ES2205569T3 - Silenciador. - Google Patents

Abstract

Un silenciador que incluye: una carcasa polimérica; una admisión a la carcasa polimérica en forma de cuello de admisión; un escape de la carcasa polimérica en forma de cuello de escape: un tubo de admisión de gas de exhaustación para transportar gas de exhaustación hacia la carcasa polimérica a través del cuello de admisión; un tubo de escape de gas de exhaustación para transportar gas de exhaustación desde la carcasa polimérica a través del cuello de escape; un espacio entre el cuello de admisión y el tubo de admisión de gas de exhaustación; un espacio entre el cuello de escape y el tubo de escape de gas de exhaustación; un manguito polimérico de admisión situado en el espacio entre el tubo de admisión de gas de exhaustación y el cuello de admisión para aportar resistencia a la transferencia de calor entre el tubo de admisión de gas de exhaustación y la carcasa polimérica; . un manguito polimérico de escape situado en el espacio entre el tubo de escape de gas de exhaustación y el cuello deescape para aportar resistencia a la transferencia de calor entre el tubo de escape de gas de exhaustación y la carcasa polimérica; y estando los manguitos de admisión y escape comprimidos en sus respectivos espacios para estar fijados en encaje estático en sus respectivos espacios y formar sellos para el gas de exhaustación en una cámara definida por la carcasa polimérica.

Description

Silenciador.

Esta invención se refiere un silenciador para un vehículo a motor.

Los sistemas de exhaustación de escape libre se usan ampliamente en la industria del automóvil ya que tienden a mejorar el rendimiento de un vehículo a motor en comparación con los sistemas de escape convencionales. Sin embargo, un inconveniente asociado con los sistemas de escape libre es que los niveles de ruido del escape son considerablemente más altos que los de los sistemas de escape convencionales, y con frecuencia son superiores a los límites legales.

Se han hecho ensayos para proveer silenciadores o amortiguadores para reducir el ruido de los sistemas de exhaustación de escape libre a niveles aceptables. Tradicionalmente, esto ha traído consigo la provisión de un silenciador alargado que se sitúa alrededor de una sección perforada del tubo de escape para amortiguar los niveles de ruido. Igual que con los silenciadores convencionales, estos silenciadores de la exhaustación de escape libre, se hacen de acero inoxidable o materiales metálicos similares. Como consecuencia, generalmente tienen que ser instalados por instaladores especialistas. Asimismo, son susceptibles a la corrosión y, generalmente, se tienen que sustituir con bastante frecuencia.

El documento EP-A-O446064 describe un silenciador hecho de dos mitades formadas con una matriz, que constan, esencialmente, de una resina sintética y una fibra de vidrio. Las mitades se montan directamente en un tubo de escape.

El documento US-A-4.239.091 describe un silenciador hecho fundiendo resina de poliéster reforzada con fibra de vidrio y/o lana mineral. Los extremos del silenciador están formados como cuellos, respectivamente, que rodean el tubo de escape, formándose frisas anulares entre los cuellos y el tubo de escape para evitar fugas.

El documento US-A-5.033.580 describe un silenciador hecho de un material resistente al calor, como nilón o PPS, estando montado el silenciador en un tubo de escape por medio de juntas anulares que incluyen anillos metálicos elásticos respectivos.

Aunque los silenciadores descritos en estos documentos evitan el uso de materiales metálicos, la mayor parte de los cuerpos de silenciador sufren diversos problemas.

De acuerdo con la invención, proveemos un silenciador de acuerdo con la reivindicación 1.

Los manguitos tienen, preferiblemente, un punto de fusión más alto que la carcasa polimérica, están hechos, preferiblemente, de un material diferente al de la carcasa polimérica, son flexibles, preferiblemente, en comparación con la carcasa polimérica y, preferiblemente, son más blandos que la carcasa polimérica.

Los manguitos poliméricos se pueden deformar para adaptarse a las irregularidades en la forma de las tubos de admisión y/o escape.

Los tubos de admisión y de escape, preferiblemente, están hechos de un metal que es, preferiblemente, acero.

La carcasa, preferiblemente, tiene cuellos, estando situados los manguitos poliméricos entre los cuellos y los tubos de admisión y escape. Preferiblemente, el alojamiento se estrecha hacia los cuellos.

Se puede interponer un sellador entre los manguitos poliméricos y sus respectivos tubos de admisión y escape.

