BR112017011089B1

BR112017011089B1 - Método de determinação de posição e método para fabricar um sistema de exaustão

Info

Publication number: BR112017011089B1
Application number: BR112017011089-0A
Authority: BR
Inventors: Hidetoshi Kaida; Yukito Matsumoto; Shoichiro FUJITA; Shunya Oda
Original assignee: Oiles Corporation
Priority date: 2014-11-28
Filing date: 2015-11-16
Publication date: 2022-09-06
Also published as: BR112017011089A2; EP3225804B1; CN107002543A; JP2016102488A; US20170314450A1; WO2016084646A1; EP3225804A4; EP3225804A1; US10260401B2; CN107002543B; JP6450166B2; CA2965949A1; CA2965949C

Abstract

MÉTODO PARA DETERMINAR A POSIÇÃO DE DISPOSIÇÃO DE JUNTA ESFÉRICA PARA ACOPLAR TUBOS DE EXAUSTÃO ENTRE SI EM SISTEMA DE EXAUSTÃO E SISTEMA DE EXAUSTÃO São fornecidos um método para determinar a posição de disposição de uma junta esférica para acoplar tubos de exaustão entre si em um sistema de exaustão, e um sistema de exaustão, que permitem que as vibrações de motor sejam mais eficientemente amortecidas. Na presente invenção, os aferidores de tensão são fixados em uma pluralidade de localizações em um sistema de exaustão (1), vibrações simuladas que simulam vibrações de motor são conferidas à extremidade de lado a montante do sistema de exaustão (1), e a tensão de flexão é medida em cada aferidor de tensão. Com base na tensão de flexão medida em cada aferidor de tensão, é detectada uma posição na qual é gerado um momento de flexão que é igual a ou maior que um volume de torque que gera uma força máxima de atrito estático entre uma superfície circunferencial interna esférica (26) e uma superfície circunferencial externa esférica (27) de uma junta esférica (2) que entram em contato entre si, e a posição detectada é determinada como sendo a posição de disposição para a junta esférica (2).

Description

CAMPO DA TÉCNICA

[001] A presente invenção se refere a um sistema de exaustão para descarregar gás de exaustão de um motor de um automóvel ou similares e, em particular, a um método de determinação de posições de disposição de juntas esféricas, em que cada uma das quais é colocada no meio de um sistema de exaustão e conecta tubos de exaustão entre si para reduzir a vibração transmitida a partir de um motor para um corpo de automóvel.

ANTECEDENTES DA TÉCNICA

[002] Dentre os sistemas de exaustão para automóveis ou similares, é conhecido um sistema de exaustão no qual uma junta esférica para conectar os tubos de exaustão entre si é colocada no meio do sistema de exaustão, para impedir a transmissão de vibração de um motor para um corpo de automóvel através de um montador (como um suspensor de abafador feito de borracha) para montar o sistema de exaustão no corpo de automóvel. Por exemplo, a Literatura de Patente 1 revela um sistema de exaustão para descarregar gás de exaustão de um motor montado transversalmente na frente de um veículo, a partir da traseira do veículo, no qual um tubo de exaustão do sistema de exaustão tem uma parte que se estende em geral linear na direção longitudinal do veículo e uma parte que se estende em geral linear na direção de largura do veículo, com cada parte do tubo de exaustão sendo dotada de uma junta esférica. De acordo com esse sistema de exaustão, a vibração na direção vertical do veículo pode ser amortecida pela junta esférica colocada na parte do tubo de exaustão que se estende em geral linear na direção longitudinal do veículo, e a vibração na direção longitudinal do veículo pode ser amortecida pela junta esférica colocada na parte do tubo de exaustão que se estende em geral linear na direção de largura do veículo.

LISTA DE CITAÇÃO Literatura de Patente

[003] Literatura de Patente 1: Pedido de Patente Não Examinado Japonês Aberta à Inspeção Pública n° JP 8-218863

SUMÁRIO DA INVENÇÃO Problema da Técnica

[004] Em uma junta esférica, o deslizamento entre a superfície periférica interna esférica e a superfície periférica externa esférica que entram em contato entre si ocorre no caso de aplicação do momento de flexão maior que ou igual ao torque de modo que a força máxima de atrito estático seja gerada entre a superfície periférica interna esférica e a superfície periférica externa esférica. O atrito que acompanha esse deslizamento dissipa a energia de vibração para amortecer a vibração transmitida a partir de um dentre o membro que tem a superfície periférica interna esférica e o membro que tem a superfície periférica externa esférica para o outro.

