[发明专利]具有一体的反射腔的长纤维热塑复合消声器系统

说明书

本发明的技术领域和工业实用性

本发明涉及复合消声器系统，其包括用于提供结构完整性的长纤维和用于改善声学的位于消声器系统内的反射部分。消声器可以模制形成这样的形状，从而允许消声器用于机动车的有限空间内或者与面板结合以形成例如保险杠、门槛、阻流板、导流器、侧栏板和车身模块这样的部件。反射部分改善了消声器系统的声学性能(特别是在较低赫兹的范围内)，同时在复合消声器壳体的内表面上保持较低温度。在本发明的消声器中还可以包括扩散器毡片以改善声学性能和降低复合消声器壳体的内表面上的温度。

发明内容

本发明提供由长纤维热塑性材料形成的复合消声器系统。长纤维热塑技术允许纤维在较低的纤维负载下保持足以提供结构强度的长度。用于形成复合消声器系统的长纤维热塑性材料还提供增强的冲击强度和抗蠕变性以及耐化学性和耐热性。与普通的基于短纤维的模制件相比，由长纤维热塑性材料模制而成的消声器表现出改善的尺寸稳定性。一种合适的消声器结构为多件式消声器组件，其包括至少一个长纤维热塑性材料壳体部分。根据本发明，长纤维热塑性材料和模制件还可以结合单向或编织的嵌体的预制件的包覆成型，其中所述嵌体提供局部结构性能。这种预制件的使用特别适合用于制造高温的结构性物品，例如保险杠消声器组合件。

用于本发明的复合消声器的长纤维热塑性模制允许复杂的几何形状和部件整体性减小的组装步骤，和作为独立单元或集成到其它车辆部件(例如保险杠系统、阻流板、车轮凹槽、门槛或其它部件)中时具有与车辆设计空间匹配的形状，从而减小包装空间和提供比现有方法更好的经济性和改善的性能。长纤维热塑性材料与填充系统的结合和另外结合集成的气流提升特征允许降低表面温度，其进一步减小了对热屏蔽的需求(其通常存在于汽车中)和减小了包装空间。还可以集成其它特征，例如车身底板保护功能和与车体的附连特征。

基于长纤维热塑性材料的物品的使用允许使用多种模制技术，例如以长纤维热塑颗粒为输入物的注入成型和压模成型。还可以使用颗粒的直接复合变型或者预复合板的压模成型，其中所述预复合板使用任意纤维或基于编织纤维和混合体的板。这些纤维通常是基于玻璃的，但是作为替换也可以是碳纤维、矿物纤维、天然纤维、钢纤维、铜纤维、其它金属纤维或例如芳族聚酰胺这样的合成纤维。

长纤维热塑性材料的使用允许制造具有复杂精细的设计的零件，并且允许使用数个消声器壳体连接方法。采用长纤维热塑性材料的设计特别适于部件的堆叠式组装，从而提供更高的效率和进行自动组装的可能性。

反射腔和扩散器毡片的使用允许更低轮廓的消声器组件，改善了消声器组件的声学性能和降低了长纤维热塑性材料所承受的温度。反射部分改善了消声器系统的声学性能(特别是在较低赫兹范围内)，同时在复合消声器壳体的内表面上保持较低温度。在本发明的消声器中还可以包括扩散器毡片以改善声学性能和降低复合消声器壳体的内表面上的温度。

根据本发明的第一方面，消声器组件被提供作为机动车部件(例如保险杠、门槛、阻流板或侧栏板)的一部分。具有由长纤维热塑性复合材料形成的外壳的消声器可以形成所述部件的一部分，或者成形为与这种部件的外面板相符。即，该消声器可以是相对于与之耦合的部件的独立元件，或者形成为所述部件的整体部分。穿孔的管可包括开口，该开口通过从管子上完全去除一小部分金属而形成。或者，穿孔的管可以包括带百叶窗的管子，其中所述开口是通过切割且随后将小部分管子向外弯曲来形成的。虽然为简单起见在图中示出的是笔直的流通管，但是所述管子可以包括弯曲部分以在消声器组件内形成S曲线或其它复杂曲线。

消声器还包括用于接收废气的穿孔的管和被设置在外壳内的纤维材料，其中所述纤维材料位于穿孔的管与外壳之间。该纤维材料可以由分别接收于第一和第二壳体部分中的多个材料预制件形成。或者，纤维材料可以包括设在外壳的内腔中的疏松或松弛的“纹理化的”毛制品。还设想纤维材料可以是围绕该穿孔的管缠绕或者以其它方式填充外壳的内腔的毡制品。还设想可以使用这些填充技术的组合。例如，毡制品可以安放在壳体内以充当第二隔热和隔气部分，而第一隔离件是预制件或安放于毡片和管子之间的“纹理化的”毛织品的形式。