CN106194366A - 具有多个内管的用于车辆消声器的排气尾管 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有多个内管的用于车辆消声器的排气尾管，该排气尾管具有管状本体，所述排气尾管可以包括位于所述本体中的中间管和围绕中间管的外圆周表面设置的多个副管。

Description

具有多个内管的用于车辆消声器的排气尾管
相关申请的交叉引用
本申请要求2015年5月29日提交的韩国专利申请第10-2015-0076304号的优先权，该申请的全部内容结合于此用于通过该引用的所有目的。
技术领域
本发明涉及一种用于车辆消声器的排气尾管，更具体地，涉及一种用于车辆的排气尾管，其包括位于管状本体中的中间管以及围绕中间管的外圆周表面设置的多个副管。
背景技术
通常，用于车辆的排气系统主要地包括净化器和消声器。
净化器是去除在发动机工作的时候排出的排放气体中含有的对人体有害的物质(例如一氧化碳或氮化合物)的装置，而消声器用来降低从车辆排出的排放气体的噪声。
图1显示常用的用于车辆的消声器。消声器101具有进气管102和排气尾管103，从发动机排出的排放气体流动进入该进气管102，排放气体经过排气尾管103排放至消声器101的外部。
由于发动机性能的改进，从消声器101排出的排放气体的速度随着发动机的转速(RPM)增加而增加，从而排放气体的噪声也增加。
图2显示通过消声器的排气尾管103排出的排放气体G的速度Vg和排气尾管103的周围的空气(大气空气)的速度Va。如图所示，在排放气体G与周围空气A之间的边界B处的排放气体的速度Vg与周围空气的速度Va之间存在很大差异，排放气体G和周围空气A之间的速度差越大，排气尾管103外部的气体流动噪声增加越多。
公开于本发明背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本发明的各个方面致力于提供一种用于车辆消声器的排气尾管，其通过改进消声器的排气尾管的结构来减小排出的排放气体与排气尾管周围的空气之间的速度差从而能够降低排气尾管外部的气体流动噪声，并增强消声器降低排放气体噪声的功能。
根据本发明的各个方面，一种用于车辆的排气尾管，其具有管状本体，所述用于车辆的排气尾管可以包括位于所述本体中的中间管和围绕中间管的外圆周表面设置的多个副管。
中间管的长度可以比每个副管的长度更短，中间管的直径可以比每个副管的直径更大。
副管的暴露于排气尾管的本体外部的部分可以具有相同的长度。
中间管的暴露于排气尾管的本体外部的部分的长度可以比副管的暴露于本体外部的部分的长度更短。
副管的暴露于排气尾管的本体外部的部分可以具有不同的长度。
副管的暴露部分的长度可以从中间管的下侧至上侧逐渐增加。
中间管和副管可以通过垂直地穿透圆板型的固定板来固定，该固定板安装在本体中。
根据本发明的各个方面，通过减小经由排气尾管的副管所排出的排放气体的速度、经由中间管所排出的排放气体的速度和周围空气的速度之间的差而形成平缓的速度梯度，从而显著地降低排气尾管的外部的气体流动噪声。
此外，根据本发明的各个实施方案，本发明是非常先进的发明的原因在于通过排气尾管所排出的排放气体从上侧至下侧产生整体速度梯度，通过由整体速度梯度引起的涡流使排放气体与周围空气迅速混合，从而快速地降低排放气体的噪声。
应当理解，此处所使用的术语“车辆”或“车辆的”或其它类似术语一般包括机动车辆，例如包括运动型多用途车辆(SUV)、大客车、卡车、各种商用车辆的乘用汽车，包括各种舟艇、船舶的船只，航空器等等，并且包括混合动力车辆、电动车辆、可插式混合动力电动车辆、氢动力车辆以及其它替代性燃料车辆(例如源于非石油的能源的燃料)。正如此处所提到的，混合动力车辆是具有两种或更多动力源的车辆，例如，汽油动力和电力动力两者的车辆。
本发明的方法和装置可以具有其他的特性和优点，这些特性和优点从并入本文中的附图和随后的具体实施方式中将是显而易见的，或者将在并入本文中的附图和随后的具体实施方式中进行详细陈述，这些附图和具体实施方式共同用于解释本发明的特定原理。
附图说明
图1为显示根据相关技术的常用的用于车辆的消声器的视图。
