排气系统和消音器的制作方法

排气系统和消音器
相关申请的交叉引用
1.本技术要求于2019年6月19日提交的美国专利申请16/445,636的优先权和权益，该专利申请特此通过援引以其全文并入本文。
技术领域
2.本披露涉及一种用于发动机的排气系统。更具体地说，本披露涉及一种用于发动机的排气系统的消音器。


背景技术：

3.用于内燃机的排气系统采用了消音器以便减弱由发动机产生的排气噪声。在多缸内燃机中，两个不同的排气流可能由两组不同的汽缸产生。这两个排气流可能从排气歧管的两个不同部分通过两个不同的排气管道流入消音器中。在许多情形中，排气管道中的每一个的长度可以彼此不同，比如由于排气管道中的每一个的不同的路线布置、发动机的不同位置、排气管道中的每一个周围的各种车辆部件的不同位置等。由于排气管道之间的长度差异，在排气管道下游可能产生对应的发动机阶次噪声。


技术实现要素：

4.在本披露的一方面中，提供了一种用于与发动机一起使用的消音器。该消音器包括第一管，该第一管限定第一入口以及与该第一入口间隔开的第一出口。该第一管被配置成在该第一入口处接收来自发动机的排气。该消音器包括与该第一管间隔开的第二管。该第二管限定第二入口以及与该第二入口间隔开的第二出口。该第二管被配置成在该第二入口处接收来自发动机的排气。该消音器还包括被设置成至少部分地围绕该第二管的第三管。该第三管限定第三出口，该第三出口与该第二入口和该第二出口中的每一个间隔开。该第三出口与该第二管的第二出口处于流体连通。该消音器进一步包括与该第一出口和该第三出口处于流体连通的至少一个出口管。
5.在本披露的另一方面中，提供了一种用于与发动机一起使用的排气系统，该发动机具有第一排汽缸和第二排汽缸。该排气系统包括第一管道，该第一管道被配置成接收来自该第一排汽缸的排气。该排气系统还包括第二管道，该第二管道被配置成接收来自该第二排汽缸的排气。该排气系统进一步包括消音器。该消音器包括第一管，该第一管限定第一入口以及与该第一入口间隔开的第一出口。该第一入口与该第一管道处于流体连通。该消音器包括与该第一管间隔开的第二管。该第二管限定第二入口以及与该第二入口间隔开的第二出口。该第二管与该第二管道处于流体连通。该消音器还包括被设置成至少部分地围绕该第二管的第三管。该第三管限定第三出口，该第三出口与该第二入口和该第二出口中的每一个间隔开。该第三出口与该第二管的第二出口处于流体连通。该消音器进一步包括与该第一出口和该第三出口处于流体连通的至少一个出口管。
6.在本披露的又一方面，提供了一种用于与发动机一起使用的消音器。该消音器包
括第一管，该第一管限定第一入口以及与该第一入口间隔开的第一出口。该第一管被配置成在该第一入口处接收来自发动机的排气。该消音器包括与该第一管间隔开的第二管。该第二管限定第二入口以及与该第二入口间隔开的第二出口。该第二管被配置成在该第二入口处接收来自发动机的排气。该消音器包括被设置成至少部分地围绕该第二管的第三管。该第三管限定第三出口，该第三出口与该第二入口和该第二出口中的每一个间隔开。该第三出口与该第二管的第二出口处于流体连通。该消音器还包括壳体，该壳体至少部分地包封该第一管、该第二管以及该第三管。该壳体限定共用腔室，该共用腔室与该第一出口和该第三出口处于流体连通。该消音器进一步包括与该共用腔室处于流体连通的至少一个出口管。
7.根据以下描述和附图，本披露的其他特征和方面将变得明显。
附图说明
8.图1是根据本披露的一方面的、联接到发动机的排气系统的示意图；
9.图2a和图2b是根据本披露的一方面的消音器的不同的立体图；
10.图2c和图2d是根据本披露的一方面的不带有外壳的图2a的消音器的不同的立体图；
11.图2e是根据本披露的一方面的沿截面a-a’的图2a的消音器的截面视图；
12.图3a和图3b是图2a的消音器关于常规消音器的性能的示例性图形表示；
13.图4a和图4b是根据本披露的另一方面的另一个消音器的不同的立体图；
14.图4c和图4d是根据本披露的一方面的不带有外部壳体的图4a的消音器的不同的立体图；
15.图5是根据本披露的一方面的联接到发动机的另一个排气系统的示意图；
16.图6是根据本披露的另一方面的另一种消音器的截面视图；以及
17.图7a至图7d是根据本披露的一方面的另一种消音器的第二管和第三管的不同的示例性布置的示意图。
具体实施方式
