專利名稱：排氣擴(kuò)散裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及一種排氣系統(tǒng)，更具體地涉及一種用于排氣系統(tǒng)的 排氣擴(kuò)M置。
背景技術(shù)：
背景技術(shù)：
中的描述僅僅提供了與本發(fā)明相關(guān)的背景技術(shù)信息，并不 一定構(gòu)成現(xiàn)有技術(shù)。
現(xiàn)已存在多種用于車輛和其他機(jī)器的排氣系統(tǒng)。某些排氣系統(tǒng)包括 催化轉(zhuǎn)化器、柴油微粒過(guò)濾器、氮氧化物收集器，或其他設(shè)有用于處理 流經(jīng)排氣系統(tǒng)的廢氣的一個(gè)或多個(gè)載體的裝置。
通常希望維持載體表面徑向方向上的廢氣氣流的均勻性。之所以這 樣做是因?yàn)槟軌蛱岣咻d體的工作效率。例如，在柴油微粒過(guò)濾器中，如 果廢氣流均勻的話，煤煙便更有可能在載體上均勻地分布。此外，系統(tǒng) 中的再生可以更有效地進(jìn)行。期望氣流均勻性的另 一個(gè)原因是可以提高 載體的使用壽命。例如，如果載體徑向方向上產(chǎn)生實(shí)際溫度梯度，則載
體可能會(huì)開(kāi)裂；但是，如果栽體表面上的廢氣氣流更均勻的話，就不容 易產(chǎn)生實(shí)際溫度梯度。
但是，在現(xiàn)有的排氣系統(tǒng)中，載體表面的軸心處的廢氣流量通常大 于栽體表面沿徑向向外的位置的廢氣流量。這樣一來(lái)，栽體的運(yùn)行效率 較低，且載體更容易受損。因此，需要提供一種使載體表面上的廢氣流 更均勻的排氣系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及一種用于具有外流構(gòu)件的排氣系統(tǒng)的排氣擴(kuò)散裝置。該 排氣擴(kuò)散裝置包括能夠設(shè)置于外流構(gòu)件內(nèi)的擴(kuò)散構(gòu)件。擴(kuò)散構(gòu)件限定一 根軸線并包括上游端和下游端。下游端的垂直于該軸線的截面大于上游
端的垂直于該軸線的截面。該排氣擴(kuò)散裝置還包括貫穿擴(kuò)散構(gòu)件延伸的 孔口。該孔口與該軸線同軸。流經(jīng)外流構(gòu)件的所有廢氣流被分為流過(guò)孔
口的氣流和在外流構(gòu)件與擴(kuò)散構(gòu)件之間流動(dòng)的氣流。擴(kuò)散構(gòu)件能夠4吏廢 氣流至少部分地朝外流構(gòu)件偏轉(zhuǎn)。
在另一個(gè)方面，本發(fā)明涉及一種排氣系統(tǒng)，該排氣系統(tǒng)包括外流構(gòu) 件和設(shè)置在外流構(gòu)件內(nèi)的排氣擴(kuò)散裝置。該排氣擴(kuò)散裝置包括限定一才艮 軸線的擴(kuò)散構(gòu)件。擴(kuò)散構(gòu)件包括上游端和下游端。下游端的垂直于該軸 線的截面大于上游端的垂直于該軸線的截面。排氣擴(kuò)散裝置還包括貫穿 擴(kuò)散構(gòu)件延伸的孔口。該孔口與該軸線同軸。流經(jīng)外流構(gòu)件的所有廢氣 氣流被分為流過(guò)該孔口的氣流和在外流構(gòu)件與擴(kuò)散構(gòu)件之間流動(dòng)的氣 流。擴(kuò)散構(gòu)件能夠使廢氣流至少部分地朝外流構(gòu)件偏轉(zhuǎn)。
在又一個(gè)方面，本發(fā)明涉及一種用于車輛的排氣系統(tǒng)，該排氣系統(tǒng) 包括外流構(gòu)件和載體，該載體設(shè)置在外流構(gòu)件內(nèi)，使得外流構(gòu)件內(nèi)的廢 氣能夠流向載體。該排氣系統(tǒng)還包括位于外流構(gòu)件內(nèi)的排氣擴(kuò)散裝置。 該排氣擴(kuò)散裝置包括限定一根軸線的擴(kuò)散構(gòu)件。擴(kuò)散構(gòu)件包括上游端和 下游端。下游端的垂直于該軸線的截面大于上游端的垂直于該軸線的截 面。該排氣擴(kuò)散裝置還包括貫穿擴(kuò)散構(gòu)件延伸的孔口。該孔口與該軸線 同軸。流經(jīng)外流構(gòu)件的所有廢氣流被分為經(jīng)該孔口流向載體的氣流和在 外流構(gòu)件與擴(kuò)散構(gòu)件之間流向載體的氣流。當(dāng)廢氣流向載體時(shí)，擴(kuò)散構(gòu) 件能夠使廢氣流至少部分地朝外流構(gòu)件偏轉(zhuǎn)。
