開(kāi)始延伸并延伸到附圖平面內(nèi)。
[0067]圖5的橫截面示出了位于中央彎曲部分下游區(qū)域內(nèi)的排氣管的外形。盡管管形基本為橢圓形，但是內(nèi)彎曲曲線(xiàn)313包括凹部321。該凹部321有一半朝向中心線(xiàn)的方向延伸，或徑向向內(nèi)延伸。該凹部321還向相對(duì)于彎曲面600的橫向方向的兩側(cè)延伸。沿著排氣管的一定長(zhǎng)度，在排氣彎管的中央彎曲部分內(nèi)，排氣彎管的直徑303可為排氣彎管的橫向擴(kuò)展304的一半，如圖5所示。
[0068]圖6的橫截面示出了位于進(jìn)氣彎管的上游區(qū)域內(nèi)的排氣管的外形。外彎曲曲線(xiàn)310包括突起320。該突起320可類(lèi)似于脊?fàn)钗锬菢友刂艿缽倪M(jìn)氣管的基本上游端部處分別向著中線(xiàn)或中性軸線(xiàn)的方向延伸。脊?fàn)钗?20也朝著相對(duì)于彎曲面600的橫向方向延伸。
[0069]圖5和圖6的橫截面相對(duì)于彎曲面600是對(duì)稱(chēng)的。
[0070]圖7示出了一種排氣管道，其在進(jìn)氣管I和排氣管2之間設(shè)有彎曲135度角的彎管部分3。進(jìn)氣彎管30和排氣彎管31由中心軸線(xiàn)350分隔開(kāi)，該中心軸線(xiàn)350平行于中線(xiàn)300，但是仍然向著排氣管的下游區(qū)域偏移。分隔線(xiàn)550表示彎管部分的起始和終止。進(jìn)氣彎管30的彎曲半徑41大于排氣彎管的彎曲半徑42。在中線(xiàn)300的下游設(shè)有凹部321。
[0071]圖8示出了優(yōu)選呈U轉(zhuǎn)彎的排氣管道的一種實(shí)施方式的諸如彎曲半徑R、直徑d、橫截面S以及R/d比的彎曲參數(shù)，該實(shí)施方式例如為圖2所示的實(shí)施方式。所有的參數(shù)是在彎曲面內(nèi)測(cè)得的，并且可能在彎曲面外側(cè)的彎管部分內(nèi)變化。沿著底部軸線(xiàn)7示出了彎管部分從0%的彎曲角度到100 %的彎曲角度的值，即，從進(jìn)氣彎管的入口到排氣彎管的出口之間的值。所繪的曲線(xiàn)利用進(jìn)氣管在彎管部分開(kāi)始之前的各個(gè)值d0 (直徑)、SO (橫截面)、RO(半徑)進(jìn)行了繪制或歸一化。曲線(xiàn)5表示橫截面，曲線(xiàn)6表示彎管部分在彎曲面內(nèi)的直徑。彎曲面內(nèi)的最小直徑60大致與最大橫截面50處于彎管部分的同一位置。這是理想的，因?yàn)樾≈睆胶痛笾睆接欣谙麥p低頻噪音和流動(dòng)噪音。最小直徑60和最大橫截面50大致處于彎曲角度的50%處。與最大橫截面相比，最小直徑60是與彎曲角度的50%左右更加相關(guān)的局部值。最大的橫截面延伸至位于彎曲的一半即50%處附近，并在彎曲角度的20 %至30 %范圍內(nèi)延伸。最大橫截面50或其中心設(shè)置在彎曲的50 %的位置之前的幾個(gè)百分比處，即在彎曲的50%的上游，例如在45 %附近。直徑6的曲線(xiàn)和橫截面5的曲線(xiàn)相對(duì)于50%處的彎曲的中心是不對(duì)稱(chēng)的。橫截面相對(duì)于50%，即在進(jìn)氣彎管內(nèi)，增加得較快，在排氣彎管內(nèi)，然后例如僅在彎曲角度60 %之后才開(kāi)始減小。直徑6在進(jìn)氣彎管內(nèi)、50 %之前迅速較小，在排氣彎管中在50%的彎曲角度后即開(kāi)始減小。
[0072]曲線(xiàn)4表示彎管部分的局部彎曲半徑。一般而言，排氣彎管比進(jìn)氣彎管的彎曲半徑小。具體地，最小的彎曲半徑40偏向排氣彎管，S卩，處在大于50%的區(qū)域內(nèi)，例如在約彎曲角度55 %到65 %的區(qū)域內(nèi)。進(jìn)氣彎管中的較大彎曲半徑設(shè)置在彎曲角度的約5 %到35 %之間。
[0073]圖中還示出了根據(jù)本發(fā)明的彎管部分的實(shí)施方式的R/d比的曲線(xiàn)8。曲線(xiàn)8大體上跟隨著彎曲半徑的曲線(xiàn)4。即，與排氣彎管相比，進(jìn)氣彎管的平均R/d比較大。在進(jìn)氣彎管中，R/d比大于1.5，局部位置甚至還達(dá)到12。排氣彎管的其他延展區(qū)段的R/d比小于1.5，甚至為I或小于1，局部位置約為0.5。R/d比小于1.5的截面從彎曲角度的大約53%延伸至大約75%。R/d比小于I的部分全部位于排氣彎管的中央彎曲部分內(nèi)，即，從彎曲角度的約55 %到約70 %的范圍內(nèi)。