18.只要可能，在整个附图中，相同的附图标记将用于指代相同或相似的部分。参照图1，展示了排气系统100的示例性示意图，该排气系统联接到发动机102。发动机102可以是由燃料(比如汽油、柴油、天然气等、或它们的组合)供以动力的任何内燃机。发动机102是多缸发动机。因此，发动机102包括两排汽缸，比如第一排汽缸104和第二排汽缸106。第一排汽缸104和第二排汽缸106可以对应于发动机102的两个汽缸组。在所展示的实施例中，第一排汽缸104和第二排汽缸106中的每一排包括三个汽缸。在其他实施例中，基于应用要求，第一排汽缸104和第二排汽缸106中的每一排可以包括任何数量的汽缸。而且，在所展示的实施例中，发动机102具有v型构型。在其他实施例中，基于应用要求，发动机102可以具有任何其他构型，比如直列或直线构型等。
19.排气系统100包括第一排气歧管108和第二排气歧管110。第一排气歧管108联接到第一排汽缸104。因此，第一排气歧管108被适配成接收来自第一排汽缸104的第一排气流“e1”。第二排气歧管110联接到第二排汽缸106。因此，第二排气歧管110被适配成接收来自
第二排汽缸106的第二排气流“e2”。此外，基于应用要求，发动机102可以包括本文未描述的部件和/或系统，比如发动机体、汽缸盖、阀门组件、进气歧管、冷却系统、润滑系统、空气输送系统、涡轮增压器、增压器或其他外围设备等。
20.排气系统100还包括消音器112。消音器112联接到第一排气歧管108和第二排气歧管110中的每一个。更具体地，消音器112经由第一管道114联接到第一排气歧管108。第一管道114限定第一管道长度“lp1”。第一管道114被适配成将第一排气流“e1”的流动从第一排气歧管108提供到消音器112。而且，消音器112经由第二管道116联接到第二排气歧管110。第二管道116限定第二管道长度“lp2”。第二管道116被适配成将第二排气流“e2”的流动从第二排气歧管110提供到消音器112。
21.在所展示的实施例中，第一管道114的第一管道长度“lp1”大于第二管道116的第二管道长度“lp2”。在其他实施例中，第二管道116的第二管道长度“lp2”可以大于第一管道114的第一管道长度“lp1”。这样，第一排气流“e1”穿过第一管道114的行进长度大于第二排气流“e2”穿过第二管道116的行进长度。由于第一排气流“e1”和第二排气流“e2”中的每一个的行进长度的差异，可以在第一管道114和第二管道116中的每一个的下游产生半发动机阶次噪声。因此，消音器112可以被适配成限制第一管道114和第二管道116中的每一个的下游的半发动机阶次噪声。此外，基于应用要求，排气系统100可以包括一个或多个后处理部件/系统(未示出)，比如柴油机微粒过滤器(dpf)单元、柴油机氧化催化器(doc)单元、柴油机排气处理液(def)单元、选择性催化还原(scr)单元、尾管等。
22.参考图2a、图2b、图2c和图2d，展示了消音器202的一个实施例的不同的立体图。参考图2e，展示了沿截面a-a’(在图2a和图2b中示出)的消音器202的截面视图。现在将结合参考图2a至图2e来解释消音器202。消音器202包括壳体204，该壳体限定消音器202的纵向轴线l-l’。在所展示的实施例中，壳体204具有基本上椭圆且长形的构型。在其他实施例中，基于应用要求，壳体204可以具有其他构型，比如矩形、圆柱形等。壳体包括外壳205。壳体204限定第一侧206以及与第一侧206相反地设置的第二侧208。壳体204包括第一端板210，该第一端板设置在第一侧206上并且连接到外壳205。壳体204还包括第二端板212，该第二端板设置在第二侧208上并且连接到外壳205。
23.消音器202包括第一内板214、第二内板216以及第三内板218。第一内板214、第二内板216以及第三内板218中的每一个设置在壳体204内。而且，第一端板210、第二端板212、第一内板214、第二内板216以及第三内板218中的每一个被设置成基本上彼此平行并且彼此间隔开。因此，消音器202包括设置在第一内板214与第二内板216之间的共用腔室220。消音器202还包括设置在第一端板210与第一内板214之间的第一腔室222。消音器202还包括设置在第二内板216与第三内板218之间的第二腔室224。消音器202进一步包括设置在第二端板212与第三内板218之间的第三腔室226。
24.消音器202包括至少部分地设置在壳体204内的第一管228。第一管228限定第一长度“l1”。第一管228至少部分地设置于在第一端板210与第一内板214之间延伸的第一腔室222中。更具体地，第一管228从第一端板210和第一内板214中的每一个延伸出。第一管228限定第一入口230和第一出口232，该第一出口被设置成与第一入口230间隔开。在所展示的实施例中，第一出口232被设置成与第一入口230相反。在其他实施例中，第一出口232可以设置在第一管228的壁(未示出)上并且与第一入口230间隔开。在这种情况下，第一管228的