通過(guò)下文的描述，本發(fā)明進(jìn)一步的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⒆兊蔑@而易見(jiàn)。應(yīng)當(dāng) 理解的是，下文的描述和具體示例僅用于說(shuō)明性目的，并非用于限制本 發(fā)明的范圍。


此處描述的附圖僅僅用于說(shuō)明性目的，并不對(duì)本發(fā)明的范圍構(gòu)成任
何限制，其中
圖l是設(shè)有排氣擴(kuò)散裝置的車輛的排氣系統(tǒng)的局部截面圖。
圖2是圖l所示排氣系統(tǒng)的立體圖。
圖3是該排氣擴(kuò)散裝置另一個(gè)實(shí)施方式的立體圖。
圖4是圖3所示排氣擴(kuò)散裝置的端視圖。
具體實(shí)施例方式
以下描述從本質(zhì)上來(lái)說(shuō)僅僅是示例性的，并非意在限制本發(fā)明、其 應(yīng)用或用途。應(yīng)當(dāng)理解的是，在各個(gè)附圖中，相應(yīng)的附圖標(biāo)記代表相同 或相應(yīng)的部件和特征。
現(xiàn)在參照?qǐng)Dl和圖2，其中示出了車輛10的一部分-具體地說(shuō)排氣 系統(tǒng)12的一部分。應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，在不偏離本發(fā)明的范圍的情況下，排 氣系統(tǒng)12也可以應(yīng)用于除車輛10以外的其他任何機(jī)器。
排氣系統(tǒng)12包括外流構(gòu)件14。在不偏離本發(fā)明的范圍的情況下， 外流構(gòu)件14也可以是諸如催化轉(zhuǎn)化器、柴油微粒過(guò)濾器、氮氧化物收 集器等尾氣后處理裝置，和/或任何適當(dāng)?shù)难b置的一部分。
排氣系統(tǒng)12還包括載體16 (圖1 )。載體16置于外流構(gòu)件14內(nèi)。 載體16可用于去除流經(jīng)排氣系統(tǒng)12的廢氣中的有害物質(zhì)。更具體地， 排氣系統(tǒng)12與發(fā)動(dòng)機(jī)(未圖示)流體連通，來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣經(jīng)過(guò)外流構(gòu) 件14流向載體16。廢氣流過(guò)載體16,載體16去除諸如煤煙、 一氧化 碳、未燃碳?xì)浠衔铩㈩w粒物等有害物質(zhì)。
排氣系統(tǒng)12還包括總體上標(biāo)示為18的排氣擴(kuò)散裝置。如下所述， 排氣擴(kuò)散裝置18可以使流經(jīng)載體16的上游面20的廢氣流更加均勻。
在圖示實(shí)施方式中，外流構(gòu)件14包括入口構(gòu)件11和截錐形構(gòu)件13。 截錐形構(gòu)件13與入口構(gòu)件11在過(guò)渡部15處聯(lián)接。過(guò)渡部15可具有任 何適當(dāng)?shù)陌霃健Ｔ谝粋€(gè)實(shí)施方式中，入口構(gòu)件11通過(guò)焊接聯(lián)接到截錐 形構(gòu)件13上。在另一個(gè)實(shí)施方式中，入口構(gòu)件11與截錐形構(gòu)件13 — 體地連接。在圖示實(shí)施方式中，入口構(gòu)件11的截面呈圓形，并且入口 構(gòu)件11與截錐形構(gòu)件13同軸。但是，應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，在不偏離本發(fā)明的 范圍的情況下，外流構(gòu)件14也可以具有任何合適的形狀。
