用于內燃機的排氣設備的制作方法

本發明涉及一種用于內燃機的排氣設備，具有第一排氣管路、在流動技術方面與第一排氣管路并聯的第二排氣管路以及至少一個消聲器，其中第一排氣管路和第二排氣管路由公共排氣管路引出。

背景技術：

排氣設備用于特別是朝向外部環境排出內燃機的排氣。排氣設備就此而言一方面在流動技術方面連接到內燃機上，優選經由至少一個排氣閥和/或至少一個排氣彎管。排氣設備具有多個排氣管路，即第一排氣管路、第二排氣管路和公共排氣管路。第一排氣管路和第二排氣管路在流動技術方面彼此并聯。兩個排氣管路由公共排氣管路引出。對此可以理解成，第一排氣管路和第二排氣管路布置在公共排氣管路下游，從而它們經由公共排氣管路在流動技術方面與內燃機連接。從而由內燃機產生的排氣首先流經公共排氣管路，隨后分配給第一排氣管路和第二排氣管路。此外，排氣設備具有至少一個消聲器，借助該消聲器可以減弱或者減弱由排氣傳遞的、由內燃機產生的噪聲。

由現有技術例如已知文獻DE 10 2011 108 059 A1。該文獻涉及尤其機動車的內燃機的一種排氣消聲器、特別是末端消聲器。排氣消聲器包括由熱傳導性比金屬低的材料制成的殼體，該殼體具有用于排氣管的入口和出口。至少一個由塑料制成的功能構件與該殼體直接連接，該功能構件是用于內燃機的排氣再循環的裝置的一部分。

技術實現要素：

現在本發明的目的在于，提出一種排氣設備，其相對于已知的排氣設備具有下述優點：特別是在較小的構造空間的同時具有突出的聲學特性。

上述情況根據本發明利用具有權利要求1的特征的排氣設備來實現。在此規定，第一排氣管路以消聲的方式連接到消聲器上，并且第二排氣管路延伸穿過消聲器、但在流動技術方面不與所述消聲器連接，其中第二排氣管路的流通橫截面能借助切換閥來調節。

就此而言，第一排氣管路和第二排氣管路都連接到消聲器上或者說延伸過該消聲器。第一排氣管路在此以消聲的方式連接到消聲器上。對此優選可以理解成，第一排氣管路通入到消聲器的內部體積中并且在那里斷開。相應地，內燃機的排氣可以經由第一排氣管路進入到消聲器或者說其內部體積中并且同樣經由第一排氣管路又從消聲器或者說內部體積排出。然而在消聲器本身中，排氣可以從第一排氣管路通過至少一個排出口排出到內部體積中。隨后，排氣可以從內部體積通過至少一個進入口又進入到第一排氣管路中并且經由第一排氣管路從消聲器排出。

第一排氣管路的排出口和進入口在此優選彼此錯開地間隔開地布置在消聲器或者說內部體積中。例如其中進入口所在的假想平面與排出口所在的假想平面平行地間隔開。當然還可以規定，所述平面彼此成角度，即彼此圍成大于0°且小于180°的角。例如排出口配屬于第一排氣管路的第一分區域，而進入口配屬于第二分區域。

現在可以規定，兩個分區域重疊地布置在消聲器或者說內部體積之內，即至少部分地并排延伸。在此，分區域或者說分區域的縱向中心軸線可以彼此間隔開地平行布置或者彼此成角度。當然，還可以設置多個排出口和/或多個進入口，其配屬于第一排氣管路，特別是第一分區域以及第二分區域。

在第一排氣管路以消聲的方式連接到消聲器期間，第二排氣管路應延伸穿過消聲器、但在流動技術方面不與該消聲器連接。這意味著，第二排氣管路無中斷地延伸過消聲器或者說內部體積。因此第二排氣管路雖然部分地布置在消聲器中，但是流經第二排氣管路的排氣在流動技術方面完全與消聲器的內部體積分開。就此而言，沒有排氣能從第二排氣管路排出到消聲器或者說內部體積中或者從消聲器進入到第二排氣管路中。

為了能調節在第二排氣管路中的排氣背壓，設置切換閥。借助該切換閥能調節第二排氣管路的流通橫截面。切換閥在此可以設計成離散切換的閥或連續閥。通過調節第二排氣管路的流通橫截面，流經公共排氣管路的排氣可選擇性地分配給第一排氣管路、第二排氣管路或這兩個排氣管路。就此而言可以利用切換閥來影響：哪部分排氣被消聲器消聲。相應地可以利用切換閥來影響內燃機的背景噪聲。