Preferiblemente, los manguitos poliméricos anclan la carcasa a los tubos de admisión y escape.

Los manguitos poliméricos pueden estar hechos de politetrafluoretileno.

El alojamiento puede incluir dos secciones aseguradas entre sí.

Preferiblemente, las dos secciones están aseguradas entre sí por un conector. Las dos secciones y el conector pueden tener formaciones de sujeción de manera que las dos secciones se pueden sujetar al conector. El conector puede ser un espaciador para incrementar la longitud del alojamiento. Preferiblemente, las dos secciones son idénticas. Cada sección puede incluir un cuello formado de manera integral.

Preferiblemente, la carcasa polimérica está hecha de un nilón relleno de vidrio.

Preferiblemente, los tubos de admisión y escape forman parte de un tubo continuo que se extiende a través del alojamiento, estando perforada al menos la parte del tubo continuo que está situada dentro del alojamiento. Preferiblemente, un material aislante rodea el tubo continuo. El material aislante puede ser una pieza continua de lana mineral enrollada alrededor del tubo continuo.

Sin embargo, el silenciador puede tener una pluralidad de tubos de admisión y escape. Los tubos de admisión y escape pueden estar formados por una pluralidad de tubos continuos que se extienden a través del alojamiento, estando perforada al menos la parte de cada tubo continuo situada dentro del alojamiento.

Breve descripción de los dibujos adjuntos

A continuación se va a describir la invención por medio de ejemplos no limitativos, haciendo referencia a los dibujos adjuntos, en los que:

La figura 1 es una vista en perspectiva de un despiece de un silenciador de acuerdo con la invención;

La figura 2 es una vista de una sección transversal a lo largo de la línea 2 - 2, del silenciador de la figura 1, instalado en una sección del tubo de escape; y

La figura 3 es una vista en planta de una sección transversal de un silenciador con tubos de escape gemelos.

Descripción de las realizaciones preferidas

Un silenciador de compuesto 10 incluye una carcasa de nilón 12 con una construcción de tres piezas. La carcasa 12 de nilón consta de dos secciones, 14 y 16, idénticas conectadas entre sí por un conector 18. El conector está situado entre las aberturas 20 y 22 de las secciones 14 y 16.

Las dos secciones 14 y 16 y el conector 18 están sujetos entre sí por medio de formaciones de sujeción, 24 y 26, complementarias. Las formaciones de sujeción 24, situadas sobre las secciones 14 y 16, tienen forma de proyecciones a modo de anillos o de rebordes que rodean las aberturas 20 y 22. Las formaciones de sujeción 26, situadas sobre el conector 18, tienen forma de canales de recepción complementarios. Aunque este dispositivo de sujeción es preferido, se considera que se pueden usar otros dispositivos adecuados, tales como las formaciones de macho y hembra o las formaciones tipo bayoneta, de manera que las dos secciones se pueden conectar directamente entre sí.

Cada una de las secciones 14 y 16 tienen paredes finales 28 y 30, respectivamente, formadas de manera integral, que se estrechan hacia los cuellos anulares 32 y 34, respectivamente. Los cuellos 32 y 34 tienen aberturas 36 y 38 que están alineadas axialmente y que permiten que un tubo de escape 40 alargado se extienda a través de la carcasa 12 de nilón. El tubo de escape 40 tiene perforaciones 42 para permitir que el gas de exhaustación pase a través del tubo de escape 40 y entre en una cámara 44 definida por la carcasa 12.

Aunque esta realización se refiere a un tubo de escape 40 recto y único, se pueden usar otras configuraciones de tubo de escape. Como se muestra en la figura 3, a través de la carcasa pasan dos tubos de escape. En la figura 3, el sufijo .1 se usa para piezas que corresponden a dichas figuras 1 y 2. Por otro lado, la configuración del tubo de escape podría constar de un solo tubo que entraría en la carcasa por un extremo, se dividiría en dos tubos por medio de una división en Y, saliendo los dos tubos divididos de la carcasa por el extremo opuesto. Alternativamente, se puede invertir esta configuración, de manera que entren en la carcasa los dos tubos de escape y salga de la carcasa un solo tubo de escape. En cada una de estas configuraciones, las respectivas secciones 14 y 16 de la carcasa, están adaptadas para recibir las diferentes configuraciones. Las secciones 14 y 16 y el conector 18 están moldeados por inyección a partir de un material de nilón relleno con vidrio conocido como nilón 66. Este material consta, aproximadamente, del 60 al 65% de nilón y, aproximadamente, del 30 al 35% de vidrio. Aunque se considera que se puede usar cualquier otro material polimérico adecuado resistente al calor, se prefiere el nilón 66 por sus propiedades de resistencia al calor. Este material puede resistir temperaturas que van desde alrededor de -70ºC hasta alrededor de 200ºC, y tiene un punto de fusión de 261ºC. También es altamente absorbente de choque y, por consiguiente, puede resistir vibraciones y otras causas de fatiga durante su uso. El material polimérico absorbe sonido en mayor medida que el acero inoxidable, porque es menos denso.

