УСТРОЙСТВО, СОДЕРЖАЩЕЕ ГЛУШИТЕЛЬ И АЭРОДИНАМИЧЕСКИЙ ОТРАЖАТЕЛЬ Российский патент 2021 года по МПК F01N13/08 B62D35/02 

Данное изобретение относится к устройству, содержащему глушитель выхлопа двигателя и аэродинамический отражатель, в частности установленному под полом автотранспортного средства.

Обычно автотранспортное средство с двигателем внутреннего сгорания содержит под своим полом глушитель, основной функцией которого является снижение шумов от выходящих из двигателя газов. Положение, а также форма глушителя должны отвечать требованиям испытаний на удар при столкновении задней части и должны быть адаптированы при этом к архитектуре транспортного средства. Классически глушитель имеет форму замкнутого кожуха общей удлиненной формы и содержит входное и выходное отверстия. Указанный кожух имеет внутреннюю конструкцию, позволяющую пропускать газ выхлопной системы между указанным входным и выходным отверстиями.

В выхлопной системе входное и выходное отверстие соответственно соединены с входной трубой и с одной или несколькими выходными трубами. Как правило, глушитель расположен под полом транспортного средства вблизи заднего бампера. Глушитель работающего двигателя является очень горячим, поэтому под полом транспортного средства в зоне над глушителем установлен термоизоляционный экран для защиты этой зоны.

Однако во время движения транспортного средства проходящий под транспортным средством воздушный поток наталкивается на глушитель и перемещается в направлении пола. Этот воздушный поток создает завихрения вокруг глушителя, он может закручиваться и заходить под пол, частично задерживаясь на уровне заднего бампера. Следовательно, положение и форма глушителя оказывают отрицательное влияние на аэродинамические характеристики транспортного средства и становятся причиной повышенного расхода топлива, в частности, в случае, когда продольная ось кожуха ориентирована по существу в поперечном направлении транспортного средства. Кроме того, воздушный поток может создавать дополнительные шумы под полом.

Следовательно, необходимо улучшить аэродинамику на уровне глушителя.

Для решения этой проблемы, например, в документе US2016/0146087А1 было предложено добавить аэродинамический отражатель с поперечным сечением по существу L-образной или V-образной формы, который крепят непосредственно на наружной поверхности кожуха глушителя. В документе US9464557В2 предложен глушитель с аэродинамическим отражателем, встроенным в кожух глушителя за счет деформации/расширения стенки указанного кожуха.

Однако эти решения вынуждают производить крепление детали или деформировать стенку кожуха глушителя, что может создать затруднение, поскольку, как правило, кожух глушителя выполняют из нержавеющей стали.

Изобретение призвано предложить альтернативное решение, отвечающее задаче улучшения аэродинамики на уровне глушителя.

Для этого изобретением предложено устройство для транспортного средства, снабженного двигателем, содержащее глушитель, снижающий шумы выхлопных газов двигателя, который имеет замкнутый кожух с отверстиями для входа и выхода выхлопных газов и содержит аэродинамический отражатель на уровне указанного глушителя, при этом указанное устройство содержит термоизоляционный экран, который охватывает наружную поверхность кожуха глушителя и участок которого выполнен в форме указанного аэродинамического отражателя.

Таким образом, преимущество изобретения заключается в том, что нет необходимости крепить термоизоляционный экран под полом в зоне над глушителем, как в известных технических решениях. Изобретение позволяет исключить этап установки такого экрана. Кроме того, поскольку в соответствии с изобретением экран охватывает глушитель, защита от тепла, выделяемого на уровне глушителя, является эффективной вокруг всего глушителя, а не только над глушителем.

Предпочтительно кожух глушителя имеет удлиненную форму.