图2为显示根据相关技术的通过消声器的排气尾管排出的排放气体的速度与排气尾管的周围的空气的速度的视图。
图3为根据本发明的示例性的排气尾管的立体图。
图4为根据本发明的示例性的排气尾管的侧视图。
图5A为显示根据相关技术的常用的排气尾管的工作状态的视图，图5B为显示根据本发明的示例性的排气尾管的工作状态的视图。
图6为根据本发明的示例性的排气尾管的立体图。
图7为图6中的根据本发明的示例性的排气尾管的侧视图。
图8为显示图6中的根据本发明的示例性的排气尾管的工作状态的视图。
图9A显示通过根据相关技术的常用的排气尾管而排出的排放气体的状态，图9B显示通过根据本发明的示例性的排气尾管而排出的排放气体的状态。
应当理解，附图并非按比例地绘制，显示了说明本发明的基本原理的各种示例性特征的略微简化的画法。本发明所公开的本发明的具体设计特征(包括例如具体尺寸、方向、位置和形状)将部分地由具体所要应用和使用的环境来确定。
具体实施方式
下面将详细参考本发明的各个实施方案，这些实施方案的示例被显示在附图中并描述如下。尽管本发明将与示例性实施方案结合加以描述，但是应当理解，本说明书并非旨在将本发明限制为那些示例性实施方案。相反，本发明旨在不但覆盖这些示例性实施方案，而且覆盖可以被包括在由所附权利要求所限定的本发明的精神和范围之内的各种选择形式、修改形式、等价形式及其它实施方案。
图3为根据本发明的各个实施方案的排气尾管的立体图，图4为根据本发明的各个实施方案的排气尾管的侧视图。
参考附图，根据本发明的各个实施方案的排气尾管10包括中间管30和多个副管20，该中间管30位于空的中空管状本体11中，所述多个副管20围绕中间管30的外圆周表面设置。
此处，排气尾管10的本体具有圆柱形形状。
在此情况下，中间管30的长度L1比副管20的长度L2更短，而中间管30的直径R1比副管20的直径R2更大。
中间管30和副管20垂直地穿透圆板型的固定板40，固定板40没有间隙地紧密地安装在本体11中从而防止流入消声器的排放气体泄漏。
此外，所有副管20都具有相同的长度L2，所有副管20的暴露于排气尾管的本体11外部的部分都具有相同的长度D1。
此外，中间管30的暴露于排气尾管的本体11外部的部分的长度D2比副管20的暴露于本体11外部的部分的长度D1更短。
中间管30和副管20通过焊接而附接至圆板型的固定板40，固定板40(中间管30和副管20附接至该固定板40)通过压配合进入排气尾管的本体11中而固定，从而制造排气尾管10。
另外，排气尾管10(中间管30和副管20如上所述的固定至该排气尾管10)通过焊接而联接至消声器本体，由此将根据本发明的排气尾管应用于消声器。
图5A和5B为分别显示根据相关技术的常用排气尾管工作的状态和根据本发明的各个实施方案的排气尾管工作的状态的视图。
首先，图5A显示通过常用的排气尾管(该排气尾管已参考图2进行描述)排出的排放气体的状态。当将通过排气尾管103排出的排放气体G的速度Vg与排气尾管103的周围的空气A的速度Va进行比较时，排放气体的速度Vg比周围空气的速度Va更高，从而在排气尾管103的外部产生很大的气体流动噪声。
相反地，如图5B(其显示根据本发明的各个实施方案的排气尾管的工作状态)中所示，周围空气A的速度Va等于在图5A中显示的周围空气的速度Va，但经过排气尾管10的排放气体G流经的长度由于经过排气尾管10的本体11的排放气体回流进入副管20并随后通过副管20排出而增加。
因此，排放气体G的速度随着排放气体流经的长度的增加而成比例地减小，这样的好处是，通过副管20排出的排放气体的速度Vg1变得比通过图5A左侧中所示的常用排气尾管103排出的排放气体的速度Vg更低(即Vg>Vg1，在附图中为了方便起见，Vg是指高速度，而Vg1是指中等速度)。
此外，中间管30的暴露于排气尾管的本体11的外部的部分的长度D2比副管20的暴露于本体11外部的部分的长度D1更短，中间管30的长度L1比副管20的长度L2更短，中间管30的直径R1比副管20的直径R2更大，从而使得通过中间管30排出的排放气体比通过副管20排出的排放气体更早地排入空气中，通过中间管30排出的排放气体的速度Vg2变得比周围空气的速度Va更高，但是由于排出的排放气体到达副管20的端部开口处时产生空气阻力，因此通过中间管30排出的排放气体的速度Vg2比通过副管20排出的排放气体的速度Vg1更低，(即Vg1>Vg2>Va，在附图中为了方便起见Vg2是指低速度)。
