排气管道制造技术

本申请涉及一种排气管道。该排气管道包括：进气管、排气管以及布置在所述进气管与所述排气管之间的弯管部分。所述弯管部分包括进气弯管和排气弯管，其中，中央弯曲部分限定了进气弯管和排气弯管的中间部分，且所述进气弯管和所述排气弯管各自占据由所述弯管部分所占据的整个弯曲角度的50％。在弯曲面内，所述中央弯曲部分的直径小于所述进气弯管和所述排气弯管的直径。此外，所述弯管部分的弯曲半径R沿着所述弯管部分变化，从而所述进气弯管的弯曲半径大于所述排气弯管的弯曲半径。

【技术实现步骤摘要】
排气管道
本专利技术涉及一种用在例如机动车辆的内燃机排气系统中的排气管道。
技术介绍
公知的是，用于例如机动车辆的内燃机的排气系统的端管(end pipe)应该较长，以便有利于地对低频噪声进行衰减。由于车辆内的空间有限，从而管道是弯曲的。例如，管道有可能是弯曲的，并且管道的一部分可集成在消音器内，而管道的其余部分可能布置在消音器外部。还公知的是，管径较小的管道可提高低频噪声衰减效果，但是会提高管道内的流速。然而，弯曲的管道以及管道内较快的流速会引发流动噪音。因此，在现有技术的系统中，会增大管道在弯管处的横截面以降低流速。然而，这对低频噪音的衰减有不利的影响。在其他一些系统中，在管网中插入分隔板来降低被分隔的管道的直径。然而，这样的系统制造起来较为困难，而且，湿润表面有所增加，并引入了新的边角，从而不利于降低潜在的压损和/或不利于降低流动噪声。从其他的一些现有技术中可知，管道弯管处的压损与流动噪声之间存在一定的关系。管道弯管处的R/D比选择为至少1.5或以上，可优化压损和流动噪音。其中，R为弯管半径，D为管道的直径。例如，在DE 102009 000 090中，管道弯管具有恒定的弯管半径R，其横截面为椭圆形，且弯曲面中的减小的直径D的R/D比为3以上。管道在垂直于弯曲面的平面内的直径可略微增加，以部分地补偿其它横截面的减小。然而，要获得较大的R/D比，需要减小管道的直径或增大弯管半径。前者会带来较高的流动噪声，后者不允许制造尖锐的弯管，从而导致不能紧凑地布置弯曲管道。 DE 10 2009 000 090或其他现有技术中的排气管道也存在缺点。具体而言，现有技术中的排气系统通常不会考虑进入弯管或流出弯管的流动的差异。因此，排气管道仍有改善的空间。而且，仍需要有一种在压损和流动噪音方面都具有最佳弯管结构的排气管。
技术实现思路
根据本专利技术，提供一种排气管道，该排气管道包括进气管、排气管以及布置在所述进气管与所述排气管之间的弯管部分。所述弯管部分包括进气弯管和排气弯管，其中，中央弯曲部分是进气弯管和排气弯管的中间部分，且所述进气弯管和所述排气弯管分别覆盖所述弯管部分所覆盖的整个弯曲角度的50%。其中，在弯曲面内测得的所述弯管部分的最小直径设置在所述中央弯曲部分内。此外，所述弯管部分的弯曲半径沿着所述弯管部分发生变化，从而所述进气弯管的弯曲半径大于所述排气弯管的弯曲半径。 通过减小排气管的至少在中央弯曲部分中的在弯曲面内的直径，对于低频噪音衰减和流动噪音能够实现有利的效果。弯管部分的直径较小还可减小高阶模式的传播，从而降低高频范围的流动噪音。通过减小一部分弯管部分、特别是仅减小中央弯曲部分的直径，可在局部获得良好的效果。然而，可防止产生弯管部分内流速整体提高的负面效应。弯管部分的在弯曲面内的较小管道直径可通过增加排气管在其他方向、例如垂直于弯曲面内的径向方向的横向方向上的延伸来全部或部分地加以补偿。 此外，将排气弯管的弯曲半径设置成小于进气弯管的弯曲半径，考虑到了流体，优选为诸如尾气的气体进入弯管和离开弯管时的不同流动行为。进气弯管和排气弯管的不同弯曲半径对已进行一定程度转动的流动的分离特性有一定影响。具体而言，在U型转动中，流体在弯曲过程中和弯曲后的区域内的流动分离会显著增加排气管道内的流动噪音。由于进气弯管的弯曲半径较大，流体将以更加平稳的方式被引导和重新导向到弯管部分的进气弯管内。具有较大弯曲半径的平滑进气弯管防止过早的流动分离或推迟了流动分离。排气弯管的较小弯曲半径使弯管部分在排气弯管中呈现较尖锐转弯。这样，流体流动在弯管部分和排气管内的重新导向就更加尖锐，从而可局限在弯管的更局部的区段内。在尖锐的排气弯管中，也可通过调整横截面形状来抑制流动分离。 在所述中央弯曲部分内，较小的直径以及中央弯曲部分的弯管部分的横截面形状的调整，使得可调整流体，使其最佳地进入到排气弯管的最尖锐部分。 在排气弯管内可以选择一种或多种弯曲半径择，以使排气弯管内的流动方向基本对应于中央弯曲部分的已处于下游端或其紧后面的排气管内的流动方向。 进气弯管和排气弯管可具有一个或多个不同的弯曲半径。弯管部分的弯曲半径可沿着弯管部分变化。弯管部分可包括具有恒定弯曲半径的区段。优选地，排气弯管的局部弯曲半径小于进气弯管的局部弯曲半径。 根据本专利技术的排气管道的几何参数沿着排气管道的长度而变化。至少在中央弯曲部分的一部分内，或沿着该中央弯曲部分，将这些几何参数选择为沿着排气管道的弯管部分变化。优选的是，排气管道或其弯管部分的几何参数分别发生局部的变化。由于排气管道的几何形状进行了局部的调整，从而根据本专利技术的排气管道在降低排气管道内的低频噪音衰减、压力损失以及流动噪音方面得到了优化。由于局部化，从而在某些区段具有极值或不期望的值，但是排气管道的整体性能得到了优化。可通过单独优化的在整个弯曲范围内保持为恒定的特征来进一步提升排气管道的弯曲部的整体性能。具体而言，在根据本专利技术的排气管道中，通过不对称地选择几何参数，特别是使排气弯管内的弯曲半径不同于进气弯管内的弯曲半径，而考虑了进气弯管和排气弯管中的不同流动特性。 优选地，根据本专利技术的排气管道设置在消音器内，或设置在排气系统中对排气系统的整体流动噪音有显著影响的位置处。更加优选的是，根据本专利技术的排气管道，特别是其弯管部分，优化为排气系统中的端管。在排气系统的热端，例如在歧管内，在紧接着发动机的管道内，或者在催化转换器之前的管道内产生的管道部件内的流动噪音在下游排气部件中得以充分抑制，从而不会导致从排气系统的开口端发出的噪音。因此，不会将热端管道设计成使得降低流动噪音。然而，在消音器或者可能还在消音器紧上游的第一管道内，在排气系统的更加靠近其开口端的冷端，诸如端管处，产生的流动噪音通常不能在余下的下游排气部件中得到充分的衰减。这样就不会导致从排气系统的开口端发出的噪音。因此，在布置在消音器紧上游或紧下游、或至少部分布置在消音器内部的弯曲管道(例如在端管)内，流动噪音及对其的抑制需要通过合适地选择弯曲管道的构造并根据本专利技术来加以考虑。 优选地，排气系统内的端管布置在消音器之后，但是也可部分地或全部地布置在消音器内。 根据本专利技术的排气管道优选弯曲超过90度，更加优选地，弯曲程度在约160度和200度之间。这样，优选的是，排气管道大致形成为U型，其中将(正好为)U型的转弯限定为形成180度弯曲。优选的是，进气管道和排气管道为直管。优选的是，进气管道和排气管道为具有圆形横截面的管。 本文中使用的术语“弯曲面”指的是弯管部分所处的平面。弯管部分的弯曲半径也位于弯曲面内。一般而言，弯曲面将弯管部分分为两个半部。优选地，进气管或排气管，或者进气管和排气管二者也位于弯曲面内。在这些实施方式中，弯曲面将排气管道分为两个半部。每一半部于是包括半个进气管，半个弯管部分和半个排气管。优选地，弯曲面是弯管部分的对称面，更加优选的，是排气管或排气管的一些部分的对称面。该弯曲面无需是扁平的或平的面。在不偏离本专利技术的范围内，根据本专利技术的弯管部分或整个排气管道无需位于平的平面内，也无需位于都位于相同的平面内。特别是在排气系统中，管道需要布置成配合在有限的空间中，或者将其布置在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种排气管道，该排气管道包括进气管、排气管以及布置在所述进气管与所述排气管之间的弯管部分，所述弯管部分包括进气弯管和排气弯管，其中，中央弯曲部分是所述进气弯管和所述排气弯管的中间部分，并且所述进气弯管和所述排气弯管各自占据由所述弯管部分所占据的整个弯曲角度的50％，其中，在弯曲面内测得的所述弯管部分的最小直径位于所述中央弯曲部分内，而且其中，所述弯管部分的弯曲半径沿着所述弯管部分而变化，使得所述进气弯管的弯曲半径大于所述排气弯管的弯曲半径。

