消聲器制造技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種用于內(nèi)燃機排氣系統(tǒng)的消聲器，包括消聲器殼體、至少一個排氣入口、至少一個排氣出口以及位于消聲器殼體中的至少一個消聲裝置。該消聲器的特征在于，消聲器殼體裝配有設(shè)計成從排氣中提取熱能的至少一個冷卻元件。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
【國外來華專利技術(shù)】消聲器本專利技術(shù)涉及一種用于內(nèi)燃機的排氣系統(tǒng)的消聲器，所述消聲器具有消聲器殼體、至少一個排氣入口、至少一個排氣出口以及布置在消聲器殼體中的至少一個消聲裝置。在內(nèi)燃機的排氣系統(tǒng)中提供消聲器，以便抑制在出口閥快速打開時出現(xiàn)的壓力波動(pressure surge),并且從而降低噪聲發(fā)射。出于消聲的目的，在消聲器殼體內(nèi)部中布置不同種類的消聲裝置。這些消聲裝置例如包括穿孔管、室、絕緣材料和/或具有不同橫截面的管。另外的消聲裝置存在于這樣的布置中，該布置將排氣流劃分為不同長度的多個部分流，由此，通過由于干涉效應(yīng)導(dǎo)致的相移重疊(phase-shifted superimposition)而使得聲波彼此部分地抵消。已知在內(nèi)燃機中，由燃料提供的能量的很大一部分以熱能的形式穿過排氣系統(tǒng)而損失。在這個方面期望的是，至少利用存在于排氣中的該廢熱的一部分而將其轉(zhuǎn)化為有用的能量。然而，僅有非常有限的可用于排氣系統(tǒng)的構(gòu)建空間，特別是對于安裝在機動車輛中的內(nèi)燃機。因此，經(jīng)常地難以將利用廢熱所需的裝置整合到排氣系統(tǒng)中。本專利技術(shù)的目的是提供一種能夠?qū)谂艢庵械臒崮苻D(zhuǎn)化為有用的能量并且僅占據(jù)小的構(gòu)建空間的消聲器。通過具有權(quán)利要求1的特征的消聲器，并且特別地通過將至少一個冷卻元件布置在消聲器殼體中并且構(gòu)造成從排氣中提取熱能，所述目的得以滿足。在這一方面，利用的是通過冷卻元件從排氣中提取熱能。因而導(dǎo)致的冷卻實現(xiàn)排氣體積流的減小以及通過排氣系統(tǒng)帶來的壓力波動或聲波的降低，并且因此實現(xiàn)噪聲發(fā)射的降低。可以另外地利用從排氣中提取的熱能，并且因而以有利的方式促成內(nèi)燃機效率的提聞。根據(jù)一個優(yōu)選實施方式，可以提供熱交換器作為冷卻元件，該熱交換器優(yōu)選地是可以由冷卻介質(zhì)(特別是空氣、水或油)流經(jīng)的熱交換器。由排氣加熱的冷卻介質(zhì)可以優(yōu)選地用于加熱一個占據(jù)空間(occupant space)或用于內(nèi)燃機的更快加熱。可以提供水例如作為在單獨的冷卻回路中循環(huán)的冷卻介質(zhì)，所述單獨的冷卻回路特別地設(shè)置有另外的熱交換器。然而，還可以使用在為了內(nèi)燃機的冷卻而存在的任何冷卻回路中循環(huán)的冷卻水。可以將空氣(特別是環(huán)境空氣或者由商業(yè)車輛的空氣壓縮設(shè)備產(chǎn)生的壓縮空氣)用作另外的冷卻介質(zhì)。此外，可以提供蒸發(fā)冷卻器、換熱器(recuperator，同流換熱器)或過熱器作為熱交換器。環(huán)境空氣可以經(jīng)由管流而被吸入消聲器中。進(jìn)一步還可以提供熱電發(fā)生器(thermoelectric generator,熱電發(fā)電器)作為冷卻元件,如在下文中將更詳細(xì)地闡述的。根據(jù)本專利技術(shù)的一個有利實施方式，在選擇消聲器殼體中的消聲裝置的同時考慮冷卻元件的消聲功率。因而特別地，可以賦予最初命名的種類的傳統(tǒng)消聲裝置更小的尺寸，該傳統(tǒng)消聲裝置應(yīng)當(dāng)在除冷卻元件之外還額外地布置在消聲器殼體中，或者可以減少消聲裝置的數(shù)量，或者完全省卻額外的消聲裝置。