[0074]彎曲半徑4或還有直徑6與R/d比8的表現(xiàn)最顯著不同發(fā)生在中央彎曲部分。在彎曲角度的約30%到60%之間可見(jiàn)的彎曲半徑4以及R/d比8的表現(xiàn)的顯著不同。具體而言，在約40%的區(qū)域內(nèi)，彎曲半徑已經(jīng)減小到其位于約60%處的最小值40，而R/d比直到彎曲角度的50%仍然大于1.5。因此，直徑在彎曲半徑達(dá)到最小值之前就達(dá)到最小值，使得彎曲半徑的曲線(xiàn)4與R/d比的曲線(xiàn)8的斜率不同。
【權(quán)利要求】
1.一種排氣管道，該排氣管道包括進(jìn)氣管、排氣管以及布置在所述進(jìn)氣管與所述排氣管之間的彎管部分， 所述彎管部分包括進(jìn)氣彎管和排氣彎管，其中，中央彎曲部分是所述進(jìn)氣彎管和所述排氣彎管的中間部分，并且所述進(jìn)氣彎管和所述排氣彎管各自占據(jù)由所述彎管部分所占據(jù)的整個(gè)彎曲角度的50%， 其中，在彎曲面內(nèi)測(cè)得的所述彎管部分的最小直徑位于所述中央彎曲部分內(nèi)，而且 其中，所述彎管部分的彎曲半徑沿著所述彎管部分而變化，使得所述進(jìn)氣彎管的彎曲半徑大于所述排氣彎管的彎曲半徑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的排氣管道，其中，所述彎管部分彎曲約為160度到200度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的排氣管道，其中，最小彎曲半徑位于所述彎管部分的整個(gè)彎曲角度的約50%到約85%之間。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的排氣管道，其中，所述彎管部分的最大橫截面位于所述中央彎曲部分內(nèi)。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的排氣管道，其中，包括所述中央彎曲部分的所述排氣彎管的R/d比小于1.5，例如小于或等于1，其中d為在所述彎曲面內(nèi)測(cè)得的所述排氣管道的直徑。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的排氣管道，其中，所述彎管部分相對(duì)于所述彎曲面是對(duì)稱(chēng)的。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的排氣管道，其中，所述進(jìn)氣彎管以及所述排氣彎管的沿著所述彎曲面測(cè)得的內(nèi)彎曲曲線(xiàn)以及外彎曲曲線(xiàn)相對(duì)于所述進(jìn)氣管和所述排氣管之間的中線(xiàn)或中心軸線(xiàn)并不是彼此軸對(duì)稱(chēng)的。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的排氣管道，其中，所述進(jìn)氣彎管包括沿著所述進(jìn)氣彎管的外周延伸的脊?fàn)钔黄稹?br> 9.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的排氣管道，其中，所述排氣彎管包括沿著所述中央彎曲部分的內(nèi)周延伸的凹部。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的排氣管道，其中，所述排氣彎管的外彎曲曲線(xiàn)大體上是所述排氣管的外周線(xiàn)在所述排氣彎管的下游區(qū)域內(nèi)的延伸。
11.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的排氣管道，其中，所述中央彎曲部分包括平直段。
12.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的排氣管道，其中，所述排氣彎管的外彎曲曲線(xiàn)在所述排氣管的外周線(xiàn)上沿徑向延伸。
13.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的排氣管道，其中，在所述進(jìn)氣管、所述彎管部分以及所述排氣管中的至少一個(gè)之間，橫截面的尺寸變化。
14.一種包括根據(jù)權(quán)利要求1至13中任一項(xiàng)所述排氣管道的排氣系統(tǒng)。
15.根據(jù)權(quán)利要求1至13中任一項(xiàng)所述的排氣管道在內(nèi)燃機(jī)的排氣系統(tǒng)中的使用。
【文檔編號(hào)】F01N13/08GK104420962SQ201410446121
【公開(kāi)日】2015年3月18日 申請(qǐng)日期:2014年9月3日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月5日
【發(fā)明者】F·多格, E·昂塞納, K·韋爾戈特, M·維澤納 申請(qǐng)人:斯坎比亞控股塞浦路斯有限公司