[发明专利]用于低频噪音衰减的混合气门

说明书

技术领域

本发明涉及一种车辆排气系统中的混合气门组件，更具体地说涉及一种通过选择性地提供被动气门功能或主动控制功能以提供期望气门特性的混合气门组件。

背景技术

排气系统已被广泛熟知并且广泛应用于内燃机。通常，排气系统包括排气管，这些排气管将来自发动机的热排气传送至诸如消声器、谐振器等之类的其它排气系统部件。消声器包括用于消除由排气所携带的声波的声室。尽管消声器是有效的，但其在尺寸方面通常相对较大，而且提供的噪音衰减有限。

已经有人提议在消声器中包括气门以提供额外的噪音衰减。然而，所提议的气门具有许多缺点，这些缺点限制了它们在多种应用中的广泛使用。

如所知，消声器根据应用而经历不同的运行环境。例如，用于客车的主消声器由于其通常所处位置而会遭受到600摄氏度的排气，而在卡车、小型厢型车或SUV（运动型多用途车）应用中使用的消声器可经历超过750摄氏度的气体。

在客车应用中，已经将被动噪音衰减气门直接结合在消声器本体内用以提供噪音衰减。该气门包括用于偏压气门本体以使其在限定排气流动路径的气门壳体内进行枢转运动的弹簧。该弹簧在高温环境中的应用有限。通常需要用非常昂贵的专用高温弹簧材料。另外，可能难以将这些气门封装在较小尺寸的消声器中，这些较小尺寸的消声器通常作为诸如卡车、SUV、小型厢型车等之类的大型车辆的多消声器构型的一部分。

该气门控制着沿该排气流动路径的排气流量。气门本体可在关闭位置与打开位置之间移动，其中，在关闭位置处，排气流动路径的100%被气门本体阻塞住，在打开位置处，该排气流动路径的阻塞被控制在最小。

此外，这些已知的被动气门用在设置有旁路流动路径的构型中。在这类构型中有用于排气的主流动路径和旁路流动路径。该气门本体定位在限定该主流动路径的内部消声管内。如上所述，该气门本体构造成当处于该关闭位置时阻塞住该主流动路径的100%。旁路管在位于气门本体的上游的位置处和位于气门本体的下游的位置处与内部消声管流体连通。在某种情况下，例如当主流动路径被100%阻塞住时，排气经由该旁路管引导绕过该气门本体。

从组装、材料及重量的角度出发，设置旁路流体路径是不利的。此外，如上所述，难以将这些气门封装在较小的消声器中，并且这些气门在高温环境中不能有效地运行。

另外，这些已知的被动气门构型不能有效地使低频噪音衰减。有人尝试不用被动气门，通过增大消声器体积或者增大背压来改善低频噪音衰减。从费用、材料及封装空间的角度出发，增大消声器体积是不利的。增大背压会负面影响发动机功率。

还尝试将无旁路构型与主动控制的、真空操作的气门构型一起使用。然而，从费用和封装的角度出发，这是不利的。

因此，存在对更为有效的噪音衰减气门的需求，该噪音衰减气门在排气流内有效地起作用，并且可使低频噪音衰减，以提供期望的气门特性。本发明在消除了现有技术的缺点和劣势的同时满足了这些需求。

发明内容

一种用于排气系统的混合气门组件包括具有限定排气流动路径的孔的排气管。叶片安装在该孔内并且可在打开位置与关闭位置之间移动。弹性构件朝向关闭位置偏压叶片。气门致动器具有接通（ON）位置和断开（OFF）位置，在该接通位置时，由气门致动器主动地控制叶片的运动，在该断开位置时，由排气流被动地控制叶片的运动。

在一个示例中，排气流动路径具有横截面区域并且叶片在处于关闭位置时覆盖该横截面区域的87.5%至92.5%。

在另一示例中，致动器包括诸如螺线管之类的线性致动器。

在另一示例中，当气门致动器处于断开位置中时，叶片仅响应于大于弹性构件的偏压力的排气压力从关闭位置朝向打开位置移动。

在另一示例中，该组件包括一输入，该输入可由用户选择性地致动使气门致动器在接通位置与断开位置之间移动。接通位置与断开位置之间的选择基于提供期望的气门特性进行。

一种控制混合气门组件的示例方法包括选择性地使气门致动器在接通位置与断开位置之间移动，在该接通位置时，由气门致动器主动地控制叶片的运动，在该断开位置时，由排气流被动地控制叶片的运动。

本发明的这些特征及其它特征可通过下列说明和附图得到最好地理解，以下说明为简要描述。

附图说明

图1示出了结合本发明主题的排气气门组件和排气部件的立体图。

图2示出了图1所示组件中所使用的气门轴、轴衬及弹簧的示意图。

图3示出了图2所示弹簧的截面图。