在本發明的另一種設計方案中規定，所述切換閥設計成排氣再循環閥，并且在切換閥的上游，由第二排氣管路或公共排氣管路分岔出排氣再循環管路。因為利用切換閥可以影響在第二排氣管路中的排氣背壓，所以不僅能影響內燃機的背景噪聲，而且此外能影響要回引到內燃機中的排氣的質量流。利用該排氣設備能實現排氣再循環。為此，在切換閥的上游由第二排氣管路或公共排氣管路分岔出排氣再循環管路。

如果第二排氣管路借助切換閥被完全阻塞，則流通橫截面等于零或者至少近似等于零，從而在排氣再循環管路中的壓力相應于在第一排氣管路中存在的排氣背壓，該排氣背壓決定性地由消聲器來確定。因為第二排氣管路在流動技術方面不與消聲器連接，所以第二排氣管路與第一排氣管路相比引起了較低的壓力損失。就此而言，在完全釋放的第二排氣管路時、即在最大流通橫截面時，排氣背壓或者說在排氣再循環管路中存在的排氣壓力小于在排氣管路被至少部分阻塞時。需要用于在排氣再循環管路中使排氣再循環的排氣壓力優選大于在完全釋放的第二排氣管路中存在的排氣壓力并且小于在完全截斷的第二排氣管路中存在的排氣壓力。

本發明的一種改進方案提出，切換閥位于消聲器下游。原則上，切換閥可以沿排氣的流動方向任意地布置在第二排氣管路上或中。然而優選地，該切換閥位于消聲器的下游。

本發明的另一種設計方案提出，消聲器設計成末端消聲器。就此而言，消聲器設計成排氣設備的、沿流動方向處于最后的消聲器。在消聲器的下游，排氣流動到排氣設備的外部環境中、特別是通過末端管。

在本發明的另一種優選設計方案中規定，在消聲器的上游設置至少一個另外的消聲器，其中第一排氣管路以消聲的方式連接到該另外的消聲器上，并且第二排氣管路延伸穿過該另外的消聲器、但在流動技術方面不與該另外的消聲器連接。就此而言，消聲器并非以排氣設備的唯一的消聲器存在，雖然也可以是這種情況。而是排氣設備具有多個消聲器，特別是大量的消聲器。所述至少一個另外的消聲器與前述的消聲器實施方式類似地以消聲的方式連接到第一排氣管路上。相反，第二排氣管路在流動技術方面不與消聲器連接地延伸通過該消聲器。因此，該另外的消聲器也雖然影響由第一排氣管路引起的壓力損失，然而不影響在第二排氣管路中的壓力損失。

在本發明的另一種優選設計方案中規定，在切換閥打開的情況下，第一排氣管路與第二排氣管路相比引起了更高的壓力損失。對此前面已經指出。如果第二排氣管路由切換閥完全釋放，從而使流通橫截面最大化，則在第二排氣管路中的壓力損失應與比在第一排氣管路中更低，其中第一排氣管路的壓力損失基本上由消聲器或所述至少一個另外的消聲器來影響。

本發明的另一種設計方案提出，切換閥設計成離散切換的閥或連續閥。對此前面已經指出。離散切換的閥優選僅具有兩種狀態，其中在這兩種狀態之一中，第二排氣管路在最大流通橫截面時完全釋放，并且在這兩種狀態的另一種狀態中，在最小流通橫截面時被完全阻塞。而連續閥則能夠調節第二排氣管路的多種不同的流通橫截面。

特別優選地，在另一種實施方式中規定，在第一排氣管路和/或第二排氣管路中分別設置排氣后處理系統。排氣后處理系統例如可以設計成催化器或柴油碳微粒濾清器。當然，在第一排氣管路和/或第二排氣管路中分別還可以分別設置多個這種排氣后處理系統。

本發明的一種改進方案提出，在切換閥的下游，傳聲管/導音管通入到第二排氣管路中。利用傳聲管可以主動影響內燃機的背景噪聲。例如通過傳聲管使聲腔在流動技術方案與第二排氣管路連接，其中在聲腔中優選設置揚聲器。就此而言，可以通過傳聲管將振動傳遞到流過第二排氣管路的排氣上，特別是通過相應地控制揚聲器。

最后，在本發明的另一種優選設計方案中可以規定，第一排氣管路和二排氣管路在消聲器的下游通入到單獨的末端管中。通過末端管使第一排氣管路和第二排氣管路直接與外部環境連接。這意味著，末端管中的一個末端管一方面連接到第一排氣管路上、另一方面連接于外部環境，而末端管中的第二末端管一方面連接到第二排氣管路上且另一方面連接于外部環境。從而排氣通過末端管直接排出到外部環境。相應地設置使得流過第一排氣管路和第二排氣管路的排氣不在排到外部環境之前相匯。而是只在外部環境中才相匯。

