CN108661753B - 调音阀及排气****** - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种调音阀及排气******,包括阀门本体、第一阀门组件、第二阀门组件,所述阀门本体端面设有第一阀门安装孔,第一阀门组件安装于所述阀门本体,第一阀门组件包括第一转轴、第一阀门和第一弹性件,第一转轴可转动地支撑于阀门本体,第一阀门固连在第一转轴并覆盖所述第一阀门安装孔,第一弹性件连接在第一转轴使所述第一阀门可由开启状态回复到关闭状态;第二阀门组件安装于第一阀门,第二阀门组件包括第二转轴、第二阀门和第二弹性件,第二转轴可转动地支撑于第一阀门,第二阀门固连在第二转轴,第二弹性件连接在第二转轴使第二阀门可由开启状态回复到关闭状态。本发明的调音阀可降低中低转速轰鸣、高转速噪声及低转速、低频轰鸣。
Description
技术领域
本发明涉及消声排气技术领域,尤其涉及一种调音阀及排气******。
背景技术
随着人们生活水平的提高,人们对整车的要求从最初的代步工具变成舒适的家庭必需品,所以除了对车型的动力性要求较为严格外,对整车的噪声要求也相应提高,要求整车在行驶、加速、怠速具备安静的噪声。作为汽车重要组成部分的排气***,在排出废气同时也将燃烧噪声带到车辆尾部,在尾部产生声压级很高的阶次噪声和摩擦噪声,噪声传递到乘员舱,有的可能激励乘员舱的声腔模态导致乘员舱声腔共振,严重影响整车NVH。
目前大部分车型上的***使用的调音阀只有两种工作状态:中低转速时阀门关闭、高转速时阀门开启。但是在实际行驶条件下,排气噪声在中低转速区间因加速、减速工况的喷油不一样而存在两种不同的轰鸣声:目前大部分车型上的调音阀***可消除加速过程中的轰鸣,当减速过程中的轰鸣存在时,该***无法调整其消声特性去消除低转速、低频轰鸣噪声。
以其中一种现有技术方案为例,该调音阀将堵盖安装于排气管末端端口。当发动机工作时,气流沿着排气管流动,冲开原本封闭的堵盖,随着转速升高,排气量增大,气流速度增大,作用在堵盖上的力增大,堵盖开度随之变大,***消声中心频率随之变大。当发动机停止工作后,排气管内气流速度为零,堵盖在扭转弹簧的作用下回复到关口原位堵上排气管。该调音阀***可以解决加速过程中的轰鸣,但不能调整其消声特性去消除减速低转速、低频轰鸣噪声。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有的调音阀***,无法兼备降低加速过程中的中低转速轰鸣、高转速噪声,以及减速过程中的低转速、低频轰鸣噪声的问题,提供一种调音阀。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案如下:
提供一种调音阀,包括阀门本体、第一阀门组件、第二阀门组件,所述阀门本体端面设有第一阀门安装孔,所述第一阀门组件安装于所述阀门本体,所述第一阀门组件包括第一转轴、第一阀门和第一弹性件,所述第一转轴可转动地支撑于所述阀门本体,所述第一阀门固连在所述第一转轴并覆盖所述第一阀门安装孔,所述第一弹性件连接在所述第一转轴使所述第一阀门可由开启状态回复到关闭状态;所述第二阀门组件安装于所述第一阀门,所述第二阀门组件包括第二转轴、第二阀门和第二弹性件,所述第二转轴可转动地支撑于所述第一阀门,所述第二阀门固连在所述第二转轴,所述第二弹性件连接在所述第二转轴使所述第二阀门可由开启状态回复到关闭状态;所述第二阀门重叠于所述第一阀门之上,所述第一阀门上设有第二阀门安装孔,所述第二阀门覆盖所述第二阀门安装孔,所述第一弹性件的预紧力大于所述第二弹性件的预紧力,使所述第二阀门先于所述第一阀门开启并打开所述第二阀门安装孔。
进一步地,所述第一转轴包括第一轴段和第二轴段,所述第一轴段上设有第一转轴限位块、第二转轴限位块、第一限位凸起、和第二限位凸起,所述第一轴段通过所述第一转轴限位块、第二转轴限位块可转动地支撑于所述阀门本体,所述第一弹性件连接在所述第二轴段。
进一步地,所述第一转轴限位块设于所述第一轴段的一端,所述第一转轴限位块设有第一球形腔体,所述第一球形腔体的开口朝向所述第一轴段,所述第一轴段与所述第一球形腔体连接处套设有第一转轴轴套,所述第一转轴轴套设于所述第一球形腔体内并与所述第一球形腔体同轴,所述第一限位凸起设于所述第一转轴轴套远离所述第一球形腔体的一端;所述第二转轴限位块设于所述第一轴段的另一端,所述第二转轴限位块设有第二球形腔体,所述第二球形腔体的开口朝向所述第一轴段,所述第一轴段与所述第二球形腔体连接处套设有第二转轴轴套,所述第二转轴轴套设于所述第二球形腔体内并与所述第二球形腔体同轴,所述第二限位凸起设于所述第二转轴轴套远离所述第二球形腔体的一端。