【技术特征摘要】
2013.09.05 EP 13183195.01.一种排气管道，该排气管道包括进气管、排气管以及布置在所述进气管与所述排气管之间的弯管部分， 所述弯管部分包括进气弯管和排气弯管，其中，中央弯曲部分是所述进气弯管和所述排气弯管的中间部分，并且所述进气弯管和所述排气弯管各自占据由所述弯管部分所占据的整个弯曲角度的50%， 其中，在弯曲面内测得的所述弯管部分的最小直径位于所述中央弯曲部分内，而且 其中，所述弯管部分的弯曲半径沿着所述弯管部分而变化，使得所述进气弯管的弯曲半径大于所述排气弯管的弯曲半径。2.根据权利要求1所述的排气管道，其中，所述弯管部分弯曲约为160度到200度。3.根据权利要求1或2所述的排气管道，其中，最小弯曲半径位于所述弯管部分的整个弯曲角度的约50%到约85%之间。4.根据前述权利要求中任一项所述的排气管道，其中，所述弯管部分的最大横截面位于所述中央弯曲部分内。5.根据前述权利要求中任一项所述的排气管道，其中，包括所述中央弯曲部分的所述排气弯管的R/d比小于1.5，例如小于或等于1，其中d为在所述弯曲面内测得的所述排气管道的直径。6.根据前述权利要求中任一项所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：F·多格，E·昂塞纳，K·韦尔戈特，M·维泽纳，
申请(专利权)人：斯坎比亚控股塞浦路斯有限公司，
类型：发明
国别省市：塞浦路斯;CY