Предпочтительно указанный термоизоляционный экран соединен с наружной поверхностью глушителя сварными точками, в частности, между термоизоляционным экраном и периферией концов удлиненной формы указанной наружной поверхности глушителя, и, с другой стороны, посредством крепления при помощи по меньшей мере одного крепежного средства типа крепежного уголка, закрепленного сваркой на указанной наружной поверхности глушителя и расположенного на уровне участка, выполненного в виде аэродинамического отражателя, термоизоляционного экрана, в частности, на внутреннем уровне указанного участка. Предпочтительно соединительное средство типа винта проходит через указанный участок экрана, выполненный в форме отражателя, напротив указанного крепежного средства типа уголка, и вставлено в указанное крепежное средство, которое содержит отверстие. Указанное соединительное средство типа винта имеет длину, адаптированную для внутреннего пространства участка, выполненного в форме отражателя, чтобы не просверливать отверстие в глушителе.

Предпочтительно устройство содержит несколько крепежных уголков, закрепленных сваркой в продольном направлении на наружной поверхности глушителя таким образом, чтобы получить прочное соединение между термоизоляционным экраном и глушителем. Кроме того, эти уголки позволяют повысить жесткость участка, выполненного в виде аэродинамического отражателя.

В частности, глушитель содержит замкнутый кожух удлиненной формы, образующий полое тело, имеющее верхнюю часть и нижнюю часть, при этом указанный термоизоляционный экран расположен вокруг кожуха глушителя таким образом, чтобы аэродинамический отражатель присутствовал в продольном направлении в нижней части и сзади глушителя.

Понятия «верхний», «нижний», «передний» и «задний» определены относительно транспортного средства и в положении использования устройства, то есть относительно положения устройства под полом транспортного средства.

Предпочтительно, согласно изобретению, участок термоизоляционного экрана, выполненный в виде аэродинамического отражателя, имеет удлиненную форму с поперечным сечением по существу L-образной формы, горизонтальная поперечина которой по существу наклонена в сторону наружной поверхности кожуха глушителя, при этом внутреннее пространство L-образной формы образует внутреннее пространство между указанным участком термоизоляционного экрана и наружной поверхностью глушителя. Указанные крепежные средства типа крепежных уголков расположены в этом внутреннем пространстве и закреплены сваркой на наружной поверхности кожуха глушителя. Предпочтительно эти уголки имеют по существу L-образную форму и следуют внутренней форме участка, выполненного в виде отражателя.

В частности, нижняя и верхняя части устройства и, в частности, кожуха глушителя по существу ограничены продольной центральной линией (реальной или виртуальной) с каждой стороны от полого тела. Указанное полое тело выполнено внутри таким образом, чтобы пропускать выхлопные газы, ослабляя их шум. Указанное полое тело имеет входное и выходное отверстия, сообщающиеся с выхлопной системой, что само по себе известно, и, разумеется, эти отверстия не могут быть перекрыты по причине присутствия термоизоляционного экрана.

Согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения, термоизоляционный экран, охватывающий наружную поверхность глушителя, состоит из двух частей, и предпочтительно первая часть, образующая, в частности, первую половину, закрывает верхнюю часть наружной поверхности глушителя, и вторая часть, образующая, в частности, вторую половину и содержащая участок, выполненный в виде аэродинамического отражателя, расположена в продолжении продольных концов указанной первой части (половины) вокруг нижней части наружной поверхности кожуха глушителя.

Предпочтительно соединения между указанными двумя частями термоизоляционного экрана выполнены при помощи сварки для обеспечения прочного скрепления между этими частями, образующими термоизоляционный экран, а также для обеспечения термической герметичности между этими частями вокруг глушителя. Таким образом, указанное устройство содержит линию сварных точек на каждом соединении между указанными двумя частями экрана.

Согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения, указанная первая часть (или половина) термоизоляционного экрана выполнена в виде гофрированного алюминиевого листа, в случае необходимости, содержащего внутренний звуко- и термоизоляционный слой, и указанная вторая часть (или половина), имеющая участок, выполненный в виде аэродинамического отражателя, имеет форму листа, в частности, из алюминия или стали.