[005] No caso em que uma junta esférica é colocada em uma posição onde o lado a montante e o lado a jusante do sistema de exaustão se movem em sincronia entre si na direção vertical, na direção de largura ou na direção longitudinal, algumas vezes não é gerado o momento de flexão maior que ou igual ao torque de geração da força máxima de atrito estático entre a superfície periférica interna esférica e a superfície periférica externa esférica que são componentes da junta esférica e entram em contato entre si, mesmo se a vibração for grande naquela posição. Nesse caso, a superfície periférica interna esférica e a superfície periférica externa esférica não deslizam entre si e, como um resultado, a vibração não pode ser amortecida. No sistema de exaustão convencional que usa juntas esféricas, essa situação não é considerada.

[006] A presente invenção foi realizada em consideração à situação acima e um objetivo da invenção consiste em fornecer um método de determinação de posições de disposição de juntas esféricas usadas para conectar tubos de exaustão em um sistema de exaustão e para fornecer um sistema de exaustão, de modo que a vibração transmitida a partir de um motor para um corpo de automóvel possa ser reduzida mais eficientemente.

Solução para o Problema

[007] Para resolver o problema acima, a presente invenção coloca uma junta esférica em um sistema de exaustão em uma posição na qual a aplicação de vibração prescrita ao sistema de exaustão (por exemplo, vibração suposta do motor a ser montado no automóvel ou similares que emprega esse sistema de exaustão) gera o momento de flexão maior que ou igual ao torque de geração da força máxima de atrito estático entre uma superfície interna esférica e uma superfície externa esférica que são componentes da junta esférica e entram em contato entre si.

[008] Por exemplo, a presente invenção fornece um método de determinação de uma posição de disposição de uma junta esférica que conecta tubos de exaustão entre si em um sistema de exaustão para descarregar gás de exaustão de um motor que compreende:

[009] detectar uma posição no sistema de exaustão, em que uma superfície periférica interna esférica e uma superfície periférica externa esférica são os componentes da junta esférica, em que um momento de flexão na posição é gerado maior que ou igual a um torque de geração de uma força máxima de atrito estático entre a superfície periférica interna esférica e a superfície periférica externa esférica em contato entre si mediante a aplicação da vibração prescrita a uma extremidade a montante do sistema de exaustão; e

[010] determinar a posição detectada como sendo a posição de disposição da junta esférica no sistema de exaustão.

[011] Aqui, os aferidores de tensão podem ser fixados a uma pluralidade de porções do sistema de exaustão; e a posição, na qual é gerado o momento de flexão maior que ou igual ao torque de geração da força máxima de atrito estático entre a superfície periférica interna esférica e a superfície periférica externa esférica que são componentes da junta esférica e entram em contato entre si, é detectada com base em tensões de flexão medidas pelos respectivos aferidores de tensão quando a vibração simulada que simula a vibração do motor é aplicada a uma extremidade a montante do sistema de exaustão. ou, a análise de Engenharia Auxiliada por Computador (CAE) pode ser usada para obter uma distribuição de estresse em um tempo de aplicação de vibração simulada que simula a vibração do motor para a extremidade a montante do sistema de exaustão; e a posição, na qual é gerado o momento de flexão maior que ou igual ao torque de geração da força máxima de atrito estático entre a superfície periférica interna esférica e a superfície periférica externa que são componentes da junta esférica e entram em contato entre si, é detectada com base na distribuição de estresse obtida.

[012] Adicionalmente, a presente invenção fornece um sistema de exaustão para descarregar gás de exaustão de um motor, em que o sistema de exaustão compreende: uma pluralidade de tubos de exaustão; e uma junta esférica que conecta os tubos de exaustão entre si; e a junta esférica colocada em uma posição, em que uma superfície periférica interna esférica e uma superfície periférica externa esférica são componentes da junta esférica, um momento de flexão na posição que é gerado maior que ou igual a um torque de geração de uma força máxima de atrito estático entre a superfície periférica interna esférica e a superfície periférica externa esférica em contato entre si mediante a vibração prescrita que é aplicada a partir do motor para o sistema de exaustão.