根據(jù)另一個有利實施方式，冷卻元件是這樣的熱電發(fā)生器，該熱電發(fā)生器的高溫側(cè)與排氣熱交換地連通，并且低溫側(cè)與排氣屏蔽隔開(shield)。利用熱電發(fā)生器，由于在包含不同材料且在一個端部連接至彼此的兩個導(dǎo)體之間的塞貝克效應(yīng)，基于溫度差異而產(chǎn)生電壓。因而連接點和自由端部必須具有不同溫度。這兩個導(dǎo)體包含不同的金屬或不同摻雜的兩種半導(dǎo)體材料，并且形成所謂的熱元件。在熱電發(fā)生器中，多個熱元件通常連接至彼此以達(dá)到期望的電壓或電流。因為熱電發(fā)生器的高溫側(cè)熱接合于排氣，并且低溫側(cè)與消聲器殼體中的排氣屏蔽隔開，所以達(dá)到為了產(chǎn)生為電能的形式的有用能量所需的溫度差。通過由熱電發(fā)生器的電能的產(chǎn)生而使從排氣中提取熱能。因而，同時導(dǎo)致的冷卻實現(xiàn)排氣體積的預(yù)期的減小。該電能可以例如進(jìn)給到機動車輛的機載電源中，使得通常存在的由內(nèi)燃機驅(qū)動的發(fā)電機得到緩解或者甚至變得完全多余。因為通常在消聲器中，可獲得用于安裝熱電發(fā)生器的足夠的構(gòu)建空間，所以由于熱電發(fā)生器整合到消聲器中，額外的空間需求是小的。用于將熱電發(fā)生器整合到消聲器殼體中所需的安裝空間可以通過利用熱電發(fā)生器的消聲效果來補償，使得最終設(shè)置有熱電發(fā)生器的消聲器小于或者至少不大于具有相同消聲功率的不具備熱電發(fā)生器的傳統(tǒng)消聲器。可以由排氣流經(jīng)的至少一個管通道(特別是平坦通道)優(yōu)選地布置在消聲器殼體中，并且熱接合至冷卻元件，特別地接合至熱電發(fā)生器的高溫側(cè)。從而通過排氣達(dá)到低溫側(cè)的期望的屏蔽隔開，并且同時避免排氣與熱電發(fā)生器的直接接觸，這種直接接觸降低使用壽命。消聲裝置有利地包括管道。在這個方面，通過流經(jīng)管道的排氣由于熱能提取的冷卻而直接發(fā)生消聲。根據(jù)另一個有利實施方式，未在消聲器殼體中布置除管道之外的另外的消聲裝置。因而，在消聲器殼體中可獲得的構(gòu)建空間一個較大部分可以用于布置一個或多個冷卻元件，特別是熱電發(fā)生器。通過省卻未接合至冷卻元件(特別是熱電發(fā)生器)的消聲裝置而簡化該設(shè)計。至少一個另外的阻尼裝置優(yōu)選地布置在消聲器殼體中位于冷卻元件(特別是管道)旁邊，所述至少一個另外的阻尼裝置未熱接合至冷卻元件，該阻尼裝置特別是可由排氣流經(jīng)的管。由此實現(xiàn)高的消聲功率。優(yōu)選的是，管道和/或管具有設(shè)置在未接合至冷卻元件的壁部分處的穿孔。由此進(jìn)一步加強消聲。根據(jù)另一個優(yōu)選實施方式，管道和管在排氣入口側(cè)處以及在排氣出口側(cè)處連接至彼此。排氣流因此被劃分為兩個或更多個部分流，其中，流經(jīng)管道的部分流被冷卻，而流經(jīng)管的部分流大致保持其溫度。最終，在兩個部分流中因而出現(xiàn)壓力差和/或流動時間差，這從而產(chǎn)生排氣流中的壓力波動的阻尼。管道優(yōu)選地形成為平坦通道，其中，彼此相對設(shè)置且在橫截面上具有較大長度的兩個側(cè)表面中的至少一個熱接合至冷卻元件，特別是接合至熱電發(fā)生器的高溫側(cè)。通過構(gòu)造具有平面型側(cè)表面的管道而使商業(yè)冷卻元件(特別是熱電發(fā)生器)的使用容易。該實施方式還進(jìn)一步允許管道表面的特別有效的利用以及消聲器殼體中的高填裝密度(packingdensity)。優(yōu)選的是，至少一個冷卻裝置布置在消聲器殼體中并接合至冷卻元件，特別地接合至熱電發(fā)生器的低溫側(cè)。由此確保低溫側(cè)與排氣的特別有效的屏蔽隔開。高溫側(cè)與低溫側(cè)之間的溫度差可以通過冷卻裝置進(jìn)一步增大，這提高熱電發(fā)生器的效率。根據(jù)本專利技術(shù)的另一個優(yōu)選實施方式，冷卻裝置具有至少一個冷卻劑通道，所述至少一個冷卻劑通道可以由冷卻劑流經(jīng)并且特別構(gòu)造成平坦通道。