进一步地,所述第一弹性件包括第一扭簧限位块和第一扭簧,所述第一扭簧限位块连接在所述第二轴段远离所述第一轴段的一端,所述第一扭簧套设在所述第二轴段并位于所述第一扭簧限位块与所述第一转轴限位块之间,所述第一扭簧的一端连接在所述第一扭簧限位块,另一端连接在所述阀门本体。
进一步地,所述第一扭簧限位块包括四个限位翻边,所述四个限位翻边之间依次形成四个扭簧安装口,所述第一扭簧与所述第一扭簧限位块连接的一端卡在所述四个扭簧安装口的其中一个。
进一步地,所述第一阀门上设有第二转轴安装支座,所述第二阀门组件通过所述第二转轴安装支座与所述第一阀门连接,所述第二转轴可转动地支撑在所述第二转轴安装支座上,所述第二转轴上套设有第三转轴轴套。
进一步地,所述第二弹性件为第二扭簧,所述第二扭簧套设于所述第三转轴轴套,所述第二扭簧的一端与所述第二转轴安装支座连接,另一端与所述第二阀门连接。
进一步地,所述第一阀门与第二阀门同心,所述第一转轴与所述第二转轴平行。
根据本发明的调音阀,通过第一弹性件和第二弹性件分别控制一大一小两个阀门,当排气流量较小时,面积较大的第一阀门处于关闭状态,面积较小的第二阀门开启;当流量达到一定的程度时,第一阀门开启且第二阀门全开;随着排气流量的进一步上升,第一阀门开启角度随之增大,使得阀门随气流流量的增大而开启、随气流流量的减小而关闭,让***在低转速、中转速、高转速三个区间存在三个不同状态,从而达到了解决整车中低转轰鸣、高转速流噪、减速轰鸣等噪声问题。
另外,本发明还提供了一种排气******,包括***壳体、***隔板、进气管、出气管及上述的调音阀,所述***隔板在所述***壳体内划分出第一腔室和第二腔室,所述进气管连接在所述***壳体与所述***隔板之间,所述出气管连接在所述***隔板与所述***壳体之间,所述调音阀设于所述出气管的入口端。
进一步地,所述***隔板设有进气管安装孔、出气管安装孔和隔板通孔,所述隔板通孔设于所述进气管安装孔和所述出气管安装孔的两侧,所述隔板通孔的总面积大于所述进气管的截面积。
附图说明
图1是本发明一实施例提供的调音阀的正视图;
图2是本发明一实施例提供的调音阀的后视图;
图3是本发明一实施例提供的调音阀的正视图的A-A向剖视图;
图4是本发明一实施例提供的调音阀的后视图的B-B向剖视图;
图5是本发明一实施例提供的调音阀的后视图的C-C向剖视图;
图6是本发明一实施例提供的排气******的示意图。
说明书附图中的附图标记如下:
100、调音阀;1、阀门本体;11、第一阀门座;111、第一阀门安装孔;112、第一阀门缓冲垫;12、第一转轴安装支座;121、第一连接板;122、第二连接板;1221、支耳;123、第三连接板;1231、圆弧缺口;2、第一阀门组件;21、第一转轴;211、第一轴段;2111、第一转轴限位块;2112、第二转轴限位块;2113、第一限位凸起;2114、第二限位凸起;2115、第一转轴轴套;2116、第二转轴轴套;2117、第一球形腔体;2118、第二球形腔体;212、第二轴段;22、第一阀门;221、第一轴套;222、第二阀门缓冲垫;223、第二转轴安装支座;2231、第一安装耳;2232、第二安装耳;224、第二阀门安装孔;23、第一弹性件;231、第一扭簧限位块;2311、限位翻边;2312、扭簧安装口;232、第一扭簧;3、第二阀门组件;31、第二转轴;311、第三转轴轴套;32、第二阀门;321、第二轴套;322、第三轴套;33、第二弹性件;331、第二扭簧;4、进气管;5、出气管;6、***壳体;61、第一腔室;62、第二腔室;63、进气管安装孔;64、出气管安装孔;7、***隔板;71、隔板通孔。
具体实施方式
为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步的详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