截錐形構(gòu)件13較小的一端與入口構(gòu)件11聯(lián)接，使得外流構(gòu)件14 的橫截面積沿遠(yuǎn)離入口構(gòu)件11的方向逐漸增大。此外，在圖示實(shí)施方 式中，置于外流構(gòu)件14中的載體16設(shè)置于外流構(gòu)件14的最大橫截面 積處。
排氣擴(kuò)散裝置18包括入口構(gòu)件22和聯(lián)接到入口構(gòu)件22上的擴(kuò)散
構(gòu)件24。在圖示實(shí)施方式中，入口構(gòu)件22的截面呈圓形且沿著軸向直 線延伸，使得入口構(gòu)件22的垂直于軸線A的截面積沿入口構(gòu)件22的長(zhǎng) 度方向基本不變。另一方面，擴(kuò)散構(gòu)件24呈截錐形且包括上游端26和 下游端28(圖1)。擴(kuò)散構(gòu)件24的上游端26與入口構(gòu)件22相聯(lián)接。因 此，下游端28的垂直于軸線A的截面大于下游端26的垂直于軸線A 的截面。應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，在不偏離本發(fā)明的范圍的情況下，入口構(gòu)件22 和擴(kuò)散構(gòu)件24可以是任何適當(dāng)?shù)男螤睢?br> 排氣擴(kuò)散裝置18還包括貫穿入口構(gòu)件22和擴(kuò)散構(gòu)件24延伸的孔 口 30 (圖2)。孑L口 30與軸線A同軸。在圖示實(shí)施方式中，入口構(gòu)件 22和擴(kuò)散構(gòu)件24的壁厚沿排氣擴(kuò)散裝置18的長(zhǎng)度方向保持不變"吏得 在貫穿入口構(gòu)件22的一段孔口 30的截面積維持不變，在沿?cái)U(kuò)散構(gòu)件24 的長(zhǎng)度方向離開(kāi)入口構(gòu)件22時(shí)孔口 30的截面積逐漸增大。因此，所有 廢氣流(圖1中以虛線箭頭示出)被分為穿過(guò)孔口 30而流向載體16的 氣流和在外流構(gòu)件14與排氣擴(kuò)散裝置18之間流向載體16的氣流。
排氣擴(kuò)散裝置18還包括至少一個(gè)支撐構(gòu)件32。在圖示實(shí)施方式中， 排氣擴(kuò)散裝置18包括多個(gè)繞軸線A等間距分布的支撐構(gòu)件32。每個(gè)支 撐構(gòu)件32的一端聯(lián)接到入口構(gòu)件22上，另一端聯(lián)接到外流構(gòu)件14上。 在圖示實(shí)施方式中，每個(gè)支撐構(gòu)件32包括位于其一端的突出部34，以 方便與外流構(gòu)件14的連接。在一個(gè)實(shí)施方式中，排氣擴(kuò)散裝置18聯(lián)接 到外流構(gòu)件14的入口構(gòu)件11上，并且截錐形構(gòu)件13隨后聯(lián)接到入口 構(gòu)件11上。
因此，支撐構(gòu)件32將排氣擴(kuò)散裝置18聯(lián)接到外流構(gòu)件14上，使 得入口構(gòu)件22位于擴(kuò)散構(gòu)件24的上游。支撐構(gòu)件32還將排氣擴(kuò)散裝 置18聯(lián)接到外流構(gòu)件14上，從而使擴(kuò)散構(gòu)件24設(shè)置成與外流構(gòu)件14 間隔開(kāi)的位置關(guān)系。在圖示實(shí)施方式中，擴(kuò)散構(gòu)件24和入口構(gòu)件22與 外流構(gòu)件14同軸；但是，在不偏離本發(fā)明的范圍的情況下，擴(kuò)散構(gòu)件 24和入口構(gòu)件22也可以相對(duì)于外流構(gòu)件14呈偏離"^殳置。
