ВЫХЛОПНАЯ СИСТЕМА АВТОМОБИЛЬНОГО ДВИГАТЕЛЯ Российский патент 2017 года по МПК B60K13/04 

Предпосылки создания изобретения

1. Область техники, к которой относится изобретение

[0001] Изобретение относится к выхлопной системе автомобильного двигателя.

2. Предшествующий уровень техники

[0002] Известна конструкция автомобиля, в которой на двигателе или на относящемся к двигателю элементе автомобиля установлено разрядное устройство - такое, как разрядная антенна, с помощью которого высоковольтное электричество, статическое электричество и т.п., вырабатываемое или накапливаемое в области двигателя, снимается и сбрасывается наружу, за счет чего улучшается топливная экономичность (например, см. опубликованную патентную заявку Японии №5-238438 (JP 5-238438 A)).

[0003] Как описано в JP 5-238438 A, общеизвестно, что статическое электричество накапливается в автомобиле, при этом накопленное статическое электричество некоторым образом влияет на управление автомобилем. Тем не менее, точно неизвестно, почему и как статическое электричество, накопившееся в автомобиле, влияет на управление автомобилем. Это дает определенное пространство для выработки подходов, позволяющих верным образом снять статическое электричество, накопившееся в автомобиле.

Сущность изобретения

[0004] Изобретение представляет собой выхлопную систему автомобильного двигателя, обеспечивающую удаление статического электричества (уменьшение заряда статического электричества) для компонента выхлопной системы, за счет чего повышается мощность двигателя и улучшается устойчивость автомобиля в управлении.

[0005] Объект изобретения относится к выхлопной системе автомобильного двигателя, включающей в себя компонент выхлопной системы и непроводящий удерживающий элемент. Компонент выхлопной системы удерживается кузовом автомобиля через непроводящий удерживающий элемент. Кузов автомобиля и компонент выхлопной системы являются положительно заряженными. Выхлопная система автомобильного двигателя включает в себя нейтрализатор статического электричества саморазрядного типа, который, находясь в состоянии, когда нейтрализатор статического электричества саморазрядного типа установлен на поверхности непроводящей стенки, уменьшает величину электрического заряда на поверхности непроводящей стенки в ограниченной области вокруг места установки нейтрализатора статического электричества саморазрядного типа. Нейтрализатор статического электричества саморазрядного типа установлен на непроводящем удерживающем элементе так, что выполняется удаление статического электричества для компонента выхлопной системы.

[0006] Благодаря установке нейтрализатора статического электричества саморазрядного типа на непроводящий удерживающий элемент обеспечивается снятие статического электричества с компонентов выхлопной системы. В результате повышается мощность двигателя и улучшается устойчивость автомобиля в управлении.

Краткое описание чертежей

[0007] Отличительные признаки, преимущества, а также техническая и промышленная значимость примеров осуществления изобретения будут описаны ниже со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых аналогичные элементы обозначены аналогичными цифрами, и где:

ФИГ. 1 - вид в перспективе выхлопной системы двигателя;

ФИГ. 2 - увеличенный вид в перспективе периферийной части удерживающего элемента (резиновой детали), показанного на ФИГ. 1;

ФИГ. 3 - вид в разрезе удерживающего элемента (резиновой детали), показанного на ФИГ. 1;

ФИГ. 4А и ФИГ. 4B - вид спереди и вид сбоку в разрезе удерживающего элемента (резиновой детали), соответственно;

ФИГ. 5А и ФИГ. 5B - виды, иллюстрирующие потоки выхлопных газов внутри глушителя и поток воздуха вокруг глушителя соответственно;

ФИГ. 6А и ФИГ. 6B - виды, иллюстрирующие изменения в потоке воздуха;

ФИГ. 7А, ФИГ. 7B и ФИГ. 7C - виды, на которых показан нейтрализатор статического электричества саморазрядного типа;

ФИГ. 8А и ФИГ. 8B - виды, иллюстрирующие снятие статического электричества с помощью нейтрализатора статического электричества саморазрядного типа; и

ФИГ. 9А и 9B - виды, поясняющие функцию саморазряда.

Подробное описание вариантов осуществления изобретения

[0008] На ФИГ. 1 показан вид в перспективе выхлопной системы двигателя, установленной под днищем автомобиля. На ФИГ. 1 показан каталитический преобразователь 1, выхлопная труба 2, присоединенная к каталитическому преобразователю 1, глушитель 3, присоединенный к выхлопной трубе 2 с помощью соединительной детали 2а, и выводящая труба 4. На примере, приведенном на ФИГ. 1, выхлопные газы, выпущенные из двигателя внутреннего сгорания, направляются в каталитический преобразователь 1, после чего выхлопные газы проходят через выхлопную трубу 2 и направляются в глушитель 3. Затем выхлопные газы выбрасываются в атмосферу через выводящую трубу 4. Каталитический преобразователь 1, выхлопная труба 2, глушитель 3 и выводящая труба 4 здесь и далее именуются компонентами выхлопной системы. К компонентам выхлопной системы также относятся другие компоненты, не показанные на ФИГ. 1 - такие, как устройство очистки выхлопных газов и устройство рекуперации тепловой энергии, устанавливаемые под днищем автомобиля.