如图1至图6所示,本发明一实施例提供的一种调音阀100,包括阀门本体1、第一阀门组件2、第二阀门组件3,所述阀门本体1端面设有第一阀门安装孔111,所述第一阀门组件2安装于所述阀门本体1,所述第一阀门组件2包括第一转轴21、第一阀门22和第一弹性件23,所述第一转轴21可转动地支撑于所述阀门本体1,所述第一阀门22固连在所述第一转轴21并覆盖所述第一阀门安装孔111,所述第一弹性件23连接在所述第一转轴21使所述第一阀门22可由开启状态回复到关闭状态;所述第二阀门组件3安装于所述第一阀门22,所述第二阀门组件3包括第二转轴31、第二阀门32和第二弹性件33,所述第二转轴31可转动地支撑于所述第一阀门22,所述第二阀门32固连在所述第二转轴31,所述第二弹性件33连接在所述第二转轴31使所述第二阀门32可由开启状态回复到关闭状态;所述第二阀门32重叠于所述第一阀门22之上,所述第一阀门22上设有第二阀门安装孔224,所述第二阀门32覆盖所述第二阀门安装孔224,所述第一弹性件23的预紧力大于所述第二弹性件33的预紧力,使所述第二阀门32先于所述第一阀门22开启并打开所述第二阀门安装孔224,所述第一阀门22与第二阀门32同心,所述第一转轴21与所述第二转轴31平行。
该调音阀100在发动机加速过程中,当发动机处于怠速状态时,气流流经调音阀100,由于第一弹性件23的刚度、预紧力大于第二弹性件33的刚度、预紧力,作用在调音阀100上的压力较小,此时:第一阀门22关闭,第二阀门32开启;当发动机转速上升但是转速还比较低时,作用在调音阀100上的压力上升,此时压力还不足以开启第一阀门22,第二阀门32开启角度迅速增大到最大;当发动机转速进一步上升且较高时,此时作用在调音阀100上的压力迅速上升到一定值使第一阀门22开启,第二阀门32开启角度达到最大;当发动机转速进一步上升至转速很高时,作用在调音阀100上的压力进一步增大,推动第一阀门22进一步开启直至最大后,第一阀门22不再开启。在这一过程中,通过第一阀门22的开启,降低高转速气流噪声,通过第二阀门32从关闭到开启过程,降低中低转速的轰鸣,实现了***在中低转速和高转速之间的消声状态切换。
该调音阀100在发动机减速过程中,当发动机转速降低时,第一阀门22沿着开启过程相反的方向关闭;此时发动转速仍在降低且处于较高的转速,第二阀门32处于全开状态;当发动机转速降低到1500rpm左右或者以下时,第二阀门32处于微开状态,发动机恢复供油,排气流量和压力增大,此时第二阀门32开启角随之增大到20°左右,第一阀门22处于关闭状态;当发动机转速降低到怠速时,第二阀门32开启角随之减小到10°左右,第一阀门22处于关闭状态;当发动机熄火时,第二阀门32、第一阀门22处于关闭状态。在这一过程中,产生了频率较低、幅值较低的压力脉动引起排气轰鸣,虽然第二阀门32上连接的第二扭簧331刚度较小,但是恢复供油所带来的压力不足以全部推开第二阀门32,使得气流截面积较小,将***消声特性切入转速更低、频率更低的状态。
本发明的调音阀100通过第一弹性件和第二弹性件分别控制一大一小两个阀门,当排气流量较小时,面积较大的第一阀门22处于关闭状态,面积较小的第二阀门32开启;当流量达到一定的程度时,第一阀门22开启且第二阀门32全开;随着排气流量的进一步上升,第一阀门22开启角度随之增大,使得阀门随气流流量的增大而开启、随气流流量的减小而关闭,让***在低转速、中转速、高转速三个区间存在三个不同状态,从而达到了解决整车中低转轰鸣、高转速流噪、减速轰鸣等噪声问题。同时,通过同心设置第一阀门22和第二阀门32、平行设置第一转轴21和第二转轴31,有利于第一阀门22和第二阀门32受到气流冲击的方向和力度相一致,从而更好地控制两个阀门的开启和关闭。
如图2至图4所示,所述第一转轴21包括第一轴段211和第二轴段212,所述阀门本体1连接在所述第一轴段211,所述第一弹性件23连接在所述第二轴段212;所述第一轴段211上设有第一转轴限位块2111、第二转轴限位块2112、第一限位凸起2113、和第二限位凸起2114,所述第一轴段211通过所述第一转轴限位块2111、第二转轴限位块2112可转动地支撑于所述阀门本体1。通过将第一转轴21分设为第一轴段211和第二轴段212,可使位于第一轴段211上的阀门本体1、位于第二轴段212上的第一弹性件23相互独立,避免第一弹性件23对第一阀门22和第二阀门32的开启、关闭产生干涉。
如图4所示,所述第一转轴限位块2111设于所述第一轴段211的一端,所述第一转轴限位块2111设有第一球形腔体2117,所述第一球形腔体2117的开口朝向所述第一轴段211,所述第一轴段211与所述第一球形腔体2117连接处可转动地套设有第一转轴轴套2115,所述第一转轴轴套2115设于所述第一球形腔体2117内并与所述第一球形腔体2117同轴,所述第一限位凸起2113设于所述第一转轴轴套2115远离所述第一球形腔体2117的一端;所述第二转轴限位块2112设于所述第一轴段211的另一端,所述第二转轴限位块2112设有第二球形腔体2118,所述第二球形腔体2118的开口朝向所述第一轴段211,所述第一轴段211与所述第二球形腔体2118连接处可转动地套设有第二转轴轴套2116,所述第二转轴轴套2116设于所述第二球形腔体2118内并与所述第二球形腔体2118同轴,所述第二限位凸起2114设于所述第二转轴轴套2116远离所述第二球形腔体2118的一端。通过第一球形腔体2117和第一限位凸起2113的设置,第二球形腔体2118和第二限位凸起2114的设置,可确保第一转轴21能够绕其自身轴线转动,有效防止第一转轴21沿其轴线的移动,使第一转轴21仅有一个转动的自由度;同时,通过第一转轴轴套2115和第二转轴轴套2116的设置,有利于支撑第一转轴21更顺畅地转动。