因此，如图5B中所示，通过根据本发明的示例性实施方案的排气尾管10的副管20所排出的排放气体G的速度Vg1、通过中间管30所排出的排放气体G的速度Vg2以及周围空气的速度Va之间的差异比通过图5A中所示的常用排气尾管103所排出的排放气体的速度Vg与周围空气的速度Va之间的差异更小，使得速度梯度变得平缓，排气尾管10外部的气体流动噪声减小。
图6为根据本发明的各个实施方案的排气尾管的立体图，图7为根据本发明的各个实施方案的排气尾管的侧视图。
参考附图，根据本发明的各个实施方案的排气尾管100基本上具有与图3的各个实施方案的排气尾管10相同的结构，但副管120的暴露于排气尾管的本体110外部的部分具有不同的长度D3、D3'、D3”和D3”'。
更详细地，图6的各个实施方案与上文所述的图3的各个实施方案相同，其中排气尾管100包括中间管130和多个副管120，该中间管130位于空的中空管状本体110中，所述多个副管120围绕中间管130的外圆周表面设置，其中中间管130的长度L1比副管120的长度L2更短，中间管130的直径R1比副管120的直径R2更大。
这里，排气尾管100的本体110可具有圆柱体形状。
在此情况下，副管120的暴露于排气尾管的本体110外部的部分具有不同的长度D3、D3'、D3”和D3”'。副管120也可以具有相同的长度，除此之外可以具有不同的长度。
此外，如图所示，位于中间管130上侧的副管120的暴露部分的长度比位于中间管130下侧的副管120的暴露部分的长度更长。亦即，副管120的暴露部分的长度从中间管130的下侧至上侧逐渐增加。
同时，与图3的各个实施方案类似，中间管130和副管120垂直地穿透圆板型的固定板140，固定板140没有间隙地紧密地安装在本体110中从而防止流入消声器的排放气体泄漏。
中间管130和副管120通过焊接而附接至圆板型的固定板140，固定板140(中间管130和副管120附接至该固定板140)通过压配合进入排气尾管110中而固定，从而根据图6的各个实施方案制造排气尾管100。
另外，排气尾管110(中间管130和副管120如上所述的固定至该排气尾管110)通过焊接而联接至消声器本体，由此将根据本发明的排气尾管应用于消声器。
图8显示根据本发明的各个实施方案的排气尾管的工作状态的视图。
如图所示，经过排气尾管100的本体110的排放气体G回流进入副管120并随后通过副管120排出，使得经过排气尾管100的排放气体G流经的长度增加。
然而，排放气体以预定的顺序经过副管120排出。亦即，由于副管120的暴露于排气尾管的本体110外部的部分具有不同的长度D3、D3'、D3”和D3”'，而位于中间管130上侧的副管120的暴露部分的长度比位于中间管130下侧的副管120的暴露部分的长度更长，因此排放气体首先通过位于中间管130下侧的副管120排出进入空气，排出的排放气体的速度Vg3由于从初始排出时间t1经过中间排出时间t2至最终排出时间t3的空气阻力而减少。然而，由于通过位于与中间管130相同高度的副管120所排出的排放气体比通过位于下端的副管120所排出的排放气体排放得更晚，因此在中间排出时间t2所排出的排放气体的速度Vg4在向着最后排出时间t3的过程中减小，但是排放气体的速度Vg4的减小程度比通过位于下端的副管120所排出的排放气体的速度Vg3的减小程度更小。这样的好处是，通过位于与中间管130相同高度的副管120所排出的排放气体的速度Vg4比通过位于下端的副管120所排出的排放气体的速度Vg3更高(即Vg4>Vg3)。
由于相似的原理，因为通过位于中间管130上侧的副管120所排出的排放气体比通过位于与中间管130相同高度的副管120所排出的排放气体排放得更晚，所以通过位于中间管130上侧的副管120所排出的排放气体在最后排出时间t3排出，从而使得速度减小的程度较小。这样的好处是，通过位于中间管130上侧的副管120所排出的排放气体的速度Vg5比通过位于与中间管130相同高度的副管120所排出的排放气体的速度Vg4更高(即Vg5>Vg4)。此原理同样地适用于通过位于最顶端的副管120所排出的排放气体的速度，使得通过位于最顶端的副管120所排出的排放气体的速度Vg6比通过位于中间管130上侧的副管120所排出的排放气体的速度Vg5更高(即Vg6>Vg5)。
因此，在通过根据本发明的各个实施方案的排气尾管100所排出的排放气体排放的最后排出时间t3，从上侧至下侧产生从排气尾管100所排出的排放气体的速度的整体速度梯度(global velocity gradient)，并引起排气尾管100的周围处的空气的涡流(空气漩涡)，使得排放气体迅速与空气混合，由此快速降低排放气体的噪声。
图9A显示通过常用排气尾管所排出的排放气体的状态，图9B显示通过根据本发明的各个实施方案的排气尾管所排出的排放气体的状态，如图9A和图9B所示，通过图9A中所示的常用排气尾管103所排出的排放气体G的速度Vg比周围空气的速度Va更高，使得如左侧所示排放气体刚被排出之后的具有速度梯度的区域中产生气体流动噪声的噪声图，噪声在如右侧所示的区域中逐渐降低，同时在排放气体排出之后排放气体与周围空气混合。
相反地，如图9B(图9B显示了通过根据本发明的另一个示例性实施方案的排气尾管所排出的排放气体的状态)所示，从根据另一个示例性实施方案的排气尾管100所排出的排放气体的速度的整体速度梯度从上侧至下侧产生，并在排出排放气体后立即引起排气尾管100的周围的空气的涡流。由于此涡流，排放气体迅速与周围空气混合，因此迅速降低噪声，从而快速的降低通过排气尾管100排出的排放气体的噪声。
为了方便解释和精确限定所附权利要求，术语“上”、“下”、“内”、“外”等被用于参考附图中所显示的这些特征的位置来描述示例性实施方式的特征。
前面对本发明具体示例性实施方案所呈现的描述是出于说明和描述的目的。前面的描述并不旨在成为穷举的，也并不旨在把本发明限制为所公开的精确形式，显然，根据上述教导很多改变和变化都是可能的。选择示例性实施方案并进行描述是为了解释本发明的特定原理及其它们的实际应用，从而使得本领域的其它技术人员能够实现并利用本发明的各种示例性实施方案及其不同的选择形式和修改形式。本发明的范围旨在由所附权利要求书及其等同方案加以限定。

Claims (12)

1.一种用于车辆的排气尾管，其具有管状本体，所述排气尾管包括：
中间管，其位于所述本体中；以及
多个副管，所述多个副管围绕所述中间管的外圆周表面设置。
2.根据权利要求1所述用于车辆的排气尾管，其中，所述中间管的长度比每个副管的长度更短，所述中间管的直径比每个副管的直径更大。
3.根据权利要求2所述的用于车辆的排气尾管，其中，所述中间管和副管通过垂直地穿透圆板型的固定板而固定，该固定板安装在所述本体中。
4.根据权利要求2所述的用于车辆的排气尾管，其中，所述副管的暴露于排气尾管的本体外部的部分具有相同的长度。
5.根据权利要求4所述的用于车辆的排气尾管，其中，所述中间管和副管通过垂直地穿透圆板型的固定板而固定，该固定板安装在所述本体中。
6.根据权利要求4所述的用于车辆的排气尾管，其中，所述中间管的暴露于排气尾管的本体外部的部分的长度比所述副管的暴露于本体外部的部分的长度更短。
7.根据权利要求6所述的用于车辆的排气尾管，其中，所述中间管和副管通过垂直地穿透圆板型的固定板而固定，该固定板安装在所述本体中。
8.根据权利要求2所述的用于车辆的排气尾管，其中，所述副管的暴露于排气尾管的本体外部的部分具有不同的长度。
9.根据权利要求8所述的用于车辆的排气尾管，其中，所述中间管和副管通过垂直地穿透圆板型的固定板而固定，该固定板安装在所述本体中。
10.根据权利要求8所述的用于车辆的排气尾管，其中，所述副管的暴露部分的长度从中间管的下侧至上侧逐渐增加。
11.根据权利要求10所述的用于车辆的排气尾管，其中，所述中间管和副管通过垂直地穿透圆板型的固定板而固定，该固定板安装在所述本体中。
12.根据权利要求1所述的用于车辆的排气尾管，其中，所述中间管和副管通过垂直地穿透圆板型的固定板而固定，该固定板安装在所述本体中。
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