[0009] Компоненты выхлопной системы удерживаются кузовом автомобиля через непроводящие (электрический ток) удерживающие элементы. Кузов автомобиля, включающий в себя шасси, здесь и далее именуется кузовом автомобиля. Удерживающие элементы изготавливаются из непроводящего резинового материала. В примере, приведенном на ФИГ. 1, в качестве удерживающих элементов используются непроводящие резиновые детали 5, при этом верхние части резиновых деталей 5 удерживаются кузовом автомобиля через удерживающие стержни 6. В то же время компоненты выхлопной системы - каталитический преобразователь 1, выхлопная труба 2 и глушитель 3 - удерживаются нижними частями резиновых деталей 5. Таким образом, каталитический преобразователь 1, выхлопная труба 2 и глушитель 3 удерживаются кузовом автомобиля через резиновые детали 5.

[0010] На ФИГ. 2 показан увеличенный вид в перспективе резиновой детали 5, установленной на глушитель 3, на ФИГ. 3 показан вид в продольном разрезе ФИГ. 2, на ФИГ. 4А показан вид спереди резиновой детали 5, а на ФИГ. 4B показан вид сбоку в разрезе резиновой детали 5. Как показано на ФИГ. 2 - ФИГ. 4B, резиновая деталь 5 имеет цилиндрическую форму с эллиптическим сечением, при этом в резиновой детали 5 выполнена пара сквозных отверстий 8а и 8b, проходящих параллельно друг другу с некоторым интервалом. Удерживающий стержень 6, который удерживается кузовом автомобиля, вставляется в одно из сквозных отверстий 8а, а удерживающий стержень 7, прикрепленный к внешней стенке компонента выхлопной системы, в данном случае - глушителя 3, вставляется в другое сквозное отверстие 8b. В резиновой детали 5 между отверстиями 8а и 8b выполнена прорезь 8c.

[0011] Как показано на ФИГ. 1, глушитель 3 удерживается кузовом автомобиля через четыре резиновые детали 5, при этом каталитический преобразователь 1 также удерживается кузовом автомобиля через четыре резиновые детали 5 (не показаны на ФИГ. 1). В то же время выхлопная труба 2 удерживается кузовом автомобиля через резиновую деталь 5.

[0012] При движении автомобиля отдельные участки шин периодически входят в контакт и теряют контакт с поверхностью дороги, при этом вырабатывается статическое электричество. Кроме того, статическое электричество также вырабатывается при перемещении деталей двигателя и тормозных устройств относительно друг друга. Далее, статическое электричество также вырабатывается за счет потока воздуха, обтекающего внешнюю периферийную поверхность автомобиля, поскольку при движении автомобиля возникает трение между потоком воздуха и внешней периферийной поверхностью автомобиля. Из-за вырабатываемого вышеуказанным образом статического электричества на кузове автомобиля, двигателе и т.п.накапливается заряд. Доказано, что в этом случае компоненты выхлопной системы, а именно каталитический преобразователь 1, выхлопная труба 2 и глушитель 3, приобретают положительный заряд, при этом резиновые детали 5 также приобретают положительный заряд. Кроме того, доказано, что в некоторых случаях напряжение на поверхностях стенок преобразователя 1, выхлопной трубы 2, глушителя 3 и резиновых деталей 5 может достигать 1000 B и выше.

[0013] Доказано, что когда напряжение на поверхности тонкой стенки принимает высокие значения, в потоке воздуха вдоль поверхности тонкой стенки происходят изменения. Для начала, ниже приведено пояснение изменений, происходящих в потоке воздуха, движущегося вдоль поверхности тонкой стенки, в зависимости от значения напряжения на поверхности тонкой стенки, на основе явлений, подтвержденных экспериментальным путем. На ФИГ. 6А показано движение потока воздуха вдоль положительно заряженной поверхности тонкой стенки 9. Поскольку воздух, как правило, несет положительный заряд, на ФИГ. 6А приведен случай, когда положительно заряженный воздух движется вдоль положительно заряженной поверхности тонкой стенки 9. На ФИГ. 6А сплошными стрелками обозначен поток воздуха в случае, когда напряжение на поверхности тонкой стенки 9 является низким, и в этом случае поток воздуха протекает вдоль поверхности тонкой стенки 9. Напротив, при высоком напряжении на поверхности тонкой стенки 9 поток воздуха, обозначенный пунктирными стрелками, отделяется от поверхности тонкой стенки 9 в точке, в которой поверхность тонкой стенки 9 начинает изгибаться вниз, т.е. в точке, в которой поток воздуха может легко отделиться от поверхности тонкой стенки 9.