与第一入口230在远侧相对设置的端部可以被封闭。第一入口230设置在第一端板210上。第一入口230被适配成流体地联接到第一管道114。因此，第一入口230被适配成从第一管道114接收第一排气流“e1”进入第一管228。第一出口232设置在第一内板214上并且与共用腔室220处于流体连通。因此，第一出口232被适配成将来自第一管228的第一排气流“e1”排放到共用腔室220中。
25.消音器202包括至少部分地设置在壳体204内的第二管234。第二管234限定第二长度“l2”。第二管234的第二长度“l2”大于第一管228的第一长度“l1”。第二管234被设置成与第一管228基本上平行并且与其间隔开。第二管234设置在第一腔室222、共用腔室220以及第二腔室224中的每一个中，并且在第一端板210、第一内板214以及第二内板216之间延伸。第二管234限定第二入口236和第二出口238。第二入口236被设置成沿纵向轴线l-l’与第二出口238间隔开。第二入口236设置在第一端板210上。第二入口236被适配成流体地联接到第二管道116。因此，第二入口236被适配成从第二管道116接收第二排气流“e2”进入第二管234中。在所展示的实施例中，第二出口238被设置成与第二出口236相反并且位于第二腔室224内。在其他实施例中，第二出口238可以设置在第二管234的与第二入口236间隔开的壁240上并且位于第二腔室224内。在这种情况下，第二管234的远侧端部242可以被封闭。
26.消音器202还包括设置在壳体204内的第三管244。第三管244限定第三长度“l3”。第三管244的第三长度“l3”大于第一管228的第一长度“l1”。因此，第二管234的第二长度“l2”与第三管244的第三长度“l3”之和大于第一管228的第一长度“l1”。在其他实施例中，第二管234的第二长度“l2”和第三管244的第三长度“l3”中的每一个可以小于第一管228的第一长度“l1”。然而，第二管234的第二长度“l2”与第三管244的第三长度“l3”之和可以大于第一管228的第一长度“l1”。第三管244被设置成与第一管228和第二管234中的每一个基本上平行并且与其间隔开。而且，第三管244被设置成至少部分地围绕第二管234。
27.更具体地，第三管244被设置成同心地围绕第二管234，使得第三管244的一部分与第二管234重叠，从而限定重叠长度“ol”和反向长度“rl”。这样，第三管244的第三长度“l3”等于重叠长度“ol”与反向长度“rl”之和。替代性地，第三管244可以围绕第二管234偏心地设置。第三管244设置在共用腔室220和第二腔室224中的每一个中。第三管244限定第三出口246。第三出口246与第二管234的第二入口236和第二出口238中的每一个间隔开。此外，第三出口246相对于纵向轴线l-l’轴向地设置在第二管234的第二入口236与第二出口238之间。而且，第三出口246被设置成通过设置在第二管234与第三管244之间的间隙248而与第二管234的第二出口238处于流体连通。间隙248可以是在第二管234与第三管244之间的环形间隙。
28.第三管244还包括封闭端部250，该封闭端部由端壁249限定，该端壁被设置成相对于纵向轴线l-l’与第三出口246相对。更具体地，封闭端部250相对于纵向轴线l-l’与第二管234的第二出口238轴向地间隔开。因此，第二管234的第二出口238轴向地设置在第三管244的封闭端部250与第三出口246之间。第二管234的第二出口238被适配成将第三管244内的第二排气流“e2”排放到反向部分251中。反向部分251限定反向长度“rl”。第三管244被适配成从第二管234的第二出口238接收第二排气流“e2”进入反向部分251，并且被适配成允许第二排气流“e2”流经间隙248。第三出口246被设置成与共用腔室220处于流体连通。因此，第三出口246被适配成将第二排气流“e2”排放到共用腔室220中。
