[发明专利]可热固化聚合物的复合消声器系统

说明书

技术领域和工业实用性

本发明一般地涉及消声器组件，和更特别地涉及由复合材料制备的消声器组件。

发明背景

Zahn等人的美国专利No.5726398公开了保险杆/消声器组件。确定消声器的一部分结构也形成保险杆的一部分，因此必须能吸收高冲击负载。在一段时间的车辆操作之后，若消声器变得具有缺陷且必须更换，则必须用能形式双重功能的昂贵部件替代那些缺陷部件：亦即减弱声能和吸收高冲击负载。′398专利还教导保险杆/消声器组件可由金属形成。从设计的角度考虑，金属消声器的可能的形状和大小方面存在固有的局限性。因此，设计能在不规则形状的车辆凹陷或空腔内接收消声器的能力受到限制。还注意到，金属消声器的切削成本非常高，这在其中对于任何特定的车辆应用或模型来说，生产仅仅有限数量的消声器的情形来说是有问题的。

Huff等人的美国专利No.6668972公开了保险杆/消声器组件，它包括由金属、树脂或复合材料形成的外壳或壳。该复合材料被描述为包括增强纤维和树脂材料。然后树脂材料被进一步鉴定为酚醛树脂，其中包括，但不限于，苯酚甲醛树脂，例如可溶可熔酚醛树脂和甲酚树脂，环氧树脂，乙烯酯树脂，聚苯硫醚，高温尼龙和聚醚醚酮。增强纤维被描述为玻璃纤维、石墨纤维、芳族聚酰胺纤维、碳纤维、金属纤维和/或陶瓷纤维。

本发明涉及新型和改进的消声器组件，所述组件掺入由复合材料制造的外壳，其中可模塑或制造至少一部分外壳，以便形成车辆组件，并进而行使双重功能。

发明概述

根据此处所述的本发明的目的，提供消声器组件，该消声器组件包括确定至少一个内部腔室的外壳。外壳由复合材料构造，所述复合材料由热塑性树脂和增强元件制造。增强元件选自由玻璃纤维、芳族聚酰胺纤维、聚酰胺纤维、碳纤维、石墨纤维、矿物纤维、陶瓷纤维、碳纳米管、纳米填料、矿物填料、陶瓷填料及其结合组成的增强材料。消声器组件还包括在外壳内接收的管道。管道包括至少一个开口，所述开口提供管道内的内部通路和外壳内腔室之间的声音连通。再进一步地，消声器组件包括在外壳内的腔室中接收的声音衰减材料。

形成复合材料所使用的热塑性树脂选自由聚酰胺、尼龙6、尼龙66、尼龙46、芳族聚酰胺、聚醚酰亚胺、聚醚砜、聚砜、聚邻苯二甲酰胺、聚苯硫醚、间同立构聚苯乙烯、聚醚酰亚胺/硅酮共混物、液晶聚合物、聚对苯二甲酸丁二酯、聚对苯二甲酸乙二酯、环状热塑性树脂、大环对苯二甲酸丁二酯类、大环对苯二甲酸乙二酯类、大环聚碳酸酯、热塑性聚氨酯、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚醚醚酮及其结合物组成的树脂材料。

在一个可能的实施方案中，复合材料包括玻璃纤维重量分数范围为约5-约90重量％的玻璃增强元件，其中大于约5重量％的所述玻璃纤维部分的起始长度与直径之比大于或等于50。

在再一可能的实施方案中，复合材料是约0-约90％重量聚丙烯，约0-约90％重量聚对苯二甲酸乙二酯和约10-约85％重量玻璃纤维的混合物。

在任何一个实施方案中，复合材料也可包括一些热固性树脂。该热固性树脂可选自一组热固性树脂：不饱和聚酯、二环戊二烯、酚类、苯酚甲醛树脂、可溶可熔酚醛树脂、甲酚、环氧树脂、乙烯酯、聚氨酯及其结合物。

再进一步描述本发明，外壳可包括入口和出口。可在入口内提供第一散热片，和在出口内可提供第二散热片。另外，外壳可包括重叠注塑的增强材料。重叠注塑的增强材料可以是由选自非织造纤维垫、织造纤维垫、单向纤维织物、金属片材及其结合组成的材料构造的内层。更具体地，内层可由玻璃纤维、天然纤维、碳纤维、矿物纤维、金属纤维、芳族聚酰胺纤维及其结合组成的材料制造。

在再一实施方案中，重叠注塑的增强材料是提供抗冲击性的贴面层。贴面层可由含金属片材、钢、铝、不锈钢、织造纤维垫、非织造纤维垫、单向纤维织物及其结合的一种材料制造。

再进一步地，消声器组件可包括在外壳内的隔音板。消声器组件也可包括被外壳携带的安装支架、再进一步地，消声器可包括被外壳携带的有效声控器件。外壳可包括第一部分，第二部分和分型线。分型线可穿过由外壳确定的入口和出口运行。

根据本发明的额外方面，至少一部分外壳可形成车身或底盘部件。因此，复合材料不仅充当消声器的外壳，而且形成车辆的一部分。通过外壳形成的车辆组件可选自备用轮舱(spare wheel well)、底部护板、挡板、轮拱、保险杆、踏脚板、摇板、侧车整流罩和气坝。

根据本发明另一实施方案，消声器组件可包括在外壳内接收的内壳。内壳可由含热固性树脂和增强元件的第二复合材料制造。