[0014] На ФИГ. 6B приведены измеренные значения отношения скоростей U/U_∞ в точке X (ФИГ. 6А) между скоростью U_∞ основного потока воздуха, движущегося вдоль поверхности тонкой стенки 9 на ФИГ. 6А, и скоростью U потока воздуха в точке, отдаленной от поверхности тонкой стенки 9 на расстояние S. Каждая точка, обозначенная черным ромбом на ФИГ. 6B, соответствует случаю, когда поверхность тонкой стенки 9 не имеет положительного заряда, а каждая точка, обозначенная черным квадратом на ФИГ. 6B, соответствует случаю, когда поверхность тонкой стенки 9 несет положительный заряд. Из ФИГ. 6B видно, что при наличии положительного заряда на поверхности тонкой стенки 9 динамический пограничный слой сильнее отделяется от поверхности тонкой стенки 9 по сравнению со случаем, когда поверхность тонкой стенки 9 не имеет положительного заряда. Следовательно, в случае, когда поверхность тонкой стенки 9 имеет положительный заряд, воздух протекает так, что он отделяется от поверхности тонкой стенки 9, как показано пунктирными стрелками на ФИГ. 6А.

[0015] Как уже упоминалось выше, воздух, как правило, заряжен положительно. Следовательно, в воздухе частично присутствуют положительные ионы воздуха (обозначенные символом + в круге). Соответственно, при наличии положительного заряда на поверхности тонкой стенки 9 между положительными ионами воздуха и поверхностью тонкой стенки 9 возникает сила отталкивания. При этом, как показано пунктирными стрелками на ФИГ. 6А, поток воздуха отделяется от поверхности тонкой стенки 9 в точке, в которой поверхность тонкой стенки 9 начинает изгибаться вниз, т.е. в точке, в которой поток воздуха может легко отделиться от поверхности тонкой стенки 9. Как описано выше, было экспериментально доказано, что поток воздуха, движущийся вдоль поверхности тонкой стенки 9, отделяется от поверхности тонкой стенки 9 по причине положительного заряда на поверхности тонкой стенки 9. В этом случае известно, что чем выше напряжение на поверхности тонкой стенки 9, тем сильнее отделяется поток воздуха, движущийся вдоль поверхности тонкой стенки 9, от поверхности тонкой стенки 9.

[0016] Доказано, что в случае, когда поверхность тонкой стенки 9 имеет форму, способствующую отделению потока воздуха, такого отделения потока воздуха не происходит, если поверхность тонкой стенки 9 не имеет положительного заряда, в то время как поток воздуха мог бы отделиться при наличии положительного заряда на поверхности тонкой стенки 9. Также доказано, что при наличии положительного заряда на поверхности тонкой стенки 9 поток воздуха отделяется сильнее, чем при отсутствии положительного заряда на поверхности тонкой стенки 9. Таким образом, доказано, что при наличии положительного заряда на поверхности тонкой стенки 9 поток воздуха отделяется от поверхности тонкой стенки 9, или, иными словами, происходит отделение воздуха за счет электрической силы отталкивания.

[0017] Как описано выше, доказано, что в некоторых случаях напряжение на поверхностях стенок каталитического преобразователя 1, выхлопной трубы 2 и глушителя 3 может достигать 1000 B и выше. В этом случае, исходя из результатов экспериментов, приведенных на ФИГ. 6А и ФИГ. 6B, предполагается, что в потоке выхлопных газов внутри каталитического преобразователя 1, выхлопной трубы 2 и глушителя 3 происходят изменения, вызванные высоким напряжением, что влияет на функционирование выхлопной системы. Кроме того, исходя из результатов экспериментов, приведенных на ФИГ. 6А и ФИГ. 6B, предполагается, что в потоке воздуха, обтекающем каталитический преобразователь 1, выхлопную трубу 2 и глушитель 3, также происходят изменения, вызванные высоким напряжением, что влияет на управление автомобилем.

[0018] С учетом вышесказанного, был проведен эксперимент с целью изучения функционирования выхлопной системы. В результате было установлено, что давление выхлопных газов повышается при высоком напряжении на поверхностях стенок каталитического преобразователя 1, выхлопной трубы 2 и глушителя 3, что приводит к снижению мощности двигателя. Также был проведен эксперимент с целью изучения влияния этого явления на управление автомобилем. В результате было установлено, что при высоком напряжении на поверхностях стенок каталитического преобразователя 1, выхлопной трубы 2 и глушителя 3 автомобиль становится неустойчивым в управлении.

[0019] Для начала, ниже со ссылкой на ФИГ. 5А приведено краткое пояснение причин снижения мощности двигателя при высоком напряжении на поверхностях стенок каталитического преобразователя 1, выхлопной трубы 2 и глушителя 3 на примере наличия высокого напряжения на поверхностях стенок глушителя 3. На ФИГ. 5А частично показано внутреннее устройство глушителя 3. Как видно из ФИГ. 5А, внутри глушителя 3 установлено несколько перегородок A, снабженных отверстиями B для циркуляции выхлопных газов, и несколько труб C для циркуляции выхлопных газов. При работе двигателя поток выхлопных газов проходит через отверстия B для циркуляции выхлопных газов и трубы C для циркуляции выхлопных газов. На ФИГ. 5А сплошными стрелками обозначен поток выхлопных газов, образующийся при низком напряжении на поверхностях стенок глушителя 3. В этом случае поток выхлопных газов проходит вдоль поверхности внутренней периферийной стенки отверстия B для циркуляции выхлопных газов и затем проходит вдоль поверхности внутренней периферийной стенки трубы C для циркуляции выхлопных газов, как показано сплошными стрелками.