29.消音器202还包括设置在第二管234与第三管244之间的连接构件252。更具体地，连接构件252被设置成与第三出口246相邻。连接构件252被适配成将第二管234连接到第三管244，并且被适配成提供第二管234与第三管244之间的结构刚度。连接构件252包括连接到第二管234的外表面的第一部分288、从第一部分288延伸的第二部分290、以及连接到第三管244的外表面的第三部分292。第二部分290向第一部分288和第三部分292中的每一个倾斜。第一部分288和第三部分292基本上彼此平行。第一部分288可以通过多种不同的方法(比如，焊接、粘合剂、机械接合部、紧固件等)连接到第二管234。类似地，第三部分292可以通过多种不同的方法(比如，焊接、粘合剂、机械接头、紧固件等)连接到第三管244。
30.在所展示的实施例中，消音器202包括单个连接构件252。在其他实施例中，消音器202可以包括多个连接构件，比如多个连接构件中的每一个可以设置在第二管234与第三管244之间的任何位置处。在又另外的实施例中，第二管234可以使用任何其他联接方法(比如销型焊接、管对管接头等)连接到第三管244。替代性地，在一些实施例中，基于应用要求，第二管234和第三管244中的每一个可以连接到第一端板210、第一内板214、第二内板216和/或第三内板218中的任一个，使得第二管234和第三管244可以具有管套管(pipe-on-pipe)配置。
31.消音器202进一步包括多个出口管，比如至少部分地设置在壳体204内的第一出口管254和第二出口管256。第一出口管254和第二出口管256中的每一个被设置成基本上彼此平行并且间隔开，并且与第一管228、第二管234以及第三管244中的每一个基本上平行并且间隔开。第一出口管254和第二出口管256中的每一个设置在第一腔室222、共用腔室220、第二腔室224以及第三腔室226中的每一个中，并且在第一内板214、第二内板216、第三内板218以及第二端板212之间延伸。第一出口管254和第二出口管256中的每一个被设置成经由共用腔室220而与第一管228的第一出口232以及第三管244的第三出口246处于流体连通。第一出口管254包括入口端部258和出口端部262。类似地，第二出口管256包括入口端部260和出口端部264。出口端部262、264中的每一个被设置成相对于纵向轴线l-l’与相应的入口端部258、260相反。
32.入口端部258、260中的每一个设置在第一内板214上，并且与共用腔室220处于流体连通。因此，第一出口管254和第二出口管256被适配成分别经由入口端部258、260从共用腔室220接收第三排气流“e3”和第四排气流“e4”。出口端部262、264中的每一个设置在第二端板212上。进一步地，出口端部262、264中的每一个可以流体地联接到排气系统100的下游部件(未示出)，比如尾管。因此，出口端部262、264被适配成分别从第一出口管254和第二出口管256将第三排气流“e3”和第四排气流“e4”从消音器202排放出。
33.消音器202还包括第一支管266和第二支管268。第一支管266和第二支管268分别联接到第一出口管254和第二出口管256。而且，第一支管266和第二支管268中的每一个设置在壳体204内和第三腔室226内。第一支管266和第二支管268被适配成分别从第一出口管254和第二出口管256将第三排气流“e3”的一部分和第四排气流“e4”的一部分排放到第三腔室226中。这样，第一支管266和第二支管268中的每一个分别被适配成改善对消音器202的调谐和/或限制第三腔室226与第一出口管254和第二出口管256中的每一个之间的压差。第一支管266和第二支管268可以因此充当消音器202的侧支(side branch)调谐器。
34.此外，消音器202包括在第一内板214和第二内板216中的每一个之间延伸的加强
杆270。加强杆270被设置成与第一管228、第二管234、第三管244、第一出口管254以及第二出口管256中的每一个基本上平行并且间隔开。加强杆270被适配成为第一内板214和第二内板216中的每一个提供结构刚度。在其他实施例中，加强杆270可以另外地或可选地设置在第一端板210与第一内板214之间、第二内板216与第三内板218之间、和/或第三内板218与第二端板212之间。
35.在操作期间，第一排气流“e1”从第一管道114(在图1中示出)经由第一管228的第一入口230被接收到消音器202中，并且经由第一管228的第一出口232被排放到共用腔室220中，如箭头272所示。第二排气流“e2”从第二管道116(在图1中示出)经由第二管234的第二入口236被接收在消音器202中，并且经由第二管234的第二出口238被排放到第三管244中，如箭头274所示。由于第三管244的封闭端部250，第二排气流“e2”在反向部分251中发生偏转，并且流入间隙248中，如箭头276所示，并且经由第三管244的第三出口246被进一步排放到共用腔室220中，如箭头278所示。