Situados entre una superficie exterior 46 del tubo de escape 40 y las paredes interiores 48 y 50 de los cuellos 32 y 34, respectivamente, están un par de espaciadores resistentes al calor en forma de manguitos 52. Los manguitos 52 están formados con un material polimérico resistente al calor, en este caso politetrafluoretileno (P.T.F.E.). Los manguitos 52 están comprimidos en posición y forman un encaje estático entre las paredes interiores 48 y 50 de los cuellos, y entre las superficies interiores de los manguitos 52 y el tubo de escape 40. Los manguitos 52 sellan sustancialmente los extremos de la cámara 44 y aportan resistencia a la transferencia de calor desde el tubo de escape 40 a la carcasa 12 de los gases de exhaustación que pasan a través del tubo de escape 40. El sellador de silicona 54 está puesto entre los manguitos y el tubo de escape 40. En ciertas situaciones esto es necesario ya que los manguitos 52 y la carcasa 12 se dilatan con el calor. Dado que ambos tienen diferentes coeficientes de dilatación térmica, la dilatación de estos componentes puede dar lugar a la fuga de gases desde la cámara 44, lo que es indeseable. Los sellos entre los manguitos y los cuellos y entre los manguitos y el tubo de escape han resistido presiones de hasta dos barias sobre la presión atmosférica sin fugas.

Aunque se considera que se pueden usar otros materiales en los manguitos 52, se prefieren los manguitos de P.T.F.E por sus propiedades de resistencia al calor. Los manguitos 52 de P.T.F.E. tienen una temperatura de trabajo que va desde alrededor de -269ºC hasta alrededor de 270ºC, y tienen un punto de fusión de alrededor de 380ºC. Los manguitos de P.T.F.E. pueden resistir puntas de calor de hasta 330ºC y se estima que pueden resistir hasta 370ºC. Por consiguiente, este material puede resistir las altas temperaturas de los tubos de escape de acero inoxidable y resistir la transferencia de calor a la carcasa 12. Por otra parte, los manguitos 52 son flexibles y blandos en comparación con la carcasa 12. Por consiguiente, los manguitos 52 se pueden deformar para adaptarse a las irregularidades en la forma del tubo de escape 40, que puede no ser perfectamente redondo.

Alrededor del tubo de escape 40 se enrolla una pieza continua de lana de vidrio dentro de la cámara 44 para aportar amortiguación o atenuación adicional del ruido del escape. La lana de vidrio puede resistir temperaturas de hasta 700ºC.

Se pueden usar conectores 18 de anchuras variables. Como consecuencia, se puede ajustar la longitud total de la carcasa 12 usando conectores 18 de diferentes anchuras. Esto permite a un usuario cambiar la longitud de la carcasa para adaptarla a un vehículo a motor determinado cambiando simplemente una sola pieza. Los conectores 18 de diferentes anchuras están codificados por colores para simplificar la elección de conector 18.

El solicitante considera que este silenciador 10 se puede presentar para su venta en forma de conjunto que comprende las secciones idénticas 14 y 16, al menos un conector 18, los manguitos 52, lana de vidrio y la sección 40 de tubo de escape perforada de acero inoxidable. El conjunto se puede montar fácilmente enrollando la lana de vidrio alrededor del tubo de escape 40, situando los manguitos 52 dentro de los cuellos 32 y 34, respectivamente, deslizando las dos secciones 14 y 16 sobre el tubo 40 con el conector 18 situado entre ellas, y sujetando las piezas entre sí. Típicamente, cuando es necesario un sellado adicional, se puede poner en posición el sellador 54 de silicona antes de sujetar las piezas entre sí. Seguidamente, se sustituye una sección del tubo de escape existente por el tubo de escape 40 con el silenciador 10 montado y adaptado al mismo. Alternativamente, se puede montar el silenciador sobre el tubo de escape perforado existente in situ.

El silenciador de acuerdo con la invención se estima que presenta varias ventajas sobre los amortiguadores de acero inoxidable convencionales. Por estar hecho el silenciador de la invención de nilón, que es menos denso que el acero inoxidable, tiende a amortiguar o reducir el sonido en un grado mayor que el acero inoxidable. Por otra parte, la manera sencilla, e incluso efectiva, de sujeción de las diferentes piezas entre sí, y de sujetarlas al tubo de exhautación de escape libre, puede permitir a un usuario instalar el silenciador de la manera "hágalo usted mismo" (DIY). No son necesarios soldadura o adhesivos especiales para montar el silenciador o ajustarlo al tubo de escape. Además, el usuario puede variar la longitud del silenciador para ajustarla a una determinada marca de vehículo, intercambiando conectores de diferentes anchuras. Por otra parte, el silenciador es más pequeño que los silenciadores convencionales por las excelentes cualidades del nilón como amortiguador del ruido, siendo el silenciador entre un 35% y un 55% más ligero que los escapes de acero inoxidable equivalentes.

Se puede apreciar que son posibles muchas modificaciones o variaciones de la invención sin salir del espíritu o alcance de la invención.

Claims (12)

1. Un silenciador que incluye:

una carcasa polimérica;

una admisión a la carcasa polimérica en forma de cuello de admisión;

un escape de la carcasa polimérica en forma de cuello de escape:

un tubo de admisión de gas de exhaustación para transportar gas de exhaustación hacia la carcasa polimérica a través del cuello de admisión;

un tubo de escape de gas de exhaustación para transportar gas de exhaustación desde la carcasa polimérica a través del cuello de escape;

un espacio entre el cuello de admisión y el tubo de admisión de gas de exhaustación;

un espacio entre el cuello de escape y el tubo de escape de gas de exhaustación;

un manguito polimérico de admisión situado en el espacio entre el tubo de admisión de gas de exhaustación y el cuello de admisión para aportar resistencia a la transferencia de calor entre el tubo de admisión de gas de exhaustación y la carcasa polimérica;

un manguito polimérico de escape situado en el espacio entre el tubo de escape de gas de exhaustación y el cuello de escape para aportar resistencia a la transferencia de calor entre el tubo de escape de gas de exhaustación y la carcasa polimérica; y

estando los manguitos de admisión y escape comprimidos en sus respectivos espacios para estar fijados en encaje estático en sus respectivos espacios y formar sellos para el gas de exhaustación en una cámara definida por la carcasa polimérica.

2. El silenciador de la reivindicación 1, en el que los manguitos de admisión y escape son flexibles en comparación con la carcasa polimérica.

3. El silenciador de la reivindicación 1, en el que los manguitos de admisión y escape son manguitos cilíndricos circulares rectos.

4. El silenciador de la reivindicación 1, en el que la carcasa polimérica consta de dos secciones sustancialmente idénticas aseguradas entre sí.

5. El silenciador de la reivindicación 4, en el que las dos secciones sustancialmente idénticas están aseguradas entre sí por un conector.

6. El silenciador de la reivindicación 1, en el que dentro de la carcasa polimérica está dispuesto material aislante.

7. El silenciador de la reivindicación 6, en el que el material aislante es lana de vidrio.

8. El silenciador de la reivindicación 1, en el que la carcasa polimérica está hecha de un polímero relleno de vidrio.

9. El silenciador de la reivindicación 8, en el que el polímero relleno de vidrio es nilón relleno de vidrio.

10. El silenciador de la reivindicación 1, en el que los tubos de admisión y escape de gas de exhaustación forman parte de un tubo de gas de exhaustación continuo que se extiende a través de la carcasa polimérica, estando perforada la parte del tubo de gas de exhaustación continuo situada entre el cuello de admisión y el cuello de escape.

11. El silenciador de la reivindicación 1, en el que los manguitos de admisión y escape están hechos de politetrafluoretileno.

12. El silenciador de la reivindicación 1, en el que el manguito de admisión es idéntico al manguito de escape.