[0020] С другой стороны, когда напряжение на поверхности стенки глушителя 3 повышается в результате накопления статического электричества, поток выхлопных газов, движущийся вдоль поверхности внутренней периферийной стенки отверстия B для циркуляции выхлопных газов, отделяется от поверхности внутренней периферийной стенки отверстия B для циркуляции выхлопных газов за счет действия электрической силы отталкивания, как показано пунктирными стрелками на ФИГ. 5А. Это происходит потому, что выхлопные газы, как правило, несут положительный заряд. В результате поток выхлопных газов отклоняется от поверхности внутренней периферийной стенки отверстия B для циркуляции выхлопных газов. Когда напряжение на поверхности стенки глушителя 3 повышается в результате накопления статического электричества, поток выхлопных газов, движущийся вдоль поверхности внутренней периферийной стенки трубы C для циркуляции выхлопных газов, отделяется от поверхности внутренней периферийной стенки трубы C для циркуляции выхлопных газов за счет действия электрической силы отталкивания, как показано пунктирными стрелками на ФИГ. 5А. В результате поток выхлопных газов отклоняется от поверхности внутренней периферийной стенки трубы C для циркуляции выхлопных газов.

[0021] При отклонении потока выхлопных газов от поверхности внутренней периферийной стенки отверстия B для циркуляции выхлопных газов и поверхности внутренней периферийной стенки трубы C для циркуляции выхлопных газов сечение прохода для потока выхлопных газов уменьшается, что приводит к повышению сопротивления выхлопа. В результате давление выхлопных газов повышается, а мощность двигателя - снижается. Аналогичным образом, когда напряжение на поверхности стенки повышается, сопротивление выхлопа также увеличивается в каталитическом преобразователе 1 и выхлопной трубе 2. Следовательно, в этом случае при снижении напряжения на поверхностях стенок каталитического преобразователя 1, выхлопной трубы 2 и глушителя 3 сечение прохода для потока выхлопных газов увеличивается, как показано сплошными стрелками на ФИГ. 5А, благодаря чему повышается мощность двигателя.

[0022] Далее со ссылкой на ФИГ. 5B приведено краткое пояснение причин неустойчивости автомобиля в управлении при высоком напряжении на поверхностях стенок каталитического преобразователя 1, выхлопной трубы 2 и глушителя 3 на примере наличия высокого напряжения на поверхностях стенок глушителя 3. На ФИГ. 5B приведен вид глушителя 3 в разрезе. Сплошной стрелкой на ФИГ. 5B обозначен поток воздуха, образующийся при низком напряжении на поверхностях стенок глушителя 3. В этом случае поток воздуха движется вдоль поверхности внешней периферийной стенки глушителя 3, как показано сплошной стрелкой. При таком прохождении потока воздуха вдоль поверхности внешней периферийной стенки глушителя 3 происходит снижение давления на поверхности внешней периферийной стенки глушителя 3, при этом на глушитель 3 воздействует усилие, притягивающее глушитель 3 в сторону пониженного давления. Воздействие этого усилия передается на автомобиль через глушитель 3.

[0023] В то же время, при повышении напряжения на поверхности стенки глушителя 3 в результате накопления статического электричества поток воздуха отделяется от поверхности внешней периферийной стенки глушителя 3 за счет действия электрической силы отталкивания, как показано пунктирной стрелкой на ФИГ. 5B. При отделении потока воздуха от поверхности внешней периферийной стенки глушителя 3 направление потока воздуха становится неустойчивым. Следовательно, величина снижения давления на поверхности внешней периферийной стенки глушителя 3 колеблется, и усилие, притягивающее глушитель 3 в сторону пониженного давления, также колеблется. В результате усилие, воздействующее на автомобиль через глушитель 3, колеблется, что делает автомобиль неустойчивым в управлении. Аналогичным образом, при повышении напряжения на поверхностях стенок каталитического преобразователя 1 и выхлопной трубы 2 поток воздуха отделяется от поверхностей внешних стенок каталитического преобразователя 1 и выхлопной трубы 2. Следовательно, в этом случае при снижении напряжения на поверхностях стенок каталитического преобразователя 1, выхлопной трубы 2 и глушителя 3 потоки воздуха стабилизируются, как показано сплошными стрелками на ФИГ. 5А, и, таким образом, автомобиль становится более устойчивым в управлении.

[0024] Как описано выше, при снижении напряжения на поверхностях стенок каталитического преобразователя 1, выхлопной трубы 2 и глушителя 3, являющихся компонентами выхлопной системы, мощность двигателя повышается. Одновременно улучшается устойчивость автомобиля в управлении. В свою очередь, когда происходит уменьшение электрического заряда на удерживающих элементах компонентов выхлопной системы, или иными словами, когда снимается статическое электричество с резиновых деталей 5, происходит снижение напряжения на поверхностях стенок каталитического преобразователя 1, выхлопной трубы 2 и глушителя 3.