36.在第二排气流“e2”流经消音器202时，第二排气流“e2”行进的距离约等于第一管道114的第一管道长度“lp1”与第二管道116的第二管道长度“lp2”之间的差。更具体地，第一管道114的第一管道长度“lp1”与第二管道116的第二管道长度“lp2”之间的差可以约等于第二管234的第二长度“l2”与第三管244的第三长度“l3”之和减去第一管228的第一长度“l1”，即，(lp1-lp2)可以约等于[(l2 l3)-l1]。这样，第二管234的第二长度“l2”和第三管244的第三长度“l3”中的每一个补偿了第一管道114的第一管道长度“lp1”与第二管道116的第二管道长度“lp2”之间的差，进而减小了消音器202下游的半发动机阶次噪声。
[0037]
换言之，第二管234的第二长度“l2”与第三管244的第三长度“l3”之和大于第一管228的第一长度“l1”，即，(l2 l3)大于(l1)。因此，减小了由于第一管道114的第一管道长度“lp1”与第二管道116的第二管道长度“lp2”之间的差而产生的半发动机阶次噪声。因此，(l2 l3)大于(l1)，使得消音器202下游的半发动机阶次噪声减小。在这种情况下，第一管道114的第一管道长度“lp1”与第一管228的第一长度“l1”之和约等于第二管道116的第二管道长度“lp2”、第二管234的第二长度“l2”以及第三管244的第三长度“l3”之和，即，(lp1 l1)约等于(lp2 l2 l3)，以便使消音器202下游的半发动机阶次噪声降低。因此，第二管234和第三管244可以允许第二排气流“e2”的流动反向，从而相对于第一排气流“e1”增加第二排气流“e2”的流动长度。因此，第二排气流“e2”通过第二管道116、第二管234以及第三管244的行进长度约等于第一排气流“e1”通过第一管道114和第一管228的行进长度。进一步地，第二管234与第三管244之间的重叠可以提供紧凑的构型，而不会减少通过第二管234和第三管244的流动长度。
[0038]
第一排气流“e1”和第二排气流“e2”在共用腔室220内彼此混合，从而形成混合排气流。该混合排气流从共用腔室220经由设置在第一内板214上的一个或多个孔口282而流到第一腔室222中，如箭头280所示。在所展示的实施例中，第一内板214包括多个具有不同形状(比如矩形、圆形、椭圆形等)的这样的孔口282。孔口282的数量和形状可以根据应用要求而变化。在一些情况下，混合排气流的一部分还可以从共用腔室220、经由设置在第二内板216上的一个或多个孔口286流到第二腔室224中，如箭头284所示。混合排气流的该部分可以从共用腔室220、基于共用腔室220与第二腔室224之间的压差流到第二腔室224中。在所展示的实施例中，第二内板216包括具有多边形形状的一个这样的孔口286。孔口286的数
量和形状可以根据应用要求而变化。
[0039]
进一步地，存在于共用腔室220中的混合排气流分成第三排气流“e3”和第四排气流“e4”，使得第三排气流“e3”经由入口端部258流入第一出口管254，而第四排气流“e4”经由入口端260流入第二出口管256。第三排气流“e3”流经第一出口管254，并且经由出口端部262从消音器202排放出。第三排气流“e3”的一部分可以基于第一出口管254与第三腔室226之间的压差、经由第一支管266被排放到第三腔室226中，进而改善对消音器202的调谐。而且，第四排气流“e4”流经第二出口管256，并且经由出口端部264从消音器202排放出。第四排气流“e4”的一部分可以基于第二出口管256与第三腔室226之间的压差、经由第二支管268被排放到第三腔室226中，进而改善对消音器202的调谐。
[0040]
如图2a至图2e所示，消音器202的构型本质上是示例性的，并且在本披露的范围内，替代性构型是可能的。例如，尽管第一管228、第二管234以及第三管244被展示为基本上笔直的中空圆柱形管，但是第一管228、第二管234和/或第三管244可以具有替代形状，比如具有非圆形截面的曲线形。
[0041]