此外，排氣擴(kuò)散裝置18設(shè)置于外流構(gòu)件14內(nèi)，使得大體上穿過(guò)過(guò) 渡部15垂直于軸線A的截面與排氣擴(kuò)散裝置18相交。另外，軸線A 與外流構(gòu)件14的周向壁之間測(cè)得的第一夾角6至多等于軸線A與擴(kuò)散 構(gòu)件24的周向壁之間測(cè)得的第二夾角6'。在該實(shí)施方式中，第一夾角 6小于第二夾角6'。
如圖1中的虛線箭頭所示，排氣擴(kuò)散裝置18迫使廢氣流向外朝著 外流構(gòu)件14沿徑向流動(dòng)。因此，廢氣流在栽體16的上游面20上可以 更加均勻地分布。這樣一來(lái)，載體16可以更加有效地運(yùn)行，從而可以 延長(zhǎng)載體16的使用壽命。
現(xiàn)在參照?qǐng)D3和圖4，圖中示出了排氣擴(kuò)散裝置118的另一個(gè)實(shí)施 方式，其中給圖l和圖2所示實(shí)施方式中的附圖標(biāo)記分別加上100來(lái)表 示相同的技術(shù)特征。如圖所示，排氣擴(kuò)散裝置118包括擴(kuò)散構(gòu)件124和 多個(gè)支撐構(gòu)件132。排氣擴(kuò)散裝置118還包括自下游端128向上游端126 延伸的離隙(relief) 133。每個(gè)支撐構(gòu)件132的每一側(cè)都設(shè)有離隙133。
此外，每個(gè)支撐構(gòu)件132包括上游面135。如圖4所示，上游面135 設(shè)置成與垂直于軸線A的平面之間的正夾角為6"。因此，通過(guò)擴(kuò)散構(gòu) 件124,廢氣流至少部分流向外流構(gòu)件，每個(gè)支撐構(gòu)件132的上游面135 進(jìn)一步使廢氣流偏轉(zhuǎn)，以便氣流在載體的上游面上更均勻地分布。
權(quán)利要求
1.一種用于具有外流構(gòu)件的排氣系統(tǒng)的排氣擴(kuò)散裝置，所述排氣擴(kuò)散裝置包括擴(kuò)散構(gòu)件，所述擴(kuò)散構(gòu)件能夠設(shè)置于所述外流構(gòu)件內(nèi)，其中，所述擴(kuò)散構(gòu)件限定有軸線，并且所述擴(kuò)散構(gòu)件包括上游端和下游端，所述下游端的垂直于所述軸線的截面大于所述上游端的垂直于所述軸線的截面；以及孔口，所述孔口貫穿所述擴(kuò)散構(gòu)件延伸，其中，所述孔口與所述軸線同軸，并且流經(jīng)所述外流構(gòu)件的所有廢氣流被分為流過(guò)所述孔口的氣流和在所述外流構(gòu)件與所述擴(kuò)散構(gòu)件之間流動(dòng)的氣流，并且所述擴(kuò)散構(gòu)件能夠使廢氣流至少部分地朝所述外流構(gòu)件偏轉(zhuǎn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求l所述的排氣擴(kuò)散裝置，進(jìn)一步包括聯(lián)接到所述 擴(kuò)散構(gòu)件上的入口構(gòu)件，其中，所述孔口貫穿所述入口構(gòu)件和所述擴(kuò)散 構(gòu)件延伸。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的排氣擴(kuò)散裝置，其中，所述入口構(gòu)件的 垂直于所述軸線的截面沿著所述入口構(gòu)件的長(zhǎng)度方向基本不變。
4.根據(jù)權(quán)利要求l所述的排氣擴(kuò)散裝置，其中，所述擴(kuò)散構(gòu)件呈 截錐形。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的排氣擴(kuò)散裝置，進(jìn)一步包括至少一個(gè)支 撐構(gòu)件，所述至少一個(gè)支撐構(gòu)件能夠?qū)⑺鰯U(kuò)散構(gòu)件聯(lián)接至所述外流構(gòu) 件，從而使所述擴(kuò)散構(gòu)件設(shè)置成與所述外流構(gòu)件成相互間隔的關(guān)系。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的排氣擴(kuò)散裝置，其中，所述至少一個(gè)支 撐構(gòu)件包括上游面，并且所述上游面設(shè)置成與垂直于所述軸線的平面成 正角度。