具体地,如图2至图4所示,第一转轴21为圆实心杆,直径3mm-10mm,第一转轴21上的第一轴段211上带有第一限位凸起2113和第二限位凸起2114,第一限位凸起2113离第一转轴21的端部较远,形成较长的一段圆轴的第二轴段212以便和第一弹性件23装配,第二限位凸起2114离第一转轴21的端部较近。第一限位凸起2113用于对第一转轴限位块2111和第一转轴轴套2115限位,第二限位凸起2114用于对第二转轴限位块2112和第二转轴轴套2116限位。第一转轴限位块2111为薄壁冲压钣金件,厚度1mm-2mm,中间设有第一球形腔体2117,在第一球形腔体2117顶端开小孔,以便使第一转轴21穿过第一转轴轴套2115并安装于第一球形腔体2117内;第一球形腔体2117两侧开有豁口,用于与第一转轴安装支座12两侧配合。第二转轴限位块2112为薄壁冲压钣金件,厚度1mm-2mm,中间设有第二球形腔体2118,在第二球形腔体2118顶端开小孔,以便使第一转轴21穿过第二转轴轴套2116并安装于第二球形腔体2118内;第二球形腔体2118两侧开有豁口,用于与第一转轴安装支座12两侧配合。第一转轴轴套2115、第二转轴轴套2116为细丝网构成的空心圆柱。
如图2至图4所示,所述第一弹性件23包括第一扭簧限位块231和第一扭簧232,所述第一扭簧限位块231连接在所述第二轴段212远离所述第一轴段211的一端,所述第一扭簧232套设在所述第二轴段212并位于所述第一扭簧限位块231与所述第一转轴限位块2111之间,所述第一扭簧232的一端连接在所述第一扭簧限位块231,另一端连接在所述阀门本体1。当第一阀门22带动第一转轴21转动时,由于第一转轴21与第一扭簧限位块231固连,带动第一扭簧限位块231随之转动,而第一扭簧限位块231与第一扭簧232固连,使第一扭簧限位块231带动第一扭簧232发生形变,产生回复力。如此设置有利于使第一转轴21绕其自身轴线转动后在第一扭簧232的作用下迅速回位。
如图2至图4所示,所述第一扭簧限位块231包括四个限位翻边2311,所述四个限位翻边2311之间依次形成四个扭簧安装口2312,所述第一扭簧232与所述第一扭簧限位块231连接的一端卡在所述四个扭簧安装口2312的其中一个。第一扭簧限位块231为薄壁冲压钣金件,厚度1mm-2mm,形状为类正方体,其侧面所形成的限位翻边2311之间留有豁口,形成四个扭簧安装口2312,用于安装第一扭簧232。第一扭簧限位块231上还开有用于安装第一转轴21的孔。通过四个扭簧安装口2312的设置,可使第一扭簧232根据设计需要连接在不同的扭簧安装口2312中,从而相应调整预紧力。
如图1至图4所示,所述第一阀门22的边缘设有第一轴套221,所述第一轴套221套设于第一轴段211并位于所述第一限位凸起2113与所述第二限位凸起2114之间;所述第一阀门22的端面设有第二阀门缓冲垫222,所述第二阀门缓冲垫222为圆环形,所述第二阀门缓冲垫222的内径与所述第二阀门安装孔224的直径相同。第一阀门22厚度1mm-2mm,其中部设有与第一阀门安装孔111形状相似的凹槽,第二阀门32的外径与该凹槽的外径相同,该凹槽的中部开有与第二阀门32轮廓形状相似的第二阀门安装孔224。第一阀门22一侧带有折弯翻边形成的第一轴套221,用于和第一转轴21固连。第二阀门缓冲垫222,厚度2mm-5mm,为环形状,内外边缘与第二阀门安装孔224相似,内边缘与阀片第二阀门安装孔224大小相同。通过第一轴套221的设置,有利于第一转轴21更稳定地支撑在第一阀门22的边缘;通过第二阀门缓冲垫222的设置,可避免第二阀门32关闭时与第一阀门22发生撞击而产生噪音。