EFEITOS VANTAJOSOS DA INVENÇÃO

[013] De acordo com a presente invenção, uma junta esférica é colocada em uma posição na qual é gerado um momento de flexão maior que ou igual ao torque de geração da força máxima de atrito estático entre uma superfície periférica interna esférica e uma superfície periférica externa esférica que são componentes da junta esférica e entram em contato entre si, quando a vibração prescrita é aplicada a partir do motor ao sistema de exaustão. Consequentemente, é possível gerar mais deslizamento entre a superfície periférica interna e a superfície periférica externa da junta esférica. Como um resultado, é possível reduzir mais eficientemente a vibração transmitida a partir do motor para o corpo do automóvel ou similares através do sistema de exaustão.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[014] A Figura 1 é uma vista esquemática que mostra um sistema de exaustão 1 no qual as juntas esféricas 2 são colocadas em posições determinadas por um método de determinação de posição de disposição de acordo com uma modalidade da presente invenção; A Figura 2 é uma vista em seção transversal de uma junta esférica 2; As Figuras 3(A) e 3(B) são vistas para explicar o princípio operacional da junta esférica 2; A Figura 4 é um fluxograma que mostra um método de determinação de posição de disposição de acordo com uma modalidade da presente invenção.

DESCRIÇÃO DE MODALIDADE

[015] A seguir, uma modalidade da presente invenção será descrita.

[016] Um método de determinação de posição de disposição de acordo com a presente modalidade determina posições adequadas para dispor juntas esféricas 2 para amortecer a vibração transmitida a partir de um motor em um sistema de exaustão 1 de um automóvel ou similares.

[017] A Figura 1 é uma vista esquemática que mostra o sistema de exaustão 1 com as juntas esféricas 2 dispostas em posições determinadas pelo método de determinação de posição de disposição da presente modalidade.

[018] Conforme mostrado na Figura, o sistema de exaustão 1 compreende: um abafador central 3a colocado no centro de um corpo (não mostrado) do automóvel ou similares no qual o sistema de exaustão 1 é montado e um abafador traseiro 3b colocado na traseira do corpo (doravante no presente documento, esses são também chamados simplesmente de abafadores 3); uma pluralidade de tubos de exaustão 4a - 4d (doravante no presente documento, esses são também chamados simplesmente de tubos de exaustão 4), que são dispostos entre o motor (não mostrado) do automóvel ou similares no qual o sistema de exaustão 1 é montado e o abafador central 3a e entre o abafador central 3a e o abafador traseiro 3b, para descarregar gás de exaustão do motor a partir do abafador traseiro 3b através do abafador central 3a; e as juntas esféricas 2 dispostas entre um abafador 3 e um tubo de exaustão 4 ou entre tubos de exaustão 4.

[019] No sistema de exaustão 1 mostrado na Figura 1, as juntas esféricas 4 são dispostas em quatro posições, isto é, uma posição entre o tubo de exaustão 4a e o tubo de exaustão 4b, uma posição entre o tubo de exaustão 4b e o abafador central 3a, uma posição entre o tubo de exaustão 4c e o tubo de exaustão 4d, e uma posição entre o tubo de exaustão 4d e o abafador traseiro 3b. As posições de disposição e o número das juntas esféricas 2 são determinados com base no método de determinação de posição de disposição da presente modalidade e não são limitados ao exemplo mostrado na Figura 1. Em uma posição em que uma junta esférica 2 não é colocada entre um abafador 3 e um tubo de exaustão 4 ou entre tubos de exaustão 4 (na Figura 1, uma posição entre o abafador central 3a e o tubo de exaustão 4c), um acoplamento rígido 5 é colocado. Em vez de usar o acoplamento rígido 5, ambos os tubos podem ser soldados ou podem ser formados como uma unidade. Embora esse sistema de exaustão 1 tenha os dois abafadores 3a, 3b e os quatro tubos de exaustão 4a - 4d, essa configuração é adequadamente alterada dependendo do automóvel ou similares no qual esse sistema de exaustão 1 é montado.

[020] Com base no método de determinação de posição de disposição da presente modalidade, cada uma das juntas esféricas 2 é colocada em uma posição na qual é gerado um momento de flexão maior que ou igual ao torque de modo que a força máxima de atrito estático seja gerada entre a superfície periférica interna esférica 26 e a superfície periférica externa esférica 27 (consulte a Figura 2) que são componentes da junta esférica 2 e entram em contato entre si, dentre as posições entre o abafador individual 3 e o tubo de exaustão 4 e as posições entre os tubos de exaustão 4.

[021] A Figura 2 é uma vista em seção transversal que mostra uma junta esférica 2 de uma modalidade da invenção.