[0025] При снятии статического электричества с резиновых деталей 5 напряжение на поверхностях стенок резиновых деталей 5 снижается. При снижении напряжения на поверхностях стенок резиновых деталей 5 также снижается напряжение компонентов выхлопной системы - каталитического преобразователя 1, выхлопной трубы 2 и глушителя 3, удерживающихся резиновыми деталями 5. Следовательно, при снятии статического электричества с резиновых деталей 5 происходит снижение напряжения на поверхностях стенок каталитического преобразователя 1, выхлопной трубы 2 и глушителя 3. За счет этого повышается мощность двигателя и улучшается устойчивость автомобиля в управлении.

[0026] Для снятия статического электричества с резиновых деталей 5, служащих удерживающими элементами для компонентов выхлопной системы, удобно использовать нейтрализатор статического электричества саморазрядного типа. Примеры нейтрализаторов статического электричества саморазрядного типа приведены на ФИГ. 7A - ФИГ. 7C. На ФИГ. 7А и ФИГ. 7B показан вид сверху и вид в боковом разрезе типичного нейтрализатора статического электричества саморазрядного типа, соответственно. На ФИГ. 7C приведен вид в боковом разрезе другого нейтрализатора статического электричества саморазрядного типа 10.

[0027] В примере, приведенном на ФИГ. 7А и ФИГ. 7B, нейтрализатор статического электричества саморазрядного типа 10 имеет продолговатую узкую плоскую прямоугольную форму, при этом в качестве нейтрализатора статического электричества саморазрядного типа 10 используется металлическая фольга 11. Металлическая фольга 11 закреплена с помощью токопроводящего клея 12 на непроводящей поверхности стенки непроводящего элемента 15, с которого должно быть снято статическое электричество. В примере, показанном на ФИГ. 7C, в качестве нейтрализатора статического электричества саморазрядного типа 10 используется тонкая токопроводящая пленка. Тонкая токопроводящая пленка формируется как единое целое с непроводящей поверхностью стенки непроводящего элемента 15, с которого снимается статическое электричество. В настоящем изобретении с помощью нейтрализатора статического электричества саморазрядного типа 10 осуществляется снятие статического электричества с удерживающих элементов (резиновых деталей 5) компонентов выхлопной системы. Перед пояснением способа снятия статического электричества с компонентов выхлопной системы будет приведено пояснение базового способа снятия статического электричества с помощью нейтрализатора статического электричества саморазрядного типа 10, используемого в настоящем изобретении, на примере снятия статического электричества с непроводящей поверхности стенки непроводящего элемента 15 (здесь и далее именуемой поверхностью стенки непроводящего элемента 15) при помощи нейтрализатора статического электричества саморазрядного типа 10.

[0028] На ФИГ. 8А приведен пример установки нейтрализатора статического электричества саморазрядного типа 10, показанного на ФИГ. 7А и ФИГ. 7B, на поверхности стенки непроводящего элемента 15. При установке нейтрализатора статического электричества саморазрядного типа 10 на поверхности стенки непроводящего элемента 15 происходит снижение электрического заряда на поверхности стенки непроводящего элемента 15 в ограниченной области (обозначенной пунктирной линией) вокруг места установки нейтрализатора статического электричества саморазрядного типа 10, как показано на ФИГ. 8B. Доказано, что в результате снижается напряжение на поверхности стенки непроводящего элемента 15 в ограниченной области, обозначенной пунктирной линией на ФИГ. 8B.

[0029] В этом случае, несмотря на то что механизм снятия статического электричества остается неясным, предполагается, что при снятии статического электричества с поверхности стенки непроводящего элемента 15 с помощью нейтрализатора статического электричества саморазрядного типа 10 функция снятия статического электричества с поверхности стенки непроводящего элемента 15 вокруг места установки нейтрализатора статического электричества саморазрядного типа 10 обеспечивается за счет сброса положительного заряда нейтрализатором статического электричества саморазрядного типа 10. Механизм снятия статического электричества, предположительно действующий на поверхности стенки непроводящего элемента 15, поясняется ниже со ссылкой на ФИГ. 9А, на которой приведен увеличенный вид в разрезе нейтрализатора статического электричества саморазрядного типа 10, показанного на ФИГ. 8А, и ссылкой на ФИГ. 9B, на которой приведен увеличенный вид концевой части нейтрализатора статического электричества саморазрядного типа 10, показанного на ФИГ. 9А.

[0030] При образовании заряда на непроводящем элементе 15 заряд не накапливается внутри непроводящего элемента 15, при этом заряд накапливается на поверхности стенки непроводящего элемента 15. В то же время, резиновые детали 5, показанные на ФИГ. 1, изготовлены из непроводящего резинового материала. Следовательно, резиновые детали 5, показанные на ФИГ. 1, являются непроводящими элементами. Таким образом, при образовании заряда на резиновых деталях 5 заряд накапливается на поверхностях стенок резиновых деталей 5. Как описано выше, доказано, что компоненты выхлопной системы - каталитический преобразователь 1, выхлопная труба и глушитель 3, показанные на ФИГ. 1, имеют положительный заряд. Также доказано, что поверхности стенок резиновых деталей 5 имеют положительный заряд.

