[发明专利]排气系统

说明书

技术领域

本发明涉及内燃机、尤其是机动车的内燃机的排气系统。

背景技术

排气系统通常包括至少一个排气道，该排气道具有至少一个引导废气的排气管。相应的排气道用来排出内燃机的燃烧室中产生的废气。根据内燃机的规格，排气系统包括单个排气道或者例如在V型发动机的情况下包括至少两个排气道。在相应的排气道中通常布置有废气处理装置，例如催化剂、颗粒过滤器、SCR系统和消声器，这些装置通过排气管相互连接。排气道通常包括位于输入侧上的排气歧管，同时在端部处布置有被称为“排气装置”的尾管。这些端部部件也可以与排气管连接。

就消声器来说，分为无源消声器和有源消声器。无源消声器通过谐振、反射、膨胀和/或吸收作用来减弱在废气中传递的空气噪声。与之相反，有源消声器采用有源噪声控制或抗噪声进行操作，这借助于相应的声电转换器通常为扬声器来实现。也可以采用有源消声器和无源消声器的组合。在这方面，尤其应该避免有源消声器仅采用抗噪声设计来操作。然而，在本发明中，有源消声器应该任选能够还包括无源消声器的性能和/或部件，例如至少一个谐振、反射、膨胀和/或吸收腔室。

有源消声器可以具有消声器外壳和布置在消声器外壳中的至少一个声电转换器以及至少一个连接管。消声器外壳可以通过连接管与排气管流体连接。这样，消声器外壳旁通连接至排气道，因此废气不会流经消声器外壳。通过连接管形成的在消声器外壳和排气管之间的流体连通确保了用于空气噪声的声学连接，因此在废气中传播的噪声不会在消声器外壳的方向上传播，而由声电转换器产生出的噪声可以传播到排气管中。在消声器外壳和排气管之间的物理距离也是通过连接管实现的，因此能够降低转换器的热负荷。然而，据发现，在排气管中传送的热废气仍然会导致转换器的高的热负荷。首先，热废气会进入连接管并且通过扩散过程到达转换器。其次，废气会加热排气管，因此热量会通过热传导借助连接管从排气管传递给消声器外壳。最后，热辐射也会通过连接管从废气或排气管扩散到转换器。

为了降低转换器以及布置在消声器外壳中的有源消声器的电子元件的热负荷，原则上可以在消声器外壳和排气管之间为连接管配备冷却器部分。这样，因为热量通过冷却器部分向外散发，所以连接管能够被冷却。例如，连接管可以在冷却器部分中具有向外伸出的冷却肋片。同样可以想到设置冷却套管，冷却剂通过该冷却套管在冷却器部分中流动。例如，该冷却套管可以与装备有排气系统的内燃机的冷却回路流体连通。

发明内容

本发明考虑了这样的问题，即，提出了用于在开始部分提及的那种排气系统的改进实施方式或至少不同的实施方式，这尤其降低了转换器的热负荷。

本发明基于这样的总体构思，即，以防热辐射的方式，通过连接管构造出用于空气噪声的声学连通通道。这样，防止了热辐射通过连接管从排气管中的废气流或者排气管直接传递给转换器。这样，能够显著降低由热辐射在转换器上施加的热负荷。

在消声器外壳中的转换器和任意其它电子部件的热负荷降低还使得能够将有源消声器布置在更上游的位置，比之前更靠近内燃机。靠近发动机布置对于某些要求而言是有利的。

根据第一个总体技术方案，提出使用至少一个筛网元件，该筛网元件布置在连接管的横截面中，从而连接管保持不会渗透空气噪声，同时至少一个筛网元件在与连接管的纵向中央轴线平行的观察方向上按照不透明的方式隔断连接管的横截面。借助于相应的筛网元件，因此同样可以有效防止热辐射通过连接管传递，同时空气噪声通过连接管的传播在很大程度上不会受到阻碍。由此还能够显著降低转换器的热负荷。这种筛网元件的使用使得能够使用直的连接管，这能够以具有成本效益的方式实现并因此是优选的。原则上，在这里所提出的可选技术方案也可以相互结合，从而设置弯曲的连接管，其横截面在观察方向上用至少一个筛网元件按照不透明的方式隔断。

至少一个筛网元件的使用同时增大了在至少一个筛网元件的区域中的连接管的热质量，从而热负荷只能在消声器外壳的方向上按照延时或衰减的方式从排气管传播。

根据优选实施方式，连接管可以在消声器外壳和排气管之间设置这样一个部分，该部分包含由至少一个筛网元件在观察方向上按照不透明的方式隔断的连接管的横截面，该部分为与连接管分开并且安装在连接管中的管状体。这使得形成用于使得连接管适用于不同安装情况的变型更简化，因此总是可以使用相同的切断部分或管状体来实现不透明横截面区域。