如图1至图4所示,所述阀门本体1包括第一阀门座11和由第一阀门座11延伸出的第一转轴安装支座12,所述第一阀门座11的端面设有与所述第一阀门22相配合的第一阀门缓冲垫112,所述第一阀门缓冲垫112为圆环形,所述第一阀门缓冲垫112的内径与所述第一阀门安装孔111的直径相同;所述第一转轴安装支座12两端分别连接在所述第一转轴限位块2111和所述第二转轴限位块2112,所述第一转轴安装支座12包括依次连接的第一连接板121、第二连接板122和第三连接板123,所述第一连接板121与所述第一阀门座11连接并共面,所述第二连接板122与所述第一连接板121垂直,所述第三连接板123与所述第一阀门座11平行,所述第三连接板123上设有圆弧缺口1231,所述圆弧缺口1231与第一阀门安装孔111重叠形成完整的圆形轮廓;所述第二连接板122上靠近第一扭簧232的一端设有支耳1221,所述第一扭簧232连接在所述支耳1221。阀门本体1为薄壁冲压钣金件,厚度1mm-2mm。通过第二阀门缓冲垫222的设置,可避免第二阀门32关闭时与第一阀门22发生撞击而产生噪音,且该第一转轴安装支座12结构简单,可避免对第一阀门22和第二阀门32的开启、关闭产生干涉。
具体地,如图1至图4所示,阀门本体1外形为带有局部翻边圆环的第一阀门座11和带有外伸矩形的第一转轴安装支座12。第一阀门座11的端面的第一阀门安装孔111与所述第一阀门22相配合,第一阀门缓冲垫112阀厚度2mm-5mm,为环形状,内外边缘与第一阀门安装孔111相似,内边缘与第一阀门安装孔111大小相同。第一转轴安装支座12进行两个90°折弯,形成与第一阀门座11连接并共面的第一连接板121,与第一连接板121垂直的第二连接板122,与所述第一阀门座11平行的第三连接板123;第三连接板123内部的圆弧切边,与阀门本体1在正投影方向上形成一个完整的圆;第一连接板121两侧各设有一个凸起结构,第三连接板123两侧各设有一个凸起结构,用于安装第一转轴限位块2111和第二转轴限位块2112;第二连接板122上靠近第一扭簧232的一端的伸长边形式的支耳1221用于安装第一扭簧232。
该第一阀门组件2的装配关系为:将第一转轴轴套2115安装于第一转轴限位块2111的第一球形腔体2117内并同轴;将第二转轴轴套2116安装于第二转轴限位块2112的第二球形腔体2118内并同轴;将第一转轴轴套2115与第一转轴限位块2111组成的分总成,第二转轴轴套2116与第二转轴限位块2112组成的分总成分别从第一转轴21的两端套进第一转轴21,并使第一球形腔体2117、第二球形腔体2118的开口朝向第一转轴21;将第一扭簧232套在第二轴段212上,位于第一球形腔体2117距第一转轴21端较近的一侧;将第一转轴21穿过第一扭簧限位块231上预留的孔,并将第一扭簧限位块231焊接在第一转轴21上,焊点位于第一扭簧限位块231的平面上,第一扭簧限位块231位于第一球形腔体2117距第一转轴21端较近的一侧;将第一阀门缓冲垫112焊接在阀门本体1上,使第一阀门缓冲垫112内壁与阀门本体1上的开孔壁面对齐;将第一阀门焊接在第一转轴21上;将第二阀片缓冲垫焊接在第一阀门22上,使第二阀门缓冲垫222内壁与第二阀门安装孔224的壁面对齐;将第一扭簧限位块231、第一扭簧232、第一转轴21、第一转轴轴套2115、第一转轴限位块2111、第二转轴轴套2116、第二转轴限位块2112、第一阀门22、第二阀门缓冲垫222组成的分总成配合在第一阀门缓冲垫112与阀门本体1组成的分总成上;使第一转轴限位块2111、第二转轴限位块2112上的豁口与阀门本体1上的外伸矩形耳朵相匹配,并焊接在一起;将第一扭簧232的一端与第一扭簧限位块231上的扭簧安装口2312相连接,另一端与阀门本体1上的外伸矩形耳朵折弯后的翻边扭簧安装口2312相连接。
该第一阀门组件2在使用时,当第一阀门22关闭时,第一阀门22与第一阀门缓冲垫112紧贴;第一阀门22可以沿着第一转轴21的轴心转动开启,由于第一阀门22与第一转轴21固连,第一阀门22的转动带动第一转轴21转动,由于第一转轴21与第一扭簧限位块231固连,第一转轴21的转动带动第一扭簧限位块231转动,从而第一扭簧限位块231带动第一扭簧232转动增大第一扭簧232的受力,使第一阀门22与第一阀门缓冲垫112分开。第一转轴轴套2115、第二转轴轴套2116分别位于第一转轴限位块2111、第二转轴限位块2112内部并套在第一转轴21上,并可以沿着第一转轴21转动;第一转轴21转动时第一转轴轴套2115、第二转轴轴套2116起缓冲、润滑的作用,避免第一转轴21过度磨损。由于第二阀门组件3焊接在第一阀门22上,当第一阀门22沿着第一转轴21转动时,第二阀门组件3可沿着第一转轴21的轴心转动。