7. —種排氣系統(tǒng)，包括 外流構(gòu)件；以及排氣擴(kuò)散裝置，所述排氣擴(kuò)散裝置設(shè)置在所述外流構(gòu)件內(nèi)，所述排 氣擴(kuò)散裝置包括限定有軸線的擴(kuò)散構(gòu)件，其中，所述擴(kuò)散構(gòu)件包括上游 端和下游端，并且所述下游端的垂直于所述軸線的截面大于所述上游端 的垂直于所述軸線的截面；以及孔口，所述孔口貫穿所述擴(kuò)散構(gòu)件延伸，其中，所述孔口與所述軸 線同軸，并且流經(jīng)所述外流構(gòu)件的所有廢氣流被分為流過(guò)所述孔口的氣 流和在所述外流構(gòu)件與所述擴(kuò)散構(gòu)件之間流動(dòng)的氣流，并且所述擴(kuò)散構(gòu) 件能夠使廢氣流至少部分地朝所述外流構(gòu)件偏轉(zhuǎn)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的排氣系統(tǒng)，進(jìn)一步包括聯(lián)接到所述擴(kuò)散 構(gòu)件并設(shè)置在所述擴(kuò)散構(gòu)件上游的入口構(gòu)件，其中，所述孔口貫穿所述 入口構(gòu)件和所述擴(kuò)散構(gòu)件延伸。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的排氣系統(tǒng)，其中，所述入口構(gòu)件的垂直 于所述軸線的截面沿著所述入口構(gòu)件的長(zhǎng)度方向基本不變。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的排氣系統(tǒng)，其中，所述擴(kuò)散構(gòu)件呈截錐形。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的排氣系統(tǒng)，其中，所述外流構(gòu)件包括 截錐形構(gòu)件，并且在所述軸線與所述外流構(gòu)件的壁之間測(cè)得的第一夾角 至多等于在所述軸線與所述擴(kuò)散構(gòu)件的壁之間測(cè)得的第二夾角。
12.根據(jù)權(quán)利要求7所述的排氣系統(tǒng)，其中，所述外流構(gòu)件包括入 口構(gòu)件和與所述入口構(gòu)件在過(guò)渡部相聯(lián)接的截錐形構(gòu)件，并且大體上穿過(guò)所述過(guò)渡部的垂直于所述軸線的截面與所述排氣擴(kuò)散裝置相交。
13.根據(jù)權(quán)利要求7所述的排氣系統(tǒng)，其中，所述排氣擴(kuò)散裝置進(jìn) 一步包括至少一個(gè)支撐構(gòu)件，所述至少一個(gè)支撐構(gòu)件將所述排氣擴(kuò)散裝 置聯(lián)接到所述外流構(gòu)件上，從而使所述擴(kuò)散構(gòu)件設(shè)置成與所述外流構(gòu)件 成相互間隔的關(guān)系，并且使所述擴(kuò)散構(gòu)件與所述外流構(gòu)件同軸。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的排氣系統(tǒng)，其中，所述至少一個(gè)支撐 構(gòu)件包括上游面，并且所述上游面設(shè)置成與垂直于所述軸線的平面成正 角度。