Согласно другому частному варианту осуществления изобретения, термоизоляционный экран, охватывающий наружную поверхность глушителя, состоит из одной части.

Предпочтительно, согласно изобретению, толщина термоизоляционного экрана составляет порядка миллиметра, в частности, составляет от 0,5 до 1,5 мм.

Объектом изобретения является также автотранспортное средство с двигателем, в частности, с двигателем внутреннего сгорания, оснащенное описанным выше устройством глушителя, установленным под полом указанного транспортного средства вблизи заднего бампера.

Предпочтительно, согласно изобретению, пол транспортного средства не имеет термоизоляционного экрана над указанным устройством глушителя.

Другие отличительные признаки и преимущества изобретения будут более очевидны из нижеследующего описания частных вариантов осуществления изобретения, представленных в качестве неограничивающих примеров, со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:

на фиг. 1 показано устройство глушителя транспортного средства, снабженного двигателем, в соответствии с изобретением, вид в перспективе;

на фиг. 2 показана часть транспортного средства, оснащенного заявленным устройством глушителя, показанным на фиг. 1, вид сзади в поперечном разрезе.

В дальнейшем тексте описания будет использована система координат XYZ, в которой Х является продольным направлением передняя часть – задняя часть транспортного средства, ориентированным к задней стороне, Y является поперечным направлением, ориентированным к правой стороне транспортного средства, и Z является вертикальным направлением, ориентированным к верхней стороне транспортного средства.

На фиг. 1 представлен вид в перспективе в изометрии заявленного устройства, предназначенного, в частности, для автотранспортного средства с двигателем внутреннего сгорания. Это устройство содержит глушитель 1, выполненный в виде замкнутого кожуха 10 из нержавеющей стали, образующего полое тело общей удлиненной формы, закрытого на своих осевых концах (на фиг. 1 второй осевой конец не виден). Кожух содержит входное отверстие спереди устройства, в данном примере в центре передней боковой стенки устройства, и выходное отверстие на боковой стороне устройства (на фиг. 1 не видны). Как известно, указанное полое тело выполнено внутри таким образом, чтобы пропускать газы из выхлопной системы двигателя между указанными входным и выходным отверстием, снижая при этом их шумы.

Входное и выходное отверстия соединены соответственно с входной трубой 60 и с выходной трубой 61 выхлопной системы.

Кроме наличия указанных входного и выходного отверстий, наружная поверхность указанного кожуха глушителя окружена термоизоляционным экраном 2. Указанный экран 2 состоит из двух частей: верхней части 20, образующей первую половину, закрывающую верхнюю часть кожуха глушителя, и нижней части 21, образующей вторую половину, расположенную вокруг нижней части кожуха глушителя. Указанные верхняя 20 и нижняя 21 половины соединены между собой при помощи множества сварных точек 40 вдоль передней продольной линии их соединения (на фиг. 1 не видна). Кроме того, половины экрана скреплены на кожухе глушителя, с одной стороны, точками сварки с осевыми концами 10 указанного кожуха и, с другой стороны, крепежными средствами типа уголков 30 и винтов 31 с нижней частью 21 кожуха глушителя, что будет более подробно описано ниже.

Нижняя часть 21 указанного изоляционного экрана 2 имеет участок, выполненный в виде аэродинамического отражателя 210. Этот отражатель 210 расположен в продольном направлении вдоль нижней части и сзади глушителя, и, в частности, активная часть отражателя находится на уровне кромки (закругленной) между задней стороной 13 и нижней стороной 14 кожуха глушителя. Этот участок, выполненный в виде аэродинамического отражателя 210, имеет поперечное сечение по существу L-образной формы, горизонтальная поперечина которой является по существу наклоненной в направлении кожуха глушителя и, в частности, нижней стороны 14 указанного кожуха. Этот участок L-образной формы, соответствующий активной части отражателя, отклоняет воздушный поток, поступающий от передней стороны транспортного средства, как показано стрелками на фиг. 2. На этом участке L-образной формы стенка термоизоляционного экрана 2 образует внутреннее пространство 22 между внутренней стороной и наружной стороной кожуха глушителя.