参考图6，展示了消音器602的另一实施例的截面视图。消音器602具有的构型基本上类似于消音器202的构型。这样，消音器602包括壳体204，该壳体具有第一侧206、第二侧208、第一端板210、第二端板212、第一内板214、第二内板216、第三内板218、共用腔室220、第一腔室222、第二腔室224以及第三腔室226。消音器602还包括第一管228，该第一管具有第一入口230和第一出口232。消音器602还包括连接构件252，该连接构件具有第一部分288、第二部分290以及第三部分292。消音器602还包括：第一出口管254，该第一出口管具有入口端部258和出口端部262；第二出口管256，该第二出口管具有入口端部260和出口端部264；第一支管266；第二支管268；以及加强杆270。消音器602还包括孔口282和孔口286。
[0042]
在所展示的实施例中，消音器602包括第二管634，该第二管具有第二入口636、第二出口638、壁640、以及由端壁643限定的封闭端部642。壁640在第二入口636与端壁643之间延伸。端壁643和封闭端部642被设置成与第二入口636轴向相对。第二出口638由设置在壁640上的一个或多个开口639限定。该一个或多个开口639是设置在壁640上的通孔。在多个开口639的情况下，开口639可以成角度地和/或轴向地彼此间隔开。每个开口639的数量、形状以及尺寸可以根据应用要求而变化。第二出口638被设置成与端壁643和封闭端部642相邻。而且，第二出口638被设置成与第二入口636间隔开并且位于第二腔室224内。
[0043]
消音器602还包括第三管644，该第三管具有第三出口646。第三管644被设置成同心地围绕第二管634，从而在第二管与第三管之间形成间隙648。第三出口646被设置成通过设置在第二管634与第三管644之间的间隙648而与第二管634的第二出口638处于流体连通。第三管644还包括封闭端部650，该封闭端部由被设置成与第三出口646轴向相对的端壁649限定。第三管644与第二管634的封闭端部642相邻地连接到第二管634。更具体地，第三管644的端壁649与第二管634的封闭端部642相邻地连接到第二管634的壁640。第三出口646与第二管634的第二入口636和第二出口638中的每一个间隔开。因此，第二管634的第二出口638轴向地设置在第二管634的封闭端部642与第三管644的第三出口646之间。
[0044]
具体地，一个或多个开口639轴向地设置在第二管634的封闭端部642或第三管644的封闭端部650与第三管644的第三出口646之间。换言之，一个或多个开口639相对于消音器602的纵向轴线(未示出)设置在第二管634的封闭端部642或第三管644的封闭端部650与
第三管644的第三出口646之间。在这种情况下，消音器202的反向部分251被省略。基于应用要求，第三管644的端壁649可以通过多种不同的方法(比如，焊接、粘合剂、机械接头、紧固件、销型焊接、管到管接头等)连接到第二管634的壁640。在一些实施例中，第三管644可以向下压紧以形成端壁649，该端壁连接到第二管634。
[0045]
在操作期间，第二排气流“e2”从第二管道116(在图1中示出)经由第二管634的第二入口636被接收到消音器602中。然后，第二排气流“e2”通过端壁643和第二管634的封闭端部642而发生偏转，并且经由第二管634的第二出口638被排放到第三管644中，如箭头674所示。具体地，第二排气流“e2”流经一个或多个开口639。由于第三管644的端壁649和封闭端部650，第二排气流“e2”流经间隙248，如箭头676所示。这样，第二排气流“e2”在进入间隙248时发生流动反向。第二排气流“e2”经由第三管644的第三出口646被进一步排放到共用腔室220中，如箭头678所示。
[0046]
参考图3a和图3b，展示了消音器202的性能与常规消音器(未示出)的性能相比的示例性图形表示。常规消音器是指不带有第二管234和第三管244的布置的消音器，如参考消音器202所描述的。参考图3a，展示了在部分打开节流阀条件下发动机转速相对于一个半(1.5)发动机阶次噪声的图形表示。曲线“c1”表示消音器202在部分打开节流阀条件下的性能，而曲线“c2”表示常规消音器在部分打开节流阀条件下的性能。
[0047]
如图所示，与常规消音器相比，在使用消音器202时，在约1500转每分钟(rpm)与3300rpm之间，半发动机阶次噪声降低了约15分贝至25分贝(dba)。参考图3b，展示了在完全打开节流阀条件下发动机转速相对于一个半(1.5)发动机阶次噪声的图形表示。曲线“c3”表示消音器202在完全打开节流阀条件下的性能，而曲线“c4”表示常规消音器在完全打开节流阀条件下的性能。如图所示，与常规消音器相比，在使用消音器202时，在约1500rpm与3300rpm之间，半发动机阶次噪声降低了约10分贝至15分贝(dba)。类似地，与常规消音器相比，消音器202可以降低半发动机阶次噪声的不同谐波(例如，3、4.5、6等)。