附圖說明

下面借助在附圖中示出的實施例詳細闡述本發明，而沒有對本發明構成限制。其中示出了：

圖1示出了用于內燃機的排氣設備的區域的示意圖，以及

圖2示出了排氣設備的消聲器的細節示意圖。

具體實施方式

圖1示出了用于內燃機的排氣設備1的示意圖。排氣設備1具有第一排氣管路2和第二排氣管路3。兩個排氣管路2和3由公共排氣管路4引出，這兩個排氣管路在流動技術上通過該排氣管路與內燃機連接。此外排氣設備1具有至少一個消聲器，在此示出的實施例中具有兩個消聲器5和6。消聲器6在此設計成末端消聲器。因此在消聲器6的下游，排氣管路2和3分別通入末端管7或8中，在各個排氣管路2或3中流動的排氣經由該末端管被輸送至外部環境9。可選地規定，在排氣管路2和3中分別設置排氣后處理系統10或11。排氣后處理系統10和11例如可以設計成催化器或顆粒過濾器。

可以明顯地看出，排氣管路2和3分別延伸經過兩個消聲器5和6。然而僅第一排氣管路2以消聲的方式連接到消聲器5和6上。第二排氣管路3雖然延伸過消聲器5和6，然而在流動技術方面不與其連接。這一方面意味著，在流經第一排氣管路2的排氣中的振動與在流經第二排氣管路3的排氣中的振動相比借助消聲器5和6更強地被衰減。另一方面，消聲器5和6在第一排氣管路2中分別引起了壓力損失，從而第一排氣管路2整體上與第二排氣管路3相比具有更高的壓力損失。

第二排氣管路3的流通橫截面優選能借助切換閥12來調節。就此而言可以利用切換閥12來調節第二排氣管路3的壓力損失并且因此調節在第二排氣管路3中出現的排氣背壓。切換閥12例如可以設計成離散切換的閥或連續閥。純粹優選地可以規定，傳聲管(Schallrohr)13在消聲器6或兩個消聲器5和6下游、然而優選在末端管8上游通入第二排氣管路3中。例如聲腔14通過傳聲管13與第二排氣管路3流動連接，其中在聲腔14中可以布置揚聲器等設備。流經第二排氣管路3的排氣可以通過傳聲管13來加載振動，從而可以影響內燃機的背景噪聲。

在切換閥12的上游，由第二排氣管路3或公共排氣管路4分岔出排氣再循環管路15。該排氣再循環管路在此純示例性地示出。特別是，排氣再循環管路在消聲器5和6的上游從第二排氣管路3分岔出。

圖2示出了消聲器5的細節示意圖。但下面的實施方式也能直接轉用于消聲器6。可以看出，消聲器5具有內部體積16，該內部體積由殼體外罩17、特別是由兩個彼此固定的殼體外罩17相對于外部環境9流體密封地封閉。可以看出，第一排氣管路2以消聲的方式連接到消聲器5上。為此，第一排氣管路2例如具有第一分區域18和第二分區域19，其中兩個分區域18和19完全布置在內部體積16的內部。然而分區域18和19彼此沒有直接流動連接，而是僅間接地通過內部體積16流動連接。

相應地，輸送至第一排氣管路2的排氣在消聲器5內從第一分區域18排出到內部體積16中，以便隨后進入到第二分區域19中。然后排氣經由第一排氣管路2或者說其第二分區域19從消聲器5溢出并且朝向外部環境9排出。第二排氣管路3同樣布置在消聲器5中或者說其內部體積16中。然而該第二排氣管路連續延伸，從而該第二排氣管路在流動技術方面完全與內部體積16分開。在第二排氣管路3中流動的排氣就此而言不能排出到內部體積16中，或者說處于內部體積16中的排氣不能進入到第二排氣管路3中。

通過排氣設備1的這種設計方案，當切換閥12完全釋放第二排氣管路3時，在排氣管路2和3中存在不同的排氣背壓。在釋放第二排氣管路3時，排氣就此而言優選流經該第二排氣管路。這樣可以借助切換閥12將經由公共排氣管路4引導的排氣分配給第一排氣管路2和第二排氣管路3。相應地，一方面可以利用切換閥12來調節內燃機的背景噪聲，且另一方面可以調節回輸到內燃機中的排氣的質量流。