由此能夠進(jìn)一步提高冷卻效率并且因此增大產(chǎn)生在熱電發(fā)生器處的溫度差。優(yōu)選的是，管道形成為平坦通道，其中，彼此相對設(shè)置且在橫截面上具有較大長度的兩個側(cè)表面中的至少一個接合至冷卻元件，特別地接合至至少一個熱電發(fā)生器的低溫偵U。由此進(jìn)一步減小消聲器殼體中所需的構(gòu)建空間。由此可以特別實現(xiàn)堆疊布置，其中，一個或多個熱電發(fā)生器布置在構(gòu)造成平坦通道的冷卻通道與構(gòu)造成平坦通道的管道之間。根據(jù)本專利技術(shù)的一個有利實施方式，冷卻裝置和管道經(jīng)由冷卻元件(特別是經(jīng)由熱電發(fā)生器)而熱接合，并且經(jīng)由熱絕緣的絕緣元件而額外地機械接合，其中，在冷卻裝置與管道之間起作用的力僅經(jīng)由絕緣元件傳輸。由此實現(xiàn)熱電發(fā)生器的高溫側(cè)與低溫側(cè)的特別有效的隔離，并且同時實現(xiàn)熱電發(fā)生器的無張力支撐。通過從屬權(quán)利要求、說明書以及附圖產(chǎn)生本專利技術(shù)的另外的有利實施方式。以下將參照實施方式及附圖來描述本專利技術(shù)。示出的是:附圖說明圖1至圖5為根據(jù)本專利技術(shù)的消聲器的五個實施方式的立體剖視本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點】

【技術(shù)特征摘要】
【國外來華專利技術(shù)】2010.08.06 DE 102010033607.61.一種用于內(nèi)燃機的排氣系統(tǒng)的消聲器，所述消聲器具有消聲器殼體(5)、至少一個排氣入口、至少一個排氣出口以及布置在所述消聲器殼體(5)中的至少一個消聲裝置(6、7)，其特征在于， 在所述消聲器殼體(5)中布置有至少一個冷卻兀件(2),所述冷卻兀件構(gòu)造成從排氣中提取熱能。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的消聲器，其特征在于，在選擇所述消聲器殼體(5)中的所述消聲裝置(6、7)的同時考慮所述冷卻元件(2)的消聲功率。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的消聲器，其特征在于，所述冷卻元件是熱交換器、蒸發(fā)冷卻器、換熱器或過熱器，所述熱交換器優(yōu)選地是能夠由特別是空氣、水或油的冷卻介質(zhì)流經(jīng)的熱交換器；并且/或者 所述冷卻元件是熱電發(fā)生器(2)，所述熱電發(fā)生器的高溫側(cè)與所述排氣熱傳遞地連通，并且所述熱電發(fā)生器的低溫側(cè)與所述排氣屏蔽隔開。4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的消聲器，其特征在于，能夠由排氣流經(jīng)的至少一個管道(I)布置在所述消聲器殼體(5)中并且熱接合至所述冷卻元件，所述管道特別是平坦通道，且所述管道特別地接合至所述熱電發(fā)生器(2 )的所述溫度側(cè)。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的消聲器，其特征在于，所述消聲裝置(6、7)包括所述管道(I)。6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的消聲器，其特征在于，除了所述管道(I)之外，沒有另外的消聲裝置布置在所述消聲器殼體(5)中。7.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的消聲器，其特征在于，未熱接合至冷卻元件(2)的至少一個另外的消聲裝置布置在所述消聲器殼體(5)中并位于所述冷卻元件(2)旁邊且特別是位于管道(I)旁邊，所...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：于爾根·施密特，邁克爾·赫爾比希，
申請(專利權(quán))人：波森公司，
類型：
國別省市：