[0048]
参考图4a、图4b、图4c和图4d，展示了消音器402的另一实施例的不同立体图。现在将结合参考图4a至图4d来解释消音器402。消音器402具有的构型基本上类似于参考图2a至图2e所述的消音器202的构型。这样，消音器402包括壳体404、外壳405、第一端板410、第二端板412、第一内板414、第二内板416以及第三内板418。消音器402还包括共用腔室420、第一腔室422、第二腔室424以及第三腔室426。消音器402进一步包括第一管428、第二管434、第三管444以及加强杆470。然而，消音器402包括单个出口管454。
[0049]
在所展示的实施例中，出口管454设置在共用腔室420、第二腔室424以及第三腔室426中的每一个中，从而在第二内板416、第三内板418与第二端板412之间延伸。应当注意的是，消音器402的壳体404、外壳405、第一端板410、第二端板412、第一内板414、第二内板416、第三内板418、共用腔室420、第一腔室422、第二腔室424、第三腔室426、第一管428、第二管434、第三管444以及加强杆470的布置、位置和/或取向基本上类似于参考图2a至图2e所述的消音器202的布置、位置和/或取向。
[0050]
在操作期间，第一管428联接到第一管道114，第二管434联接到第二管道116。因此，第一排气流“e1”从第一管道114经由第一管428被接收在消音器402的共用腔室420中，如箭头472所示。而且，第二排气流“e2”从第二管道116被接收在第二管434中。第二排气流“e2”通过第三管444的在反向部分451中的封闭端部450而发生偏转，如箭头474所示。然后，
第二排气流“e2”沿第二管434和第三管444中的每一个之间的间隙448流动，如箭头474所示，并且从第三管444被接收在共用腔室420中，如箭头478所示。
[0051]
当第二排气流“e2”流经消音器402时，第二排气流“e2”行进的距离约等于第一管道114的第一管道长度“lp1”与第二管道116的第二管道长度“lp2”之间的差。更具体地，第一管道114的第一管道长度“lp1”与第二管道116的第二管道长度“lp2”之间的差可以约等于第二管434的第二长度“l2”与第三管444的第三长度“l3”之和减去第一管428的第一长度“l1”，即，(lp1-lp2)可以约等于[(l2 l3)-l1]。这样，第二管434的第二长度“l2”和第三管444的第三长度“l3”中的每一个补偿了第一管道114的第一管道长度“lp1”与第二管道116的第二管道长度“lp2”之间的差，进而限制消音器402下游的半发动机阶次噪声。第一排气流“e1”和第二排气流“e2”在共用腔室420中彼此混合，并且形成混合排气流“em”。出口管454被设置成经由共用腔室420而与第一管428和第三管444处于流体连通。因此，混合排气流“em”然后流到出口管454中，并且进一步从消音器402排放出，如箭头480所示。
[0052]
在所展示的实施例中，出口管454包括设置在第三腔室426中的穿孔区域466。穿孔区域466允许混合排气流“em”的一部分流到第三腔室426中，进而限制出口管454与第三腔室426之间的压差和/或改善对消音器402的调谐。消音器402还包括第一调谐管482和第二调谐管486。第一调谐管482设置在第一内板414中，并且与共用腔室420和第一腔室422中的每一个处于流体连通。第二调谐管486设置在第二内板416中，并且与共用腔室420和第二腔室424中的每一个处于流体连通。第一调谐管482和第二调谐管486中的每一个被适配成允许混合排气流“em”流动穿过其中，如分别由箭头484、488所示。第一调谐管482和第二调谐管486中的每一个被适配成限制第一腔室422、共用腔室420以及第二腔室424中的每一个之间的压差，进而改善对消音器402的调谐。
[0053]
应当注意的是，尽管分别参考图2a至图2e、图4a至图4d以及图6所述的第二管234、434、634和第三管244、444、644中的每一个具有基本上笔直的构型，但是在其他实施例中，第二管234、434、634和/或第三管244、444、644中的一个或多个可以具有其他构型。参考图7a至图7d，展示了第二管和第三管的不同的示例性构型。例如，参考图7a，第二管734a具有基本上l形或单弯构型，并且包括第二入口736a和第二出口738a。而且，第三管744a具有基本上笔直的构型，并且包括第三出口746a。在另一实施例中，参考图7b，第二管734a具有基本上l形或单弯构型，并且包括第二入口736a和第二出口738a。而且，第三管744b具有基本上l形或单弯构型，并且包括第三出口746b。
[0054]
在另一实施例中，参考图7c，第二管734c具有基本上c形或双弯构型，并且包括第二入口736c和第二出口738c。而且，第三管744a具有基本上笔直的配置，并且包括第三出口746a。在又另一实施例中，参考图7d，第二管734c具有基本上c形或双弯构型，并且包括第二入口736c和第二出口738c。而且，第三管744b具有基本上l形或单弯构型，并且包括第三出口746b。应当注意的是，本文所述的第二管734a、734c中的每一个以及第三管744a、744b中的每一个的不同构型仅是示例性的，并且可以基于应用要求而变化。这样，第二管734a、734c和/或第三管744a、744b中的一个或多个可以基于应用要求而具有单弯或多弯构型、弯曲或曲线形构型等。
[0055]
参考图5，展示了另一种排气系统500的示例性示意图，该排气系统联接到发动机102。在所展示的实施例中，第一管道514的第一管道长度“lp1”约等于第二管道516的第二
管道长度“lp2”。进一步地，第一管道514和第二管道516中的每一个联接到消音器112。消音器112可以是如参考图2a至图2e所述的消音器202、或如参考图4a至图4d所述的消音器402、或如参考图6所述的消音器602中的任一个。在这种情况下，第二管234、434、634的第二长度“l2”以及第三管244、444、644的第三长度“l3”中的每一个在消音器112内为第二排气流“e2”提供增加的行进距离。这样，在这种构型中，第二管234、434、634的第二长度“l2”以及第三管244、444、644的第三长度“l3”中的每一个增大了消音器112下游的半发动机阶次噪声，并且可以应用于可能期望半发动机阶次噪声的情况中，比如在以运动为导向的车辆、需要隆隆排气噪声的车辆等应用中。
[0056]
换言之，第二管234、434、634的第二长度“l2”与第三管244、444、644的第三长度“l3”之和大于第一管228、428的第一长度“l1”，即，(l2 l3)大于(l1)。因此，第二排气流“e2”通过第二管道516，通过第二管234、434、634，以及通过第三管244、444、644的行进长度大于第一排气流“e1”通过第一管道514以及通过第一管228、428的行进长度，以便增大消音器202、402、602下游的半发动机阶次噪声。在这种情况下，第一管道514的第一管道长度“lp1”与第一管228、428的第一长度“l1”之和小于第二管道516的第二管道长度“lp2”，第二管234、434、634的第二长度“l2”以及第三管244、444、644的第三长度“l3”之和，即，(lp1 l1)小于(lp2 l2 l3)，以便增大消音器202、402、602下游的半发动机阶次噪声。
[0057]
消音器202、402、602为限制排气系统100、500内的半发动机阶次噪声提供了简单有效且成本有效的方法。消音器202、402、602包括第二管234、434、634和第三管244、444、644，这些第二管和第三管具有重叠且同心的布置，从而限定重叠长度“ol”和反向长度“rl”，进而提供紧凑构型并且优化了消音器202、402、602内的空间利用和调谐容积。而且，第二管234、434、634的第二长度“l2”和第三管244、444、644的第三长度“l3”中的每一个可以基于应用要求容易地调节，即，增加或减少，以便对消音器202、402、602进行调谐。
[0058]
该布置还减小了消音器202、402、602的总的占用空间。消音器202、402、602还在共用腔室220、420内提供了第一排气流“e1”和第二排气流“e2”的改善的混合，进而提高了消音器202、402、602的效率和性能。在一些情况下，如参考图5所述，基于应用要求，可以在排气系统500中采用消音器202、402、602，以便增加半发动机阶次噪声。消音器202、402、602可以在对现有系统进行很少修改或不进行修改的情况下用于任何排气系统，进而提供广泛的兼容性和可用性。
[0059]
虽然参考以上实施例已经具体地示出和描述了本披露的方面，但本领域普通技术人员将理解，在不脱离所披露的精神和范围的情况下，通过修改所披露的机器、系统和方法可以设想到多个不同的附加实施例。这样的实施例应被理解为落入本披露的范围内，本披露的范围是基于权利要求及其任何等效物来确定的。