[0031] В одном из вариантов осуществления изобретения, для снятия статического электричества с компонентов выхлопной системы - каталитического преобразователя 1, выхлопной трубы 2 и глушителя 3 - осуществляется снятие статического электричества с поверхностей стенок резиновых деталей 5. На ФИГ. 9А приведен случай, в котором поверхность стенки непроводящего элемента 15 несет положительный заряд, при этом предполагается описание случая, когда производится снятие статического электричества с поверхности стенки резиновой детали 5. В то же время, как описано выше, нейтрализатор статического электричества саморазрядного типа 10 представляет собой металлическую фольгу, закрепленную с помощью токопроводящего клея 12 на поверхности стенки непроводящего элемента 15. Как металлическая фольга 11, так и токопроводящий клей 12 проводят электрический ток. Следовательно, на внутренней стороне металлической фольги 11, т.е. на внутренней стороне нейтрализатора статического электричества саморазрядного типа 10, накапливается положительный заряд.

[0032] Напряжение нейтрализатора статического электричества саморазрядного типа 10 примерно соответствует напряжению на поверхности стенки непроводящего элемента 15 вокруг нейтрализатора статического электричества саморазрядного типа 10. Это означает, что напряжение нейтрализатора статического электричества саморазрядного типа 10 является достаточно высоким. В то же время, поскольку воздух, как описано выше, обычно заряжен положительно, в воздухе частично присутствуют положительные ионы (далее именуемые «ионы воздуха» и обозначаемые символом + в круге). В этом случае, при сравнении электрического потенциала иона воздуха и электрического потенциала нейтрализатора статического электричества саморазрядного типа 10 электрический потенциал нейтрализатора статического электричества саморазрядного типа 10 оказывается намного выше электрического потенциала иона воздуха. Следовательно, при приближении иона воздуха, например, к угловой части 13 нейтрализатора статического электричества саморазрядного типа 10, как показано на ФИГ. 9B, между ионом воздуха и угловой частью 13 нейтрализатора статического электричества саморазрядного типа 10 возникает поле высокой интенсивности. В результате происходит разряд между ионом воздуха и угловой частью 13 нейтрализатора статического электричества саморазрядного типа 10.

[0033] При возникновении разряда между ионом воздуха и угловой частью 13 нейтрализатора статического электричества саморазрядного типа 10 некоторые электроны переходят из иона воздуха в нейтрализатор статического электричества саморазрядного типа 10, как показано на ФИГ. 9B. Следовательно, положительный заряд иона воздуха увеличивается (обозначено символом ++ в круге), а электроны, перешедшие в нейтрализатор статического электричества саморазрядного типа 10, нейтрализуют положительный заряд нейтрализатора статического электричества саморазрядного типа 10. После первого разряда начинается свободное протекание последующих разрядов. При приближении очередного иона воздуха к угловой части 13 нейтрализатора статического электричества саморазрядного типа 10 разряд между ионом воздуха и угловой частью 13 нейтрализатора статического электричества саморазрядного типа 10 происходит незамедлительно. Иными словами, при обтекании воздухом нейтрализатора статического электричества саморазрядного типа 10 ионы воздуха один за другим приближаются к угловой части 13 нейтрализатора статического электричества саморазрядного типа 10. Следовательно, между ионами воздуха и угловой частью 13 нейтрализатора статического электричества саморазрядного типа 10 происходит непрерывный разряд.

[0034] В результате непрерывного разряда между ионами воздуха и угловой частью 13 нейтрализатора статического электричества саморазрядного типа 10 происходит последовательная нейтрализация положительного заряда на нейтрализаторе статического электричества саморазрядного типа 10. Таким образом, величина положительного заряда на нейтрализаторе статического электричества саморазрядного типа 10 снижается. При снижении величины положительного заряда на нейтрализаторе статического электричества саморазрядного типа 10 положительный заряд на поверхности стенки непроводящего элемента 15 вокруг нейтрализатора статического электричества саморазрядного типа 10 переходит на нейтрализатор статического электричества саморазрядного типа 10. Следовательно, величина положительного заряда на поверхности стенки непроводящего элемента 15 вокруг нейтрализатора статического электричества саморазрядного типа 10 также снижается. В результате происходит постепенное снижение напряжения на нейтрализаторе статического электричества саморазрядного типа 10 и на поверхности стенки непроводящего элемента 15 вокруг нейтрализатора статического электричества саморазрядного типа 10. Такое снижение напряжения на нейтрализаторе статического электричества саморазрядного типа 10 и на поверхности стенки непроводящего элемента 15 вокруг нейтрализатора статического электричества саморазрядного типа 10 продолжается до тех пор, пока напряжение на нейтрализаторе статического электричества саморазрядного типа 10 не падает до уровня, при котором эффект разряда прекращается. Таким образом, как показано на ФИГ. 8B, напряжение на поверхности стенки непроводящего элемента 15 снижается в ограниченной области вокруг места установки нейтрализатора статического электричества саморазрядного типа 10, обозначенной пунктирной линией.