[022] Conforme mostrado na Figura, a junta esférica 2 compreende: uma abertura de inserção 21, que é formada para percorrer de um flange 20 fixado a uma extremidade de um de dois objetos de conexão em conexão entre si (um abafador 3 e um tubo de exaustão 4, ou dois tubos de exaustão 4) na direção axialmente interna para o objeto de conexão em questão (isto é, na direção +O mostrada na Figura 2), com essa abertura de inserção 21 se comunicando com uma trajetória de exaustão do objeto de conexão em questão; uma porção de inserção 23, que é uma extremidade do outro objeto de conexão ao qual um flange 22 é fixado; e parafusos de mola 24 e porcas 25 para conectar os dois objetos de conexão.

[023] Nos flanges 20 e 22 são respectivamente formados os orifícios de parafuso 28 e 29. Os parafusos de mola 24 são rosqueados nas porcas 25 através desses orifícios de parafuso 28 e 29 para conectar os dois objetos de conexão enquanto orientam a porção de inserção 23 na direção de inserção da porção de inserção 23 na abertura de inserção 21.

[024] Na abertura de inserção 21 é formada a superfície periférica interna esférica 26. Um membro deslizante 30 de um formato tubular que tem a superfície periférica externa esférica 27 com um raio quase igual ao da superfície periférica interna 26 da abertura de inserção 21 é fixado à extremidade do objeto de conexão ao qual o flange 22 é fixado, para formar, por meio disso, a porção de inserção 23. O membro deslizante 30 é construído para ter um membro de reforço como fio metálico tecido e material termorresistente como grafite expandido. A superfície periférica interna 26 da abertura de inserção 21 e a superfície periférica externa 27 do membro deslizante 30 da porção de inserção 23 entram em contato entre si, devido ao fato de que a porção de inserção 23 é orientada pelos parafusos de mola 24 e as porcas 25 na direção de inserção da porção de inserção 23 na abertura de inserção 21. A força máxima de atrito estático entre a superfície periférica interna 26 da abertura de inserção 21 e a superfície periférica externa 27 da porção de inserção 23 em contato entre si é determinada pelas características de atrito da superfície periférica interna 26 e da superfície periférica externa 27 e pela força de orientação dos parafusos de mola 24 e das porcas 25 (isto é, força de pressionamento da porção de inserção 23 contra a abertura de inserção 21).

[025] Na junta esférica 2 mostrada na Figura 2, o flange 20 com o qual a abertura de inserção 21 é formada integralmente é fixado à extremidade de um dos dois objetos de conexão em contato entre si (abafador 3 e tubo de exaustão 4, ou dois tubos de exaustão 4), e o flange 22 e o membro deslizante 30 como um componente da porção de inserção 23 são fixados à extremidade do outro objeto de conexão. A presente invenção, entretanto, não é limitada a isso. Por exemplo, o flange 20 e a abertura de inserção 21 podem ser formados integralmente com a extremidade de um objeto de conexão. Adicionalmente, o flange 22 e a porção de inserção 23 podem ser formados integralmente com a extremidade do outro objeto de conexão.

[026] As Figuras 3(A e 3(B) são vistas para explicar o princípio operacional de cada junta esférica 2.

[027] Conforme mostrado na Figura 3(A), em uma junta esférica 2, o deslizamento é ocasionado pela geração de momento de flexão maior que ou igual ao torque T (torque cujo centro de rotação é o centro O da esfera definida pela superfície periférica interna 26) que gera a força máxima de atrito estático entre a superfície periférica interna 26 da abertura de inserção 21 e a superfície periférica externa 27 do membro deslizante 30 da porção de inserção 23, enquanto essas superfícies esféricas 26, 27 entram em contato entre si. Por causa desse deslizamento, a vibração transmitida a partir do lado a montante da junta esférica 2 (do motor) para o lado a jusante (para o abafador traseiro 3b) é amortecida. Por outro lado, conforme mostrado na Figura 3(B), quando o lado a montante e o lado a jusante da junta esférica 2 se movem paralelamente na direção vertical, na direção horizontal ou na direção longitudinal de modo sincronizado entre si, algumas vezes não é gerado momento de flexão maior que ou igual ao torque T, de modo que a força máxima de atrito estático seja gerada entre a superfície periférica interna 26 da abertura de inserção 21 e a superfície periférica externa 27 do membro deslizante 30 da porção de inserção 23 na junta esférica 2, mesmo se a vibração V for grande na posição onde a junta esférica 2 é colocada. Nesse caso, a superfície periférica interna 26 da abertura de inserção 21 e a superfície periférica externa 27 da porção de inserção 23 na junta esférica 2 não deslizam entre si. Como um resultado, a vibração no lado a montante da junta esférica 2 é transmitida para o lado a jusante sem ser amortecida. Dessa forma, o método de determinação de posição de disposição da presente modalidade determina, como posições de disposição das juntas esféricas 2, posições nas quais o momento de flexão é gerado, o qual é maior que ou igual ao torque de geração da força máxima de atrito estático entre a superfície periférica interna 26 da abertura de inserção 21 e a superfície periférica externa 27 do membro deslizante 30 da porção de inserção 23 na junta esférica 2 em questão quando a vibração prescrita (por exemplo, vibração que se considera quando o motor é montado no automóvel ou similares que emprega o sistema de exaustão 1) é aplicada ao sistema de exaustão 1.

[028] A Figura 4 é um fluxograma que mostra o método de determinação de posição de disposição de acordo com a presente modalidade.

Etapa S1: Configuração do sistema de exaustão 1 (sem Junta Esférica 2)

[029] Em primeiro lugar, um sistema de exaustão 1 que não tem junta esférica 2 é preparado. Esse sistema de exaustão 1 sem junta esférica 2 pode ser um sistema de exaustão 1 no qual os abafadores 3 e os tubos de exaustão 4 são formados integralmente como uma unidade, ou um sistema de exaustão 1 no qual as posições entre o abafador 3 e o tubo de exaustão 4 e as posições entre os tubos de exaustão 4 são rigidamente conectados pelo acoplamento rígido 5, a junta de soldagem ou similares. A seguir, o sistema de exaustão 1 é fixado a gabaritos prescritos através de respectivos montadores (como suspensores de abafador feitos de borracha) nas mesmas posições que as posições onde os montadores devem ser colocados quando esse sistema de exaustão 1 é montado no corpo do automóvel ou similares que emprega o sistema de exaustão 1. Isso representa o estado no qual o sistema de exaustão 1 é montado no corpo do automóvel ou similares.

Etapa S2: Fixação de aferidores de tensão

[030] No sistema de exaustão 1, os aferidores de tensão são fixados a posições onde as juntas esféricas 2 podem ser colocadas, como, por exemplo, uma posição onde um abafador 3 e um tubo de exaustão 4 são conectados, uma posição onde os tubos de exaustão 4 são conectados, e uma posição onde um tubo de exaustão 4 se curva.

Etapa S3: Entrada de Vibração de Motor Simulada

[031] A vibração considerada do motor programado para ser montado no automóvel ou similares que emprega o sistema de exaustão 1 é gerada como vibração simulada do motor. A vibração gerada é inserida no tubo de exaustão 4a no lado a montante (no lado do motor) do sistema de exaustão 1.

Etapa S4: Medição de Tensão e Cálculo de Momento de Flexão

[032] No estado em que a vibração de motor simulada é aplicada a partir do lado a montante do sistema de exaustão 1, as tensões de flexão na direção do eixo geométrico do tubo nas posições onde as juntas esféricas 2 podem ser colocadas são medidas pelos aferidores de tensão fixados naquelas posições. Então, para cada uma dessas posições onde as juntas esféricas 2 podem ser colocadas, o momento de flexão é calculado com o uso da tensão de flexão medida e do módulo de seção e do módulo de Young do abafador 3 ou do tubo de exaustão 4 localizado naquela posição.

Etapa S5: Verificação de Execução para Todas as Frequências de Vibração de Motor Simulada

[033] Verifica-se se as Etapas S3 e S4 foram executadas para todas as frequências da vibração de motor simulada, ou, em detalhes, para todas as frequências selecionadas nos intervalos de frequência prescritos a partir da banda de frequência da vibração considerada do motor a ser montado no automóvel ou similares que emprega o sistema de exaustão 1. Se as Etapas S3 e S4 não forem executadas para todas as frequências da vibração de motor simulada (“NÃO” na Etapa S5) ou, em outras palavras, se há uma frequência para a qual as Etapas S3 e S4 não foram executadas, o processamento retorna para a Etapa S3, e as Etapas S3 e S4 são executadas para aquela frequência. Se, por outro lado, as Etapas S3 e S4 foram executadas para todas as frequências (“SIM” na Etapa S5), o processamento prossegue para a Etapa S6.

