机动车排气管线消音器的阀门和包含此种阀门的消音器

摘要

本发明涉及适于关闭机动车排气管线消音器(1)结构(10)中的孔口(36)的阀门。该阀门(38)包括关闭器(44)，该关闭器(44)可与该结构(10)相连接，并能够定位成关闭孔口(36)。该关闭器(44)可从它的关闭位置弯曲而上升。该关闭器(44)包括可关闭孔口(36)的关闭板(54)和至少一个可将该关闭板(54)连接在该结构(10)上的连接板(56)，该关闭板(54)和该或各个连接板(56)具有不同的厚度和/或由具有不同机械特征的材料制成。

说明书

技术领域

[01]总的来说，本发明涉及机动车排气管线消音器。

[02]更详细地说，依照第一方面，本发明涉及阀门，其适于关闭机动车排气管线的消音器的结构的孔口，所述阀门包括关闭器，所述关闭器可与所述结构相连接，并能够采纳一关闭所述孔口的关闭位置，所述关闭器能够从它的关闭位置开始通过弯曲方式而升起。

背景技术

[03]这种阀门可从文件US-A-2004/0065503了解到，其中，关闭器是一个长方形、薄且具有弹性的钢板。该关闭器的近端被焊接在一个基座上，基座本身牢固地固定在消音器的内隔板上。该关闭器在用于关闭孔口的远端部分具有两个相对的突缘。该两个突缘固定了该关闭器的远端部分。

[04]这种关闭器是昂贵的，既因其使用的材料也因其制造所必须的成形工艺。

发明内容

[05]在本文中，本发明旨在提出一种较便宜的阀门。

[06]因此，本发明涉及上述类型的阀门，其特征在于，所述关闭器包括能够关闭所述孔口的关闭板和至少一个能够将所述关闭板连接在所述结构上的连接板，所述关闭板和所述或各个连接板具有不同的厚度和/或由具有不同机械特征的材料制成。

[07]该阀门也可具有一个或多个以下特性，单独或以任何技术上可行的方式组合：

[08]-所述关闭板和所述或各个连接板各自由金属材料制成；

[09]-所述或各个连接板比所述关闭板更有柔韧性；

[10]-所述关闭板是不锈钢板；

[11]-所述关闭板具有0.5毫米到5毫米的厚度；

[12]-所述或各个连接板具有在温度600(C时大于400MPa的弹性模量RP 0.2％(屈服强度)；

[13]-所述或各个连接板是包含至少30％质量的镍的耐熔钢板；

[14]-所述或各个连接板的厚度是在0.05毫米和1毫米之间；和

[15]-所述关闭器包括两个相互平行的连接板，每个连接板可将所述关闭板连接至所述结构。

[16]依照第二方面，本发明涉及依照权利要求10的具有上述特征的阀门的消音器。

附图说明

[17]更多本发明的特征和优势将以非限定性实施例并参照附图的方式在下文中给出的详细描述中显现出来，其中：

[18]-图1是一个配备有根据本发明的阀门的消音器的透视图，该消音器外壳的一部分被除去以使消音器的内侧显露出来；

[19]-图2是图1中的阀门的放大图；

[20]-图3是图2中的阀门的截面图，沿着箭头III的关联面(incidence)截取，实线代表在关闭位置中的关闭器，而虚线代表从其基座上升起的关闭器；和

[21]-图4是图2的一个细部的截面图，沿着箭头IV的关联面截取。

具体实施方式

[22]图1所示的消音器1用于插入一个热力发动机式机动车的排气管线中。它包括外壳2，该外壳2限定内部空间4，输入管使得该内部空间4与排气管线的上游部分相连通，输出管8使得该内部空间与排气管线的下游部分相连通，而两个内部的切割片体10和12分别将内部空间4分隔成三个腔室14，16和18。

[23]外壳2包括一个管状部分20和上游和下游端板22和24，该上游和下游端板分别关闭管状部分20的上游和下游端。内部的切割片体10和12基本垂直于管状部分20的中心轴线X延伸，并且大致平行于端板22和24。它们延伸在管状部分20的整个直截面上。第一腔室14延伸在上游端板22和第一内部的切割片体10之间，第二腔室16延伸在内部的切割片体10和12之间，而第三腔室18延伸在内部的切割片体12和下游端板24之间。

[24]输入管6平行于中心轴线X延伸并且相继穿过端板22、腔室14、内部的切割片体10、腔室15和内部的切割片体12。输入管一端连接在排气管线的上游部分，而通过它的相对端通到腔室18的内部。输入管包括许多小孔口26，使得管6的内部与第二腔室16相通。

[25]输出管8的一端与排气管线下游部分相连，而它的相对端通到第一腔室14的内部。输出管沿着中心轴线X延伸。管8相继穿过内部的切割片体10、腔室16、内部的切割片体12、腔室18和下游端板24。管8被许多小孔口28穿孔，以使管8的内部与第二腔室16相通。该管8也被许多小孔口30穿孔，以使管8的内部与第三腔室18相通。

