[發明專利]用于低頻噪音衰減的混合氣門

有效

• 申請號: 201310532971.6
• 申請日: 2013-10-31
• 公開（公告）號: CN103790676A
• 公開（公告）日: 2014-05-14
• 發明（設計）人: 克溫·艾布拉姆;約瑟夫·卡拉汗;羅賓·維拉茨
• 申請（專利權）人: 佛吉亞排放控制技術美國有限公司
• 主分類號: F01N1/08
• 分類號: F01N1/08
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 董敏;王婧

技術領域

本發明涉及一種車輛排氣系統中的混合氣門組件，更具體地說涉及一種通過選擇性地提供被動氣門功能或主動控制功能以提供期望氣門特性的混合氣門組件。

背景技術

排氣系統已被廣泛熟知并且廣泛應用于內燃機。通常，排氣系統包括排氣管，這些排氣管將來自發動機的熱排氣傳送至諸如消聲器、諧振器等之類的其它排氣系統部件。消聲器包括用于消除由排氣所攜帶的聲波的聲室。盡管消聲器是有效的，但其在尺寸方面通常相對較大，而且提供的噪音衰減有限。

已經有人提議在消聲器中包括氣門以提供額外的噪音衰減。然而，所提議的氣門具有許多缺點，這些缺點限制了它們在多種應用中的廣泛使用。

如所知，消聲器根據應用而經歷不同的運行環境。例如，用于客車的主消聲器由于其通常所處位置而會遭受到600攝氏度的排氣，而在卡車、小型廂型車或SUV（運動型多用途車）應用中使用的消聲器可經歷超過750攝氏度的氣體。

在客車應用中，已經將被動噪音衰減氣門直接結合在消聲器本體內用以提供噪音衰減。該氣門包括用于偏壓氣門本體以使其在限定排氣流動路徑的氣門殼體內進行樞轉運動的彈簧。該彈簧在高溫環境中的應用有限。通常需要用非常昂貴的專用高溫彈簧材料。另外，可能難以將這些氣門封裝在較小尺寸的消聲器中，這些較小尺寸的消聲器通常作為諸如卡車、SUV、小型廂型車等之類的大型車輛的多消聲器構型的一部分。

該氣門控制著沿該排氣流動路徑的排氣流量。氣門本體可在關閉位置與打開位置之間移動，其中，在關閉位置處，排氣流動路徑的100%被氣門本體阻塞住，在打開位置處，該排氣流動路徑的阻塞被控制在最小。

此外，這些已知的被動氣門用在設置有旁路流動路徑的構型中。在這類構型中有用于排氣的主流動路徑和旁路流動路徑。該氣門本體定位在限定該主流動路徑的內部消聲管內。如上所述，該氣門本體構造成當處于該關閉位置時阻塞住該主流動路徑的100%。旁路管在位于氣門本體的上游的位置處和位于氣門本體的下游的位置處與內部消聲管流體連通。在某種情況下，例如當主流動路徑被100%阻塞住時，排氣經由該旁路管引導繞過該氣門本體。

從組裝、材料及重量的角度出發，設置旁路流體路徑是不利的。此外，如上所述，難以將這些氣門封裝在較小的消聲器中，并且這些氣門在高溫環境中不能有效地運行。

另外，這些已知的被動氣門構型不能有效地使低頻噪音衰減。有人嘗試不用被動氣門，通過增大消聲器體積或者增大背壓來改善低頻噪音衰減。從費用、材料及封裝空間的角度出發，增大消聲器體積是不利的。增大背壓會負面影響發動機功率。

還嘗試將無旁路構型與主動控制的、真空操作的氣門構型一起使用。然而，從費用和封裝的角度出發，這是不利的。

因此，存在對更為有效的噪音衰減氣門的需求，該噪音衰減氣門在排氣流內有效地起作用，并且可使低頻噪音衰減，以提供期望的氣門特性。本發明在消除了現有技術的缺點和劣勢的同時滿足了這些需求。

發明內容

一種用于排氣系統的混合氣門組件包括具有限定排氣流動路徑的孔的排氣管。葉片安裝在該孔內并且可在打開位置與關閉位置之間移動。彈性構件朝向關閉位置偏壓葉片。氣門致動器具有接通（ON）位置和斷開（OFF）位置，在該接通位置時，由氣門致動器主動地控制葉片的運動，在該斷開位置時，由排氣流被動地控制葉片的運動。

在一個示例中，排氣流動路徑具有橫截面區域并且葉片在處于關閉位置時覆蓋該橫截面區域的87.5%至92.5%。

在另一示例中，致動器包括諸如螺線管之類的線性致動器。

在另一示例中，當氣門致動器處于斷開位置中時，葉片僅響應于大于彈性構件的偏壓力的排氣壓力從關閉位置朝向打開位置移動。

在另一示例中，該組件包括一輸入，該輸入可由用戶選擇性地致動使氣門致動器在接通位置與斷開位置之間移動。接通位置與斷開位置之間的選擇基于提供期望的氣門特性進行。

一種控制混合氣門組件的示例方法包括選擇性地使氣門致動器在接通位置與斷開位置之間移動，在該接通位置時，由氣門致動器主動地控制葉片的運動，在該斷開位置時，由排氣流被動地控制葉片的運動。

本發明的這些特征及其它特征可通過下列說明和附圖得到最好地理解，以下說明為簡要描述。

附圖說明

圖1示出了結合本發明主題的排氣氣門組件和排氣部件的立體圖。

圖2示出了圖1所示組件中所使用的氣門軸、軸襯及彈簧的示意圖。

圖3示出了圖2所示彈簧的截面圖。