[发明专利]排气系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于内燃机、特别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，借助于至少一个突入连接管横截面的内部冷却肋片增大连接管的热质量，这样的结果是使排气管以时间延迟和/或阻尼的方式把热量传递给消声器外壳。通过这种方式可以降低转换器的热负荷。

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。

根据一个优选的实施方式，在连接管的冷却器部分可设置有至少一个内部冷却肋片，从而在冷却器部分的各个内部冷却肋片从冷却器部分的冷却器壁向内突出到连接管或冷却器部分的横截面中。在冷却器部分的各个内部冷却肋片的定位意味着传递到各个内部冷却肋片的热量可以从各个内部冷却肋片消散至冷却器部分的冷却器壁。冷却器壁沿着周向环绕着连接管横截面，并通过冷却器部分可能配备的冷却系统散热。在这方面，各个内部冷却肋片的冷却可以通过在冷却器部分的各个内部冷却肋片的定位来实现，其提高了转换器的热保护效率。在这种情况下，每个内部冷却肋片对增加冷却器部分的热质量的贡献也尤为重要。

根据另一个优选实施方式，上述冷却器部分可以为管状体，它与连接管分开并且例如通过焊接连接或凸缘连接按照合适的方式安装在连接管中。由此尤其可以用与连接管不同的材料制备冷却器部分。例如，连接管可以用铁合金或钢合金生产出，而冷却器部分的管状体用具有更好的导热性的轻质金属合金制备。另外，冷却器部分的单独管状体允许采用这样的实施方式，其中连接管在冷却器部分的两侧上用不同材料制备。连接管因此从冷却器部分到排气管，例如可以用金属材料制备，而从冷却器部分到消声器外壳可以用塑料制备。

根据另一个优选的实施方式，在连接管的帮助下为空气噪声建立的声音耦合路径可以按照不渗透热辐射的方式配置。按照这种方式，排气管中的废气流或排气管发出的热辐射不会直接通过连接管抵达转换器。按照这种方式，可以显著降低由热辐射导致的转换器的热负荷。