[0035] В то же время, как описано выше, при возникновении разряда между ионом воздуха и угловой частью 13 нейтрализатора статического электричества саморазрядного типа 10 образуется ион воздуха с увеличенным положительным зарядом (обозначенный символом ++ в круге), как показано на ФИГ. 9B, при этом ион воздуха с увеличенным положительным зарядом попадает в окружающий воздух. Количество ионов воздуха с увеличенным положительным зарядом намного меньше объема воздуха, обтекающего нейтрализатор статического электричества саморазрядного типа 10. При неподвижном воздухе вокруг нейтрализатора статического электричества саморазрядного типа 10 и в отсутствие движения ионов воздуха непрерывный разряд не происходит, и напряжение на поверхности непроводящего элемента 15 не снижается. Это означает, что для снижения напряжения на поверхности непроводящего элемента 15 необходимо обеспечить поток воздуха вокруг нейтрализатора статического электричества саморазрядного типа 10.

[0036] Разряд между ионом воздуха и нейтрализатором статического электричества саморазрядного типа 10 возникает между ионом воздуха и угловой частью 13 нейтрализатора статического электричества саморазрядного типа 10 или между ионом воздуха и острыми концевыми частями 14 в периферийной части нейтрализатора статического электричества саморазрядного типа 10. Следовательно, чтобы способствовать легкому возникновению разряда между ионом воздуха и нейтрализатором статического электричества саморазрядного типа 10 предпочтительно сформировать несколько острых концевых частей 14 в периферийной части нейтрализатора статического электричества саморазрядного типа 10 дополнительно к угловой части 13. Соответственно, при резке большого листа металлической фольги в процессе изготовления нейтрализатора статического электричества саморазрядного типа 10 предпочтительно нарезать металлическую фольгу таким образом, чтобы в заготовке формировались выступы, подобные острым концевым частям 14.

[0037] Металлическая фольга 11 нейтрализатора статического электричества саморазрядного типа 10, показанная на ФИГ. 7А и ФИГ. 7B, изготавливается из пластичного металла - такого, как алюминий или медь. В варианте осуществления, описанном в настоящем изобретении, металлическая фольга 11 представляет собой алюминиевую фольгу. Кроме того, алюминиевая фольга в рассматриваемом варианте осуществления изобретения имеет длину от 50 мм до 100 мм и толщину от 0,05 мм до 0,2 мм. В этом случае диаметр D ограниченной области, обозначенной пунктирной линией на ФИГ. 8B, в которой происходит снижение напряжения, составляет примерно от 150 мм до 200 мм. В качестве нейтрализатора статического электричества саморазрядного типа 10 может использоваться нарезанная алюминиевая лента, состоящая из алюминиевой фольги, на которую нанесен слой токопроводящего клея 12. Кроме того, как показано на ФИГ. 7С, в качестве нейтрализатора статического электричества саморазрядного типа 10 также может использоваться тонкая токопроводящая пленка, сформированная как единое целое с поверхностью непроводящего элемента 15. В этом случае также предпочтительно, чтобы в периферийной части тонкой токопроводящей пленки было сформировано несколько концевых частей 14 дополнительно к угловой части 13, показанной на ФИГ. 9B.

[0038] В варианте осуществления, описанном в настоящем изобретении, нейтрализатор статического электричества саморазрядного типа 10 устанавливается на внешней периферийной поверхности резиновой детали 5, как показано на ФИГ. 2 и ФИГ. 4А. При установке нейтрализатора статического электричества саморазрядного типа 10 на внешней периферийной поверхности резиновой детали 5, как описано выше, электрический заряд в определенной области вокруг нейтрализатора статического электричества саморазрядного типа 10 нейтрализуется с помощью функции снятия статического электричества, обеспечиваемой нейтрализатором статического электричества саморазрядного типа 10. Таким образом, происходит удаление статического электричества со всей поверхности внешней периферийной стенки резиновой детали 5. В результате напряжение на поверхности внешней периферийной стенки резиновой детали 5 снижается. При снижении напряжения на всей поверхности внешней периферийной стенки резиновой детали 5 происходит снижение напряжения на компонентах выхлопной системы - каталитическом преобразователе 1, выхлопной трубе 2 и глушителе 3, удерживающихся резиновыми деталями. В результате повышается мощность двигателя, и одновременно улучшается устойчивость автомобиля в управлении.

[0039] Как было описано выше, в соответствии с настоящим изобретением удаление статического электричества с компонентов выхлопной системы - каталитического преобразователя 1, выхлопной трубы 2 и глушителя 3 - обеспечивается путем установки нейтрализаторов статического электричества саморазрядного типа 10 на резиновых деталях 5, служащих удерживающими элементами для компонентов выхлопной системы, за счет чего снижается напряжение на поверхностях стенок каталитического преобразователя 1, выхлопной трубы 2 и глушителя 3. Иными словами, изобретение представляет собой выхлопную систему автомобильного двигателя, в которой компонент выхлопной системы удерживается на кузове автомобиля через непроводящие удерживающие элементы, при этом кузов автомобиля и компонент выхлопной системы имеют положительный заряд. Выхлопная система автомобильного двигателя включает в себя нейтрализатор статического электричества саморазрядного типа, который будучи в состоянии, когда нейтрализатор статического электричества саморазрядного типа установлен на поверхности непроводящей стенки, уменьшает величину электрического заряда на поверхности непроводящей стенки в ограниченной области вокруг места установки нейтрализатора статического электричества саморазрядного типа. В выхлопной системе автомобильного двигателя нейтрализатор статического электричества саморазрядного типа устанавливается на непроводящем удерживающем элементе, за счет чего обеспечивается снятие статического электричества с компонентов выхлопной системы.