На этой фиг. 2 представлен частичный поперечный вид части автотранспортного средства под задним полом, при этом заявленное устройство глушителя расположено под полом Р транспортного средства вблизи заднего бампера В таким образом, что его продольная ось ориентирована по существу в поперечном направлении транспортного средства. Согласно представленному примеру, нижняя половина 21 термоизоляционного экрана 2 закреплена при помощи крепежных средств в виде крепежных уголков 30, присутствующих во внутреннем пространстве участка, выполненного в форме отражателя, причем эти уголки тоже имеют L-образную форму, которая следует внутренней форме указанного отражателя. В отверстие, выполненное в уголке, заходит винт 31, вставляемый через стенку указанного участка термоизоляционного экрана, чтобы закрепить эту часть термоизоляционного экрана на кожухе глушителя и, кроме того, чтобы повысить жесткость этой части экрана и эффективно отклонять воздушный поток как можно ниже под транспортным средством, в частности, за пределами заднего бампера В.

Согласно примеру осуществления, верхняя половина 20 термоизоляционного экрана выполнена в виде гофрированного алюминиевого листа, а его нижняя половина 21 представляет собой стальной лист, часть которого выполнена в виде описанного выше отражателя.

Транспортному средству, оснащенному этим устройством глушителя, окруженным стенкой, сочетающей в себе термоизоляционную и аэродинамическую функции, нет необходимости содержать термоизоляционный экран под своим полом для изоляции тепла, выделяемого на уровне глушителя.

Объектом изобретения является устройство для моторного транспортного средства, содержащее глушитель (1), ослабляющий шумы выхлопных газов двигателя, который имеет замкнутый кожух (10) с отверстиями для входа и выхода выхлопных газов и содержит аэродинамический отражатель на уровне указанного глушителя, отличающееся тем, что указанное устройство содержит термоизоляционный экран (2), который охватывает наружную поверхность кожуха (1) глушителя и участок (210) которого выполнен в виде указанного аэродинамического отражателя. Техническим результатом изобретения является улучшение аэродинамики на уровне глушителя. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Устройство для транспортного средства, снабженного двигателем, содержащее глушитель (1), ослабляющий шумы выхлопных газов двигателя, который имеет замкнутый кожух (10), содержащий отверстия для входа и выхода выхлопных газов и аэродинамический отражатель на уровне указанного глушителя, отличающееся тем, что указанное устройство содержит термоизоляционный экран (2), который охватывает наружную поверхность кожуха (1) глушителя и участок (210) которого имеет форму указанного аэродинамического отражателя.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что указанный термоизоляционный экран соединен с наружной поверхностью кожуха глушителя сварными точками и посредством крепления при помощи по меньшей мере одного крепежного средства типа крепежного уголка (30), закрепленного сваркой на указанной наружной поверхности кожуха глушителя и расположенного на уровне участка, выполненного в виде аэродинамического отражателя.

3. Устройство по п. 1 или 2, отличающееся тем, что содержит соединительное средство типа винта (31), которое проходит через указанный участок экрана, выполненный в форме отражателя, напротив указанного крепежного средства типа уголка, и вставлено в указанное крепежное средство, которое содержит отверстие.

4. Устройство по одному из пп. 1-3, отличающееся тем, что кожух глушителя имеет верхнюю часть и нижнюю часть, при этом указанный термоизоляционный экран расположен вокруг кожуха глушителя так, чтобы аэродинамический отражатель присутствовал в продольном направлении в нижней части и сзади глушителя.

5. Устройство по одному из пп. 1-4, отличающееся тем, что участок термоизоляционного экрана, выполненный в виде аэродинамического отражателя (210), имеет удлиненную форму с поперечным сечением по существу L-образной формы, горизонтальная поперечина которой по существу наