排氣管的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種承載內(nèi)燃機排氣系統(tǒng)的廢氣的管。本發(fā)明還涉及一種配備有至少一根這樣的管的排氣系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]用于從內(nèi)燃機排出燃燒廢氣的排氣系統(tǒng)實現(xiàn)多種功能。最重要的功能一方面是進行廢氣后處理，以便減少內(nèi)燃機的污染物排放。另一方面，排氣系統(tǒng)實現(xiàn)吸聲，以便減少內(nèi)燃機的噪聲排放。帶有小的阻尼體積的吸聲器實際上能根據(jù)需要沿著排氣系統(tǒng)定位在這里，并且能與承載排氣系統(tǒng)的廢氣的管聲學地連接。例如，這樣的吸聲器的管狀殼體能與這樣的排氣管同心地布置，并能經(jīng)由側(cè)面上的端板與之連接。排氣管中的穿孔于是導致排氣系統(tǒng)(即排氣管的內(nèi)部)與在所述殼體中形成的阻尼室之間的聲學耦合，所述阻尼室以環(huán)形方式圍繞排氣管。然而，在這樣簡單的吸聲器中的問題是一方面排氣管的和另一方面管狀殼體的不同熱負荷。通常，排氣管暴露于比殼體明顯高的溫度波動，使得位于側(cè)面上的殼體的端板上的殼體與排氣管之間的連接部位承受高的熱交變負荷。為了解決該問題，基本上可想到的是，中斷殼體內(nèi)的排氣管(即將殼體固定在排氣管上的兩塊端板之間的排氣管)，或者給其配備滑動座，使得殼體最終在排氣管的縱向方向上相對于排氣管被可移動地保持。然而，這樣的結(jié)構(gòu)形狀是相對成本較高的。另外，能出現(xiàn)關(guān)于氣密性的問題。
[0003]另外，例如當排氣系統(tǒng)的兩個相對重的部件彼此必須經(jīng)由這樣的排氣管連接時，用于排氣系統(tǒng)的排氣管還能有助于排氣系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明涉及對于承載廢氣的上述類型的管或相應(yīng)地對于配備有所述管的排氣系統(tǒng)指出的問題，改進的實施例尤其地通過附加功能區(qū)分。尤其地，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，以對于排氣管的提高的尺寸穩(wěn)定性或相應(yīng)地剛度為目標。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，能期望吸聲器的特別經(jīng)濟的生產(chǎn)。另外，作為附加方面，能以帶有吸聲器功能的排氣管的緊湊結(jié)構(gòu)形式為目標。
[0005]本發(fā)明的問題由獨立權(quán)利要求的主題解決。有利的實施例是從屬權(quán)利要求的主題。
[0006]本發(fā)明基于的總的思想是給承載廢氣的管(下文也稱為排氣管)配備相對于排氣管的管狀本體單獨生產(chǎn)的裝接部分，其中，裝接部分被外部地添加到管狀本體上，使得在管狀本體上，外部地產(chǎn)生完全或部分地由裝接部分界定的空腔。此外，裝接部分與管狀本體彼此協(xié)調(diào)，裝接部分在管狀本體的周向方向上延伸小于360°上、并且優(yōu)選地延伸180°或延伸小于180°。通過在管狀本體上布置裝接部分，排氣管在裝接部分的區(qū)域中被加強。由于裝接部分構(gòu)造成或相應(yīng)地布置在管狀本體上，使得在承載廢氣的管狀本體的內(nèi)部外附加地形成空腔，所以與管狀本體的縱向方向橫向地出現(xiàn)增大的面積慣性矩，所述增大的面積慣性矩明顯提高排氣管的剛度。空腔的提供附加地提供了將空腔用作聲音阻尼室的可能性，由此，排氣管能改為吸聲器。這樣的吸聲器能以相對便宜的方式實現(xiàn)，因為大體上僅僅必須將裝接部分安裝在排氣管的管狀本體上。裝接部分設(shè)置在排氣管上，使得裝接部分最多在管狀本體的外周的一半上延伸，附加地導致非常緊湊的結(jié)構(gòu)形狀，使得在此介紹的排氣管實際上能在排氣系統(tǒng)的起點與終點之間的任何期望的位置實現(xiàn)，所述起點通常由排氣歧管形成，并且所述終點通常由尾管形成。
[0007]例如，因此能提供朝著外部封閉的空腔。另外，能提供流體地和/或聲學地連接至管狀本體的內(nèi)部的空腔。此外，能可選擇地提供填充或充滿吸聲材料的空腔。
[0008]根據(jù)有利的實施例，裝接部分能在管狀本體的彼此背離的兩側(cè)上緊固在管狀本體上。裝接部分在此沿著管狀本體的縱向延伸，使得裝接部分在管狀本體上的緊固同樣在相對的兩側(cè)上進行，并且優(yōu)選地在管狀本體的橫截面中在彼此直徑相對的兩側(cè)上進行。通過裝接部分與管狀本體的直接耦合，尤其地在裝接部分與管狀本體之間實現(xiàn)好的熱耦合，使得管狀本體與裝接部分之間的溫度差減小。結(jié)果，裝接部分與管狀本體之間的熱致應(yīng)力同樣減小。
[0009]根據(jù)特別有利的另一改進，裝接部分能借助于焊接連接緊固在管狀本體的相應(yīng)側(cè)上，所述焊接連接沿著管狀本體在管狀本體的縱向方向上延伸。由于裝接部分與管狀本體之間的固定因此沿著管狀本體的縱向方向進行，所以熱致膨脹差僅導致焊縫內(nèi)相對小的應(yīng)力，因為管狀本體僅在其縱向方向上承受應(yīng)力。實施例有利的是，相應(yīng)焊接連接在裝接部分的整個長度上延伸。因此，使相應(yīng)焊縫的熱交變負荷最小化。
[0010]在另一有利的實施例中，裝接部分能夠是由一體制造的殼型本體，所述殼型本體與承載廢氣的管狀本體的縱向長度橫向地具有帶有U形橫截面和經(jīng)由彎曲連接的兩條腿，所述兩條腿緊固在管狀本體的相對側(cè)上。裝接部分的殼型本體構(gòu)造使得能夠特別經(jīng)濟地實現(xiàn)裝接部分和配備有所述裝接部分的排氣管?？涨挥谑且环矫嬗裳b接部分的內(nèi)壁界定，并且另一方面由管狀本體的外壁界定。
[0011]根據(jù)有利的另一改進，管狀本體能在裝接部分的區(qū)域中被穿孔。這樣的穿孔基本上能例如由單個壁開口或優(yōu)選地由多個相對小的壁開口以任何期望的方式構(gòu)成。通過穿孔，管內(nèi)部與空腔產(chǎn)生聲學耦合，由此，空腔能用作聲音阻尼室。例如，空腔用作膨脹室或用作吸收室。通過穿孔或相應(yīng)地穿孔的開口的定向協(xié)調(diào)，還能實現(xiàn)一種Helmholtz共振器，所述Helmholtz共振器的共振體積由空腔界定，并且所述Helmholtz共振器的振動體積在穿孔的開口內(nèi)形成?；旧?，如果以合適的方式提供包含振動體積的所謂“頸部”，則還能實現(xiàn)“真正的” Helmholtz共振器。例如，Helmholtz共振器的這樣的頸部能由從裝接部分內(nèi)的管狀本體分支的支管、由裝接部分的對應(yīng)幾何形狀或由在管狀本體中的壁開口的生產(chǎn)中的管狀本體的突起或球根成形產(chǎn)生。類似得，當穿孔的開口具有最大Imm的開口橫截面時，能借助于微穿孔實現(xiàn)聲音阻尼。
[0012]在替代性的實施例中，裝接部分是一體制造的另一或其他管狀本體，所述另一或其他管狀本體具有以與承載廢氣的管狀本體的外壁互補的方式成形的連接側(cè)，附加的管狀本體被添加到所述外壁上，使得連接側(cè)以面方式接觸外壁。通過外側(cè)與外壁之間的面接觸，在裝接部分與管狀本體之間能實現(xiàn)高效傳熱，所述高效傳熱減小由溫度差引起的熱致應(yīng)力。在該結(jié)構(gòu)形式中，空腔至少在排氣管的橫截面中排他地由裝接部分的內(nèi)側(cè)界定。這使得空腔的成形能夠獨立于承載廢氣的管狀本體。
[0013]根據(jù)有利的另一改進，裝接部分的連接側(cè)和承載廢氣的管狀本體的外壁能在連接側(cè)與外壁之間的接觸區(qū)域中被穿孔。此外，因此，在廢氣流過的管狀本體的內(nèi)部與未被流過的裝接部分的空腔之間形成聲學耦合，以便實現(xiàn)吸聲功能。連接側(cè)與外壁的穿孔基本上能相同地構(gòu)成。此外，能夠不同地構(gòu)造穿孔。例如，管的外壁能形成有由多個開口形成的穿孔，然而，連接側(cè)具有由單個開口形成的穿孔，所述單個開口延伸覆蓋外壁的穿孔的所有開口。此外，可采用相反的結(jié)構(gòu)形式。
[0014]根據(jù)另一有利的實施例，空腔在管狀本體的縱向長度上在每端被封閉元件封閉。當相應(yīng)空腔聲學地并且還最終流體地耦合至管狀本體的內(nèi)部時，這樣的在空腔的縱向端處的封閉尤其是必需的。相應(yīng)的封閉元件基本上能相對于裝接部分是單獨的部件，所述單獨的部件以合適的方式緊固至裝接部分。同樣地，可想到的是，在裝接部分上一體地形成相應(yīng)封閉元件。此外，可想到的是，將相應(yīng)的封閉元件緊固在管狀本體上。還可想到的是，在管狀本體上一體地形成至少一個這樣的封閉元件。
[0015]承載廢氣的管狀本體基本上能具有任何期望的空間縱向長度或縱向延伸。例如，其能為彎曲形狀或以直線延伸。
[0016]就管狀本體以直線延伸或具有直線段而言，可想到的是，將至少兩個這樣的裝接部分布置在管狀本體上，所述至少兩個這樣的裝接部分在管狀本體的周向方向上和/或在管狀本體的縱向方向上彼此偏移地布置在管狀本體上。這樣，能特別有利地利用沿著排氣系統(tǒng)可得到的安裝空間，以便通過將多個這樣的裝接部分布置在相應(yīng)排氣管上來提供加強和/或吸聲功能。
[0017]在另一有利的實施例中