如图1至图5所示,所述第一阀门22上设有第二转轴安装支座223,所述第二阀门组件3通过所述第二转轴安装支座223与所述第一阀门22连接,所述第二转轴安装支座223设有第一安装耳2231和第二安装耳2232,所述第二转轴通过所述第一安装耳2231和第二安装耳2232可转动地支撑于所述第一阀门22中,所述第二转轴31上可转动地套设有第三转轴轴套311,所述第三转轴轴套311设于所述第一安装耳2231与所述第二安装耳2232之间。第二转轴安装支座223的外形长条上一侧带有第一安装耳2231和第二安装耳2232,以便支撑第二转轴31并安装第二扭簧331和第三转轴轴套311;第三转轴轴套311为细丝网构成的空心圆柱,长度略小于第一转轴21的第一限位凸起2113与第二限位凸起2114之间的距离,并与第一安装耳2231和第二安装耳2232之间的距离相等;第二转轴安装支座223的外形长条上另一侧带有一个豁口,用于安装第二扭簧331。通过所述第二转轴安装支座223,可使第二阀门32更稳定地支撑在第一阀门22上;通过第三转轴轴套311的设置,有利于支撑第二转轴31更顺畅地转动。
如图1至5所示,所述第二阀门32的边缘设有第二轴套321和第三轴套322,所述第二轴套321套设于第二转轴31端部并位于所述第一安装耳2231远离所述第三转轴轴套311的一侧,所述第三轴套322套设于第二转轴31端部并位于所述第二安装耳2232远离所述第三转轴轴套311的一侧。第二阀门32厚度1mm-2mm,外轮廓为心锁状,在第二阀门32端面上开有第二扭簧安装孔;第二轴套321、第三轴套322为带圆弧翻边耳朵,用于和第二转轴31固连。通过第二轴套321、第三轴套322的设置,有利于第二转轴31更稳定地支撑在第二阀门32的边缘。
如图1至5所示,所述第二弹性件33为第二扭簧331,所述第二扭簧331套设于所述第三转轴轴套311并位于所述第一安装耳2231、第二安装耳2232之间,所述第二扭簧331的一端与所述第二转轴安装支座223连接,另一端与所述第二阀门32连接。当第二阀门32转动时,由于第二阀门32与第二扭簧331固连,使第二扭簧331发生形变,产生回复力。如此设置有利于使第二转轴31绕其自身轴线转动后在第二扭簧331的作用下迅速回位。
该第二阀门组件3的装配关系为:将第三转轴轴套311装配在第二转轴31上;将第三转轴轴套311与第二转轴31组成的分总成装配在第二转轴安装支座223上;将第二阀门32焊接在第二转轴31上,使第二阀门32的第二轴套321和第三轴套322分别装配在第二转轴31的两端并对齐:将第二扭簧331装配在第三转轴轴套311、第二转轴31、第二转轴安装支座223、第二阀门32组成的分总成上,第二扭簧331的一端安装于第二转轴安装支座223的豁口上,另一端安装于第二阀门32上的通孔上:将第二扭簧331、第三转轴轴套311、第二转轴31、第二转轴安装支座223、第二阀门32组成的分总成通过第二转轴安装支座223与第一阀门22接触的平面焊接在第一阀门22上。
该第二阀门组件3在使用时,当第二阀门32关闭时,第二阀门32与第二阀门缓冲垫222紧贴;第二阀门32可以沿着第二转轴31的轴心转动开启,由于第二阀门32与第二转轴31固连,第二阀门32的转动带动第二转轴31转动;由于第二扭簧331一端与固定设置在第二转轴安装支座223固连、另一端与第二阀门32固连,第二阀门32的转动带动第二扭簧331转动增大第二扭簧331受力,使第二阀门32与第二阀门缓冲垫222分开。第三转轴轴套311安装于第二转轴31和第二转轴安装支座223之间,并可以沿着第二转轴31的轴心转动;第二转轴31转动时旋第二转轴轴套2116起缓冲、润滑的作用,避免第二转轴31过度磨损。同时,由于第二扭簧331、第三转轴轴套311、第二转轴31、第二转轴安装支座223、第二阀门32、第二阀门缓冲垫222组成的第二阀门组件3是焊接在第一阀门22上的,当第一阀门22沿着第一转轴21转动时,第二扭簧331、第三转轴轴套311、第二转轴31、第二转轴安装支座223、第二阀门32、第二阀门缓冲垫222组成的第二阀门组件3也可沿着第一转轴21的轴心转动。但第二阀门32的转动与第一阀门22的转动相互独立,各自可自由转动。
另外,本发明一实施例还提供了一种排气******,包括***壳体6、***隔板7、进气管4、出气管5及上述的调音阀100,所述***隔板7在所述***壳体6内划分出第一腔室61和第二腔室62,所述进气管4连接在所述***壳体6与所述***隔板7之间,所述出气管5连接在所述***隔板7与所述***壳体6之间,所述调音阀100设于所述出气管5的入口端。通过在***上安装本发明的调音阀,可使***在低转速、中转速、高转速三个区间存在三个不同状态,从而达到了解决整车中低转轰鸣、高转速流噪、减速轰鸣等噪声问题。
如图6所示,所述***隔板7设有进气管安装孔63、出气管安装孔64和隔板通孔71,所述隔板通孔71设于所述进气管安装孔63和所述出气管安装孔64的两侧,所述隔板通孔71的总面积大于所述进气管4的截面积。进气管4为薄壁圆管;***壳体6为截面带圆角长方形的筒状,上下冲压半壳焊接而成,一端带有进气管安装孔63,另一端带有出气管安装孔64;出气管5为薄壁圆管,一端带有调音阀100安装切口;***隔板7为薄壁冲压钣金件,厚度1mm-2mm,上面带有进气管安装孔63、出气管安装孔64和隔板通孔71,隔板通孔71总面积大于进气管4截面积。排气气流经进气管4流进***第二腔室62,经过***隔板7上的隔板通孔71流进第一腔室61,经过调音阀100流进出气管5排出,隔板通孔71总面积大于进气管4截面积有利进入第二腔室62的气流能更好地通过消音器隔板7上的隔板通孔71流进第一腔室61中。
该排气******的装配关系为:***隔板7将***分为第一腔室61和第二腔室62,进气管4一端通过***壳体6上的进气管安装孔63焊接在***壳体6上,另一端穿过***隔板7并与***隔板7焊接在一起;出气管5一端通过***壳体6上的出气管安装孔64焊接在***壳体6上,另一端穿过***隔板7并与***隔板7焊接在一起,调音阀100通过阀门本体1焊接在出气管5入口端,阀门本体1不可转动也不可平动。
发动机工作时,排气气流经进气管4流进***第二腔室62,经过***隔板7上的隔板通孔71流进第一腔室61,经过调音阀100流进出气管5排出。该调音阀100及排气******在发动机加速过程中的工作模式为:当发动机处于怠速状态时,气流流经调音阀100,由于第一扭簧232的刚度、预紧力大于第二扭簧331的刚度、预紧力,作用在调音阀100上的压力较小,此时:第一阀门22关闭,第一阀门22与第一阀门缓冲垫112紧贴,第二阀门32开启,第二阀门32与第二阀门缓冲垫222分开;当发动机转速上升但是转速还比较低时,作用在调音阀100上的压力上升,此时压力还不足以开启第一阀门22,第二阀门32开启角度迅速增大到最大;当发动机转速进一步上升且较高时,此时作用在调音阀100上的压力迅速上升到一定值使第一阀门22开启,此时第一阀门22与第一阀片缓冲垫分开,第二阀门32开启角度达到最大;当发动机转速进一步上升至转速很高时,作用在调音阀100上的压力进一步增大,推动第一阀门22进一步开启直至最大后,第一阀门22不再开启。
该调音阀100及排气******在发动机减速过程中的工作模式为:当发动机转速降低时,第一阀门22沿着开启过程相反的方向关闭直至与第一阀门22关闭与第一阀门缓冲垫112紧贴;当第一阀门22与第一阀门缓冲垫112紧贴后,此时发动转速仍在降低且处于较高的转速,第二阀门32处于全开状态;当发动机转速降低到1500rpm左右或者以下时,第二阀门32处于微开状态(开启角度10°左右),发动机恢复供油,排气流量和压力增大,此时第二阀门32开启角随之增大到20°左右,第一阀门22处于关闭状态;当发动机转速降低到怠速时,第二阀门32开启角随之减小到10°左右,第一阀门22处于关闭状态;当发动机熄火时,第二阀门32、第一阀门22处于关闭状态。
通过以上工作过程,本发明的排气******可应对发动机低转速、中低转速、高转速三个转速对应的状态。加速过程中,排气流量急剧上升,第二阀门32上连接的第二扭簧331刚度较小,被迅速推开,基本上不影响排气背压,同时也兼备降低加速噪声的功能;直至第二阀门32被全部推开,即第二阀门32开启角气流截面积大于第二阀门32入口处与气流垂直的截面积时,第一阀门22才逐渐开启,此时排气流量已经较大、发动机转速较高(一般在2500rpm以上),第一阀门22的开启是为了降低高转速气流噪声,而第二阀门32从关闭到开启过程是为了降低中低转速的轰鸣,实现了***在中低转速和高转速之间的消声状态切换。减速过程中,由于突然停止供油,排气流量迅速降低,为保证发动机不熄火,在较低转速时(一般在1500rpm以下)恢复供油,同时产生一个频率较低、幅值较低的压力脉动引起排气轰鸣,严重时该轰鸣能引起车内乘客强烈抱怨,此时虽然第二阀门32上连接的第二扭簧331刚度较小,但是恢复供油所带来的压力不足以全部推开第二阀门32,使得气流截面积较小,将***消声特性切入转速更低、频率更低的状态,实现了***的低转速、中低转速、高转速的三个消声状态并存。
通过上述说明可知,本发明带来的有益效果在于,通过控制一大一小两个阀门随气流流量的增大而开启、随气流流量的减小而关闭,让***在低转速、中转速、高转速三个区间存在三个不同状态,既解决了加速过程中的中低转速轰鸣、高转速噪声,也降低了减速过程中的低转速、低频轰鸣噪声,使整车NVH性能得到改善。
以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已,当然不能以此来限定本发明之权利范围,因此依本发明权利要求所作的等同变化,仍属本发明所涵盖的范围。
Claims (10)
1.一种调音阀,包括阀门本体、第一阀门组件、第二阀门组件,所述阀门本体端面设有第一阀门安装孔,所述第一阀门组件安装于所述阀门本体,所述第一阀门组件包括第一转轴、第一阀门和第一弹性件,所述第一转轴可转动地支撑于所述阀门本体,所述第一阀门固连在所述第一转轴并覆盖所述第一阀门安装孔,所述第一弹性件连接在所述第一转轴使所述第一阀门可由开启状态回复到关闭状态;
其特征在于,所述第二阀门组件安装于所述第一阀门,所述第二阀门组件包括第二转轴、第二阀门和第二弹性件,所述第二转轴可转动地支撑于所述第一阀门,所述第二阀门固连在所述第二转轴,所述第二弹性件连接在所述第二转轴使所述第二阀门可由开启状态回复到关闭状态;
所述第二阀门重叠于所述第一阀门之上,所述第一阀门上设有第二阀门安装孔,所述第二阀门覆盖所述第二阀门安装孔,所述第一弹性件的预紧力大于所述第二弹性件的预紧力,使所述第二阀门先于所述第一阀门开启并打开所述第二阀门安装孔。
2.根据权利要求1所述的调音阀,其特征在于,所述第一转轴包括第一轴段和第二轴段,所述第一轴段上设有第一转轴限位块、第二转轴限位块、第一限位凸起、和第二限位凸起,所述第一轴段通过所述第一转轴限位块、第二转轴限位块可转动地支撑于所述阀门本体,所述第一弹性件连接在所述第二轴段。
3.根据权利要求2所述的调音阀,其特征在于,所述第一转轴限位块设于所述第一轴段的一端,所述第一转轴限位块设有第一球形腔体,所述第一球形腔体的开口朝向所述第一轴段,所述第一轴段与所述第一球形腔体连接处套设有第一转轴轴套,所述第一转轴轴套设于所述第一球形腔体内并与所述第一球形腔体同轴,所述第一限位凸起设于所述第一转轴轴套远离所述第一球形腔体的一端;所述第二转轴限位块设于所述第一轴段的另一端,所述第二转轴限位块设有第二球形腔体,所述第二球形腔体的开口朝向所述第一轴段,所述第一轴段与所述第二球形腔体连接处套设有第二转轴轴套,所述第二转轴轴套设于所述第二球形腔体内并与所述第二球形腔体同轴,所述第二限位凸起设于所述第二转轴轴套远离所述第二球形腔体的一端。
4.根据权利要求3所述的调音阀,其特征在于,所述第一弹性件包括第一扭簧限位块和第一扭簧,所述第一扭簧限位块连接在所述第二轴段远离所述第一轴段的一端,所述第一扭簧套设在所述第二轴段并位于所述第一扭簧限位块与所述第一转轴限位块之间,所述第一扭簧的一端连接在所述第一扭簧限位块,另一端连接在所述阀门本体。
5.根据权利要求4所述的调音阀,其特征在于,所述第一扭簧限位块包括四个限位翻边,所述四个限位翻边之间依次形成四个扭簧安装口,所述第一扭簧与所述第一扭簧限位块连接的一端卡在所述四个扭簧安装口的其中一个。
6.根据权利要求1所述的调音阀,其特征在于,所述第一阀门上设有第二转轴安装支座,所述第二阀门组件通过所述第二转轴安装支座与所述第一阀门连接,所述第二转轴可转动地支撑在所述第二转轴安装支座上,所述第二转轴上套设有第三转轴轴套。
7.根据权利要求6所述的调音阀,其特征在于,所述第二弹性件为第二扭簧,所述第二扭簧套设于所述第三转轴轴套,所述第二扭簧的一端与所述第二转轴安装支座连接,另一端与所述第二阀门连接。
8.根据权利要求1-7任意一项所述的调音阀,其特征在于,所述第一阀门与第二阀门同心,所述第一转轴与所述第二转轴平行。
9.一种排气******,其特征在于,包括***壳体、***隔板、进气管、出气管及权利要求1-8任意一项所述的调音阀,所述***隔板在所述***壳体内划分出第一腔室和第二腔室,所述进气管连接在所述***壳体与所述***隔板之间,所述出气管连接在所述***隔板与所述***壳体之间,所述调音阀设于所述出气管的入口端。
10.根据权利要求9所述的排气******,其特征在于,所述***隔板设有进气管安装孔、出气管安装孔和隔板通孔,所述隔板通孔设于所述进气管安装孔和所述出气管安装孔的两侧,所述隔板通孔的总面积大于所述进气管的截面积。
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