Etapa S6: Determinação de Posições de Disposição Candidatas de Juntas Esféricas 2

[034] As posições de disposição candidata das juntas esféricas 2 são determinadas com base nos momentos de flexão em respectivas posições onde as juntas esféricas 2 podem ser colocadas, para cada frequência da vibração de motor simulada. Por exemplo, para cada frequência da vibração de motor simulada, uma razão de momento de flexão é calculada em cada uma das posições onde as juntas esféricas 2 podem ser colocadas, adotando o valor máximo dos momentos de flexão como 1. Então, para cada frequência da vibração de motor simulada, as posições nas quais as respectivas razões de momento de flexão são maiores que ou iguais a um valor prescrito (por exemplo, 0,9) são determinadas como sendo as posições de disposição candidatas das juntas esféricas 2. Nesse momento, as frequências da vibração simulada usadas para determinar as posições de disposição candidatas das juntas esféricas 2 podem ser estreitadas com base nos valores máximos de momento de flexão para as respectivas frequências da vibração de motor simulada (por exemplo, as frequências podem ser estreitadas na ordem da magnitude dos valores máximos de momento de flexão).

Etapa S7: Configuração do sistema de exaustão 1 (com Juntas Esféricas 2)

[035] No sistema de exaustão 1 que foi montado sem as juntas esféricas 2 e fixado aos gabaritos prescritos através dos respectivos montadores na Etapa S1 para representar o estado de ser montado no corpo do automóvel ou similares, o acoplamento rígido 5 é recolocado pela junta esférica 2 em cada uma das posições de conexão determinadas como as posições de disposição candidatas para as juntas esféricas 2 dentre as posições de conexão entre o abafador 3 e o tubo de exaustão 4 e entre os tubos de exaustão 4.

Etapa S8: Fixação de Sensores de Aceleração

[036] O sensor de aceleração é fixado a cada um dos montadores, que são usados para fixar o sistema de exaustão 1 aos gabaritos prescritos e colocados nas mesmas posições que as posições onde os montadores devem ser colocados quando o sistema de exaustão 1 é montado no corpo do automóvel ou similares que emprega o sistema de exaustão 1.

Etapa S9: Entrada de Vibração de Motor Simulada

[037] A vibração considerada do motor programado para ser montado no automóvel ou similares que emprega o sistema de exaustão 1 é gerada como vibração de motor simulada, e a vibração simulada gerada é inserida no tubo de exaustão 4a no lado a montante do sistema de exaustão 1.

Etapa S10: Medição de Aceleração

[038] No estado em que a vibração de motor simulada é aplicada a partir do lado a montante do sistema de exaustão 1, as acelerações são medidas pelos sensores de aceleração fixados aos montadores para fixar o sistema de exaustão 1 aos gabaritos prescritos.

Etapa S11: Verificação de Execução para Todas as Frequências de Vibração de Motor Simulada

[039] Verifica-se se as Etapas S9 e S10 foram executadas para todas as frequências da vibração de motor simulada, ou, em detalhes, para todas as frequências selecionadas nos intervalos de frequência prescritos a partir da banda de frequência da vibração considerada do motor a ser montado no automóvel ou similares que emprega o sistema de exaustão 1. Se as Etapas S9 e S10 não forem executadas para todas as frequências da vibração de motor simulada (“NÃO” na Etapa S11) ou, em outras palavras, se há uma frequência para a qual as Etapas S9 e S10 não foram executadas, o processamento retorna para a Etapa S9, e as Etapas S9 e S10 são executadas para aquela frequência. Se, por outro lado, as Etapas S9 e S10 foram executadas para todas as frequências (“SIM” na Etapa S9), o processamento prossegue para a Etapa S12.

Etapa S12: Determinação de posições de disposição de juntas esféricas 2

[040] As posições de disposição das juntas esféricas 2 são determinadas com base nos valores medidos dos sensores de aceleração em cada frequência da vibração de motor simulada. Por exemplo, para cada frequência da vibração de motor simulada, é examinado se os valores medidos dos sensores de aceleração são menores que ou iguais a um valor de referência prescrito. Se os valores medidos dos sensores de aceleração forem menos que ou iguais ao valor de referência prescrito, é considera-se que: é gerado momento de flexão maior que ou igual ao torque de geração da força máxima de atrito estático entre as superfícies periféricas externas e periféricas internas 26 e 27 em contato entre si da junta esférica 2 colocadas em cada posição de disposição candidata; em que a superfície periférica interna 26 e a superfície periférica externa 27 deslizam entre si; e como um resultado, as vibrações transmitidas a partir do sistema de exaustão 1 para os gabaritos prescritos através dos montadores são reduzidas. Consequentemente, para cada frequência da vibração de motor simulada, as posições de disposição candidatas são determinadas como sendo posições de disposição de juntas esféricas 2, se os valores medidos dos sensores de aceleração forem menores que ou iguais ao valor de referência prescrito.

[041] Acima no presente documento, uma modalidade da presente invenção foi descrita.

[042] De acordo com a presente modalidade, os aferidores de tensão são fixados a uma pluralidade de posições no sistema de exaustão 1; a vibração de motor simulada é aplicada no lado a montante do sistema de exaustão 1 para cada frequência da vibração de motor simulada; com base nas tensões de flexão na direção de eixo geométrico do tubo medidas naquele momento por respectivos aferidores de tensão, é detectada uma posição na qual é gerado o momento de flexão maior que ou igual ao torque de geração da força máxima de atrito estático entre as superfícies periféricas externas e periféricas internas 26 e 27 em contato entre si como componentes da junta esférica 2; e as posições detectadas são determinadas como sendo posições de disposição de juntas esféricas 2. Consequentemente, é possível gerar muito deslizamento entre a superfície periférica interna 26 e a superfície periférica externa 27 de cada junta esférica 2 colocada no sistema de exaustão 1, de modo que a aceleração transmitida a partir do motor para o sistema de exaustão 1 possa ser reduzida e as frequências da vibração do sistema de exaustão que inclui o motor possam ser deslocadas. Dessa forma, é possível reduzir mais eficientemente as vibrações transmitidas a partir do motor para o corpo através do sistema de exaustão e, ao mesmo tempo, é possível deslocar as vibrações de frequências desconfortáveis para os passageiros para vibrações de frequências que os passageiros não consideram como desconfortáveis.

[043] A presente invenção não é limitada à modalidade descrita acima e pode ser alterada dentro do escopo da invenção.

[044] Por exemplo, na modalidade acima, uma posição de disposição de junta esférica 2 é determinada como uma posição na qual é gerado um momento de flexão maior que ou igual ao torque de geração da força máxima de atrito estático entre a superfície periférica interna 26 e a superfície periférica externa 27 da junta esférica 2 quando a vibração de motor simulada é aplicada à extremidade a montante do sistema de exaustão 1 para cada uma das frequências da vibração de motor simulada (em detalhes, frequências selecionadas nos intervalos de frequência prescritos a partir da banda de frequência da vibração suposta do motor a ser montado no automóvel ou similares que emprega o sistema de exaustão 1). A presente invenção não é limitada a isso. Na presente invenção, é suficiente que uma posição de disposição de junta esférica 2 seja determinada como uma posição na qual é gerado um momento de flexão maior que ou igual ao torque de geração da força máxima de atrito estático entre a superfície periférica interna 26 e a superfície periférica externa 27 de junta esférica 2 quando a vibração prescrita (por exemplo, qualquer vibração suposta do motor a ser montado no automóvel ou similares que emprega o sistema de exaustão 1) é aplicada a partir do motor ao sistema de exaustão 1.

[045] Adicionalmente, na modalidade acima, os aferidores de tensão são fixados a uma pluralidade de posições do sistema de exaustão 1; a vibração prescrita é aplicada à extremidade a montante do sistema de exaustão 1; e com base nas respectivas tensões de flexão na direção de eixo geométrico do tubo medida pelos aferidores de tensão naquele momento, uma posição é detectada, na qual o momento de flexão gerado é maior que ou igual ao torque de geração da força máxima de atrito estático entre a superfície periférica interna 26 e a superfície periférica externa 27 da junta esférica 2. A presente invenção não é limitada a isso. Por exemplo, a análise de Engenharia Auxiliada por Computador (CAE) pode ser empregada para obter uma distribuição de estresse no tempo de aplicação de vibração prescrita para a extremidade a montante do sistema de exaustão 1, de modo que uma posição seja detectada, na qual é gerado um momento de flexão maior que ou igual ao torque de geração da força máxima de atrito estático entre a superfície periférica interna 26 e a superfície periférica externa 27 da junta esférica 2. Por exemplo, as posições de disposição candidatas das juntas esféricas 2 podem ser determinadas da seguinte forma. Nas Etapas S2 a S5 da Figura 4, uma distribuição de estresse das juntas esféricas 2 é obtida pela análise de CAE para cada frequência da vibração de motor simulada, e o momento de flexão em cada uma das posições onde as juntas esféricas 2 podem ser colocadas é calculado com base na distribuição de estresse obtida. Então, a razão de momento de flexão é calculada em cada uma das posições onde as juntas esféricas 2 podem ser colocadas, adotando o valor máximo dos momentos de flexão como 1. Então, as posições de disposição candidatas das juntas esféricas 2 são determinadas como pontos com a razão de momento de flexão maior que ou igual a um valor prescrito (por exemplo, 0,9), para cada frequência da vibração de motor simulada.

LISTA DE REFERÊNCIAS NUMÉRICAS

[046] 1: sistema de exaustão; 2: junta esférica; 3a: abafador central; 3b: abafador traseiro; 4a - 4d: tubo de exaustão; 5: acoplamento rígido; 20, 22: flange; 21: abertura de inserção; 23: porção de inserção; 24: parafuso de mola; 25: porca; 26: superfície periférica interna esférica; 27: superfície periférica externa esférica; 28, 29: orifício de parafuso; e 30: membro deslizante.

Claims

1. Método de determinação de posição de disposição de uma junta esférica (2) que conecta os tubos de exaustão entre si no sistema de exaustão (1) para descarregar gás de exaustão de um motor CARACTERIZADO pelo fato de que compreende: preparar um sistema de exaustão (1) sem junta esférica (2); detectar uma posição no sistema de exaustão (1) sem junta esférica (2), em que uma superfície periférica interna esférica (26) e uma superfície periférica externa esférica (27) são os componentes da junta esférica (2), em que a dita posição é detectada de modo que um momento de flexão na posição é gerado no sistema de exaustão (1) sem junta esférica (2) sendo maior que ou igual a um torque de geração de uma força máxima de atrito estático entre a superfície periférica interna esférica (26) e a superfície periférica externa esférica (27) em contato entre si mediante a aplicação da vibração prescrita a uma extremidade a montante do sistema de exaustão (1), em que o dito momento de flexão é determinado pela fixação de aferidores de tensão a uma pluralidade de posições do sistema de exaustão (1) sem junta esférica (2) ou empregando a análise de Engenharia Auxiliada por Computador (CAE); e determinar a posição detectada como sendo a posição de disposição da junta esférica (2) no sistema de exaustão (1).

2. Método de determinação de posição de disposição de uma junta esférica (2) em sistema de exaustão (1), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que: aferidores de tensão são fixados a uma pluralidade de porções do sistema de exaustão (1); e a posição, na qual é gerado o momento de flexão maior que ou igual ao torque de geração da força máxima de atrito estático entre a superfície periférica interna esférica (26) e a superfície periférica externa esférica (27) que são componentes da junta esférica (2) e entram em contato entre si, é detectada com base em tensões de flexão medidas pelos respectivos aferidores de tensão quando a vibração simulada que simula a vibração do motor é aplicada a uma extremidade a montante do sistema de exaustão (1).

3. Método de determinação de posição de disposição de uma junta esférica (2) que conecta tubos de exaustão entre si em sistema de exaustão (1), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que: a análise de Engenharia Auxiliada por Computador (CAE) é usada para obter uma distribuição de estresse em um tempo de aplicação de vibração simulada que simula a vibração do motor para a extremidade a montante do sistema de exaustão (1); e a posição, na qual é gerado o momento de flexão maior que ou igual ao torque de geração da força máxima de atrito estático entre a superfície periférica interna esférica (26) e a superfície periférica externa (27) que são componentes da junta esférica (2) e entram em contato entre si, é detectada com base na distribuição de estresse obtida.

4. Método de determinação de posição de disposição de uma junta esférica (2) que conecta tubos de exaustão entre si em sistema de exaustão (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 2 a 3, CARACTERIZADO pelo fato de que: quando, para cada frequência da vibração simulada do motor, a vibração simulada do motor é aplicada à extremidade a montante do sistema de exaustão (1), a posição é detectada no sistema de exaustão (1) na qual é gerado o momento de flexão maior que ou igual ao torque de geração da força máxima de atrito estático entre a superfície periférica interna esférica (26) e a superfície periférica externa (27) que são componentes da junta esférica (2) e entram em contato entre si.

5. Método para fabricar um sistema de exaustão para descarregar gás de exaustão de um motor, o sistema de exaustão incluindo múltiplos tubos de exaustão (4a, 4b) e pelo menos uma junta esférica (2) que conecta os tubos de exaustão entre si, o dito método CARACTERIZADO pelo fato de que inclui: determinar uma posição de disposição da junta esférica (2), de acordo com o método, conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 4; e fabricar o sistema de exaustão com a junta esférica (2) disposta na posição determinada.