[0040] В варианте осуществления изобретения, показанном на ФИГ. 1, каталитический преобразователь 1 и выхлопная труба 2 соединены друг с другом с помощью соединительной детали 1а, а выхлопная труба 2 и глушитель 3 соединены друг с другом с помощью соединительной детали 2а. Тем не менее при установке соединительных деталей 1а и 2а вышеуказанным образом электрическое соединение между каталитическим преобразователем 1 и выхлопной трубой 2 и между выхлопной трубой 2 и глушителем 3 ослабевает. Как следствие, изменение напряжения на поверхности стенки, например, глушителя 3 может не оказать никакого влияния на напряжение соседней выхлопной трубы 2. В этом случае для снижения напряжения на поверхностях стенок каталитического преобразователя 1, выхлопной трубы 2 и глушителя 3 в варианте осуществления изобретения, показанном на ФИГ. 1, каталитический преобразователь 1, выхлопная труба 2 и глушитель 3 удерживаются кузовом автомобиля через соответствующие резиновые детали 5, а нейтрализаторы статического электричества саморазрядного типа 10 устанавливаются на поверхностях внешних периферийных стенок резиновых деталей 5, соответственно.

Изобретение относится к выхлопной системе автомобильного двигателя. Выхлопная система автомобильного двигателя включает в себя компонент выхлопной системы (3) и непроводящий удерживающий элемент (5). Компонент выхлопной системы (3) удерживается кузовом автомобиля через непроводящий удерживающий элемент (5). Выхлопная система автомобильного двигателя включает в себя нейтрализатор статического электричества саморазрядного типа (10), который, находясь в состоянии, когда нейтрализатор статического электричества саморазрядного типа установлен на поверхности непроводящей стенки, уменьшает величину электрического заряда на поверхности непроводящей стенки в ограниченной области вокруг места установки нейтрализатора статического электричества саморазрядного типа. Нейтрализатор статического электричества саморазрядного типа (10) установлен на непроводящем удерживающем элементе (5) так, что выполняется удаление статического электричества для компонента выхлопной системы. Обеспечивается снятие статического электричества с компонентов выхлопной системы. 8 з.п. ф-лы, 16 ил.

1. Выхлопная система автомобильного двигателя, содержащая:

компонент выхлопной системы,

непроводящий удерживающий элемент, при этом компонент выхлопной системы удерживается кузовом автомобиля через непроводящий удерживающий элемент, в то время как кузов автомобиля и компонент выхлопной системы являются положительно заряженными,

нейтрализатор статического электричества саморазрядного типа, который, находясь в состоянии, когда нейтрализатор статического электричества саморазрядного типа установлен на поверхности непроводящей стенки, уменьшает величину электрического заряда на поверхности непроводящей стенки в ограниченной области вокруг места установки нейтрализатора статического электричества саморазрядного типа, при этом нейтрализатор статического электричества саморазрядного типа установлен на непроводящем удерживающем элементе так, что выполняется удаление статического электричества для компонента выхлопной системы.

2. Выхлопная система автомобильного двигателя по п.1, в которой непроводящий удерживающий элемент изготовлен из резинового материала.

3. Выхлопная система автомобильного двигателя по п.2, в которой:

непроводящий удерживающий элемент представляет собой резиновую деталь,

верхняя часть резиновой детали удерживается кузовом автомобиля, а нижняя часть резиновой детали удерживает компонент выхлопной системы, а

нейтрализатор статического электричества саморазрядного типа установлен на поверхности стенки непроводящего удерживающего элемента.

4. Выхлопная система автомобильного двигателя по п.3, в которой:

резиновая деталь имеет пару сквозных отверстий, проходящих параллельно друг другу с некоторым интервалом, при этом

первый удерживающий стержень, удерживающийся кузовом автомобиля, вставлен в одно из двух сквозных отверстий, а второй удерживающий стержень, прикрепленный к компоненту выхлопной системы, вставлен в другое сквозное отверстие.

5. Выхлопная система автомобильного двигателя по любому из пп.1-4, в которой компонент выхлопной системы может быть по меньшей мере одним из глушителя, каталитического преобразователя и выхлопной трубы.

6. Выхлопная система автомобильного двигателя по любому из пп.1-4, в которой нейтрализатор статического электричества саморазрядного типа представляет собой металлическую фольгу, приклеенную к поверхности стенки непроводящего удерживающего элемента с помощью токопроводящего клея.

7. Выхлопная система автомобильного двигателя по п.6, в которой нейтрализатор статического электричества саморазрядного типа имеет угловую часть, служащую для возбуждения саморазряда.

8. Выхлопная система автомобильного двигателя по п.6, в которой нейтрализатор статического электричества саморазрядного типа имеет продолговатую узкую прямоугольную плоскую форму.

9. Выхлопная система автомобильного двигателя по п.1, в которой нейтрализатор статического электричества саморазрядного типа представляет собой тонкую токопроводящую пленку, сформированную как единое целое с поверхностью стенки непроводящего опорного элемента.