15. —種用于車輛的排氣系統(tǒng)，包括 外流構(gòu)件；載體，所述載體設(shè)置在所述外流構(gòu)件內(nèi)，使得所述外流構(gòu)件內(nèi)的廢 氣能夠朝所述載體流動(dòng)；以及排氣擴(kuò)散裝置，所述排氣擴(kuò)散裝置設(shè)置在所述外流構(gòu)件內(nèi)，所述排 氣擴(kuò)散裝置包括限定有軸線的擴(kuò)散構(gòu)件，所述擴(kuò)散構(gòu)件包括上游端和下 游端，所述上游端的垂直于所述軸線的截面大于所述下游端的垂直于所 述軸線的截面；以及孔口，所述孔口貫穿所述擴(kuò)散構(gòu)件延伸，其中，所述孔口與所述軸 線同軸，并且流經(jīng)所述外流構(gòu)件的所有廢氣流被分為經(jīng)所述孔口流向所述載體的氣流和在所述外流構(gòu)件與所述擴(kuò)散構(gòu)件之間流向所述載體的 氣流，并且當(dāng)廢氣流向所述載體時(shí)，所述廢氣擴(kuò)散裝置能夠使廢氣流至 少部分地朝所述外流構(gòu)件偏轉(zhuǎn)。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的排氣系統(tǒng)，進(jìn)一步包括聯(lián)接到所述擴(kuò) 散構(gòu)件并設(shè)置在所述擴(kuò)散構(gòu)件上游的入口構(gòu)件，其中，所述孔口貫穿所 述入口構(gòu)件和所述擴(kuò)散構(gòu)件延伸。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的排氣系統(tǒng)，其中，所述入口構(gòu)件的垂 直于所述軸線的截面沿著所述入口構(gòu)件的長(zhǎng)度方向基本不變。
18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的排氣系統(tǒng)，其中，所述外流構(gòu)件包括入口構(gòu)件和在過(guò)渡部聯(lián)接到所述入口構(gòu)件的截錐形構(gòu)件，并且大體上穿 過(guò)所述過(guò)渡部的垂直于所述軸線的截面與所述排氣擴(kuò)散裝置相交。
19.根據(jù)權(quán)利要求15所述的排氣系統(tǒng)，其中，所述擴(kuò)散構(gòu)件呈截 錐形，并且所述外流構(gòu)件包括截錐形構(gòu)件，并且所述外流構(gòu)件的壁與所 述軸線之間測(cè)得的第一夾角至多等于所述擴(kuò)散構(gòu)件的壁與所述軸線之 間的第二夾角。
20.根據(jù)權(quán)利要求15所述的排氣系統(tǒng)，其中，所述排氣擴(kuò)散裝置 進(jìn)一步包括至少一個(gè)支撐構(gòu)件，所述至少一個(gè)支撐構(gòu)件將所述排氣擴(kuò)散 裝置聯(lián)接到所述外流構(gòu)件上，從而使所述擴(kuò)散構(gòu)件設(shè)置成與所述外流構(gòu) 件成相互間隔的關(guān)系，并且使所述擴(kuò)散構(gòu)件與所述外流構(gòu)件同軸，并且 所述至少一個(gè)支撐構(gòu)件包括上游面，所述上游面設(shè)置成與垂直于所述軸 線的平面成正角度。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)一種用于具有外流構(gòu)件的車輛的排氣擴(kuò)散裝置。該排氣擴(kuò)散裝置包括能夠設(shè)置在外流構(gòu)件內(nèi)的擴(kuò)散構(gòu)件。擴(kuò)散構(gòu)件限定一根軸線并且包括上游端和下游端。下游端的垂直于該軸線的截面大于上游端的垂直于該軸線的截面。該排氣擴(kuò)散裝置還包括貫穿擴(kuò)散構(gòu)件延伸的孔口。該孔口與該軸線同軸。流經(jīng)外流構(gòu)件的所有廢氣流被分為流過(guò)孔口的氣流和在外流構(gòu)件與擴(kuò)散構(gòu)件之間流動(dòng)的氣流。擴(kuò)散構(gòu)件能夠使廢氣流至少部分地朝外流構(gòu)件偏轉(zhuǎn)。
文檔編號(hào)F02K1/00GK101341326SQ200680048088
公開(kāi)日2009年1月7日 申請(qǐng)日期2006年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月22日
發(fā)明者菲根·拉欽, 詹姆斯·W·吉拉德 申請(qǐng)人:田納科汽車營(yíng)運(yùn)公司