[26]而且，内部的切割片体12被许多小孔口32穿孔，使得该第二和第三腔室16和18相连通。内部的切割片体12也被一个比孔口32尺寸大的孔口34穿孔，它也使得第二和第三腔室16和18相连通。内部的切割片体10本身被一个尺寸与孔口34相仿的孔口36穿孔并且能够使腔室14和16相连通。

[27]为了改变消音器对尾气的循环造成的阻力，该消音器1包括能够关闭或打开孔口36的阀门38。该阀门38被牢固地固定在转向腔室14的内部的切割片体10的面40上。

[28]如图2和3，阀门38包括：支撑板42，其牢固地固定在内部的切割片体10的面40上，关闭器44，其能够采纳(adopter)一关闭孔口36的关闭位置，并能够从它的关闭位置开始通过弯曲方式而升起；和用于使关闭器44回到关闭位置的条片46。

[29]支撑板42是一个折成“L”形的不锈钢板。它包括：翼部48，其贴靠在所述内部的切割片体10上并牢固地固定在此内部的切割片体上；和翼部50，其从翼部48上立起并形成一个典型地在90°到135°之间的角α。一个缝隙52设置在翼部48中并与孔口36相适合地安置。该缝隙52具有一个通透部区，该通透部区至少大于所述孔口36的通透部区，并且绝对不会关闭此孔口。

[30]关闭器44包括：可关闭缝隙52且因此关闭孔口36的关闭板54，和将关闭板54和支撑板42相连接的柔性连接板56。

[31]该关闭板54是不锈钢板，其具有适于完全关闭缝隙52的形状，例如大致方形的形状。该关闭板的厚度在0.5毫米至5毫米之间，优选地在1毫米至2毫米之间，并且一般约等于1.5毫米。

[32]围绕着缝隙52的面40的周缘面58形成关闭板54的基座。这样，在关闭位置，板54完全盖住缝隙52并且与支撑板42在面58的整个周缘之上相接触。板54和表面58之间的相互接触具有这样的表面状态，从而，关闭板54紧压在其基座上。

[33]连接板56拥有纵向拉长的、矩形形状。该连接板被第一纵向末端部分60固定在关闭板54上，且被与所述部分60相对的第二末端部分62固定在支撑板42上。板56被固定在与翼部50相对的翼部48的区域上。

[34]如图2所示，按照一横向方向，板56要比板54窄。板56被横向固定在板54的中心，板54以同样的距离在板56的两侧上横向突出。

[35]连接板56比关闭板更有柔韧性(souple)。连接板56具有一弹性模量，依照RP 0.2％(屈服强度)标准，该弹性模量估定为在温度600℃下大于400MPa，优选地，在温度600℃下大于500MPa，并且，在温度600℃下典型地是650MPa。

[36]连接板56是耐熔钢板，其包括至少30％质量的镍，并且典型地包括60％镍。它典型地是一种以商品名“Inconel”销售的合金。它的厚度是在0.05毫米至1毫米之间，优选地，是在0.1毫米至0.5毫米之间，典型地等于0.25毫米。

[37]连接板56被以不会在固定操作中造成板54变形的方式牢固地固定在关闭板54上。实际上，非常重要的是，使板54保持扁平，以便不危害在板54与作为基座的面58之间的接触密封性。

[38]例如，连接板56能以焊接的方式固定在关闭板54上，这样，在焊接时，施加在关闭板54上的热负荷不会使所述板变形。

[39]板56和板54也可用如图2所示的两个压扁(clinchage)点64固定在一起。“压扁”是一种已知的冶金学工序，且只有一些大致信息会参照图4在下文中提供。

[40]压扁点64是以首先在连接板内形成孔口65的方式得到的。之后，关闭板54被靠着板56放置，且一个合适形状的模型体(matrice)按从每个孔口65通出的方式安置，抵靠着板56的、与板54的相背离的面。之后，借助于一冲压装置(poincon)，直接在孔口65处压封所述板54。冲压装置冲入孔口66中，并且使形成板54的材料局部变形。此材料抵抗着冲压装置穿过孔口65被推动。该冲压装置的形状使板54的材料形成一个将板54与56连接在一起的铆钉66。

[41]压扁点64定位于临近板54的横向边缘67处。

[42]连接板56被用焊接或两个压扁点68的方式牢固地固定在翼部48上。

[43]弹性条片46拥有拉长的形状。它被牢固地固定在从支撑板立起的翼部50上，例如用两个压扁点69或用其它合适的方式固定。条片的远离压扁点69的一端部70支承在与孔口36相对的板54的面72上。端部70包括相对于面72沿横向折叠线折叠的终端部分73。端部70在折线74处支承在面72上。

[44]条片46的厚度在0.05毫米至0.5毫米之间，优选地在0.1毫米到0.3毫米之间，典型地是0.25毫米。条片46是耐熔(réfractaire)钢板，包含至少30％质量的镍，典型地包含60％镍。它是例如一种以商品名“Inconel”销售的合金。

[45]条片46对关闭板54施加恢复力，推动所述板到它的关闭位置，抵靠着板42。

[46]条片46大致设置在连接板56的延长线中。弹性条片的末端70抵靠在关闭板的一区域上，该区域靠近板的与边缘67相对的横向边缘76。

[47]更多关于上文中描述的消音器的工作的细节现在将在此提供。

[48]尾气通过输入管6进入消音器。一部分气体穿过输入管的孔口26进入第二腔室16。剩余的尾气进入第三腔室18。这些气体的一部分直接穿过腔室18通过孔口30进入输出管8。它们之后被引导到排气管线的下游部分。另一部分尾气穿过孔口32与34从腔室18进入第二腔室16。

[49]当发动机在低速运转时，腔室14与16间的压力差是很小的，所以，从腔室16来的气体施加在关闭器14上的压力不足以补偿弹性条片46的恢复力。该关闭器处于其关闭孔口36的关闭位置。

[50]在此情况下，所有经孔口26，32或34进入腔室16的气体穿过输出管内的孔口28且都被引导到排气管线的下游部分。

[51]当发动机在高一些的速度下运转时，腔室14与16间的压力差变得足以抵消弹性条片46的恢复力。此压力差造成关闭器44抬起，如图3中虚线所示。连接板56在压扁点64与压扁点66之间的区域弯曲，造成关闭板54从支撑板的翼部48移走。由于板54比板56更坚硬，它不会承受任何弯曲。弹性恢复条片的端部70沿着关闭板的面72向连接板56的方向滑动。

[52]关闭板54与支撑板的翼部48之间的空隙，即阀门38的张开度数，是由腔室14与腔室16之间的压力差决定的。

[53]孔口36不再关闭的结果是，尾气的一部分通过孔口26，32或34进入腔室16，穿过孔口36进入腔室14，之后通过输出管8的与腔室14相通的端部流入输出管8。这些气体之后通过管8被引导到排气管线的下游部分。

[54]如此，当发动机高速运转时，一个新的从腔室16、经由腔室14、到输出管8的通道产生了，这样，消音器1对尾气流动产生的阻力减轻了。

[55]该上文中描述的阀门拥有许多优势。

[56]由于该阀门的关闭器包括关闭板和至少一个能够将关闭板连接在消音器的内隔板上的连接板，且关闭板和连接板具有不同的厚度和/或由具有不同机械特征的材料制成，所以该阀门比较便宜。该由较昂贵材料制成的连接板是尽可能小的。关闭器的用于关闭内隔板上的孔口的不需要有弹性的部分是由较便宜的材料制成。只有关闭器的用于产生使得孔口露出的弯曲的部分是由一种昂贵的柔性材料制成。

[57]而且，刚性板优选地用于关闭孔口。这种板提供了改良的密封。尤其是，更厚、更坚固的板会经受更少的由于关闭器的两面的压力差与温差引起的变形。同样，它会在关闭器的开启与关闭交替运动的影响下承受较少的震动。

[58]关闭板与连接板之间的连接是由压扁点或将关闭板置于低热负荷的焊接产生的，这意味着关闭板不会在固定过程中变形。

[59]上文描述的阀门可拥有许多的变型。

[60]关闭器可包括不止一个连接板，它可包括两个或两个以上的连接板。在此情况下，连接板互相平行。它们每个在一侧固定在关闭板上，且在相对的一侧，固定在支撑板上。

[61]同样，阀门可包括多个互相平行的弹性恢复条片。这些条片全部固定在支撑板的立起的翼部上，而它们各自的相对端部全部支承在关闭板上。

[62]各个条片可不支承在关闭板上而支承在连接板上，在此情况下，所述连接板延伸过几乎关闭板的整个纵向长度。

[63]该阀门可包括一个止挡件来约束关闭板从它的关闭位置的移动，并因此继而约束阀门的张开程度。

[64]可能的是，改变支撑板的立起的翼部与压在内部的切割片体上的翼部之间的倾斜角α，以此来调节弹性恢复条片对关闭板施加的支撑力。

[65]在上文描述的实施例中，关闭板和连接板具有不同的厚度且由具有不同机械特征的材料制成。可是，使两板由相同材料制成但拥有不同厚度是可能的，这些厚度被选择成使关闭板比连接板更坚硬。反之，使两板拥有相同厚度但由不同材料制成也是可能的，选择成使得关闭板比连接板更坚硬。

[66]将连接板直接连接到内部的切割片体上而不是支撑板上是可能的。

[67]本发明用一个实施例来描述，其中，阀门关闭消音器的内隔板中的孔口。在其它应用中，该阀门可关闭连接在排气管线上游部分的消音器的输入管末端、通到消音器内部的输入管的末端、或形成在输入管的公共部分的孔口。同样地，该阀门可关闭消音器的输出管的两端中的一端，或形成在该管的导流(courante)部分中的孔口。消音器也可包括至少一个使消音器的两个腔室相连通的内管，在此情况下，该阀门可关闭内管两端中的一端或此管导流部分中形成的一个孔口。

[68]上文描述的消音器可为任何类型，例如滚焊(roulésoudé)消音器，卷滚(rouléserti)消音器，或由两个压接的半壳体形成的消音器。它可包括少于或多于三个的内腔，少于或多于两个的内部的切割片体，且可包括一个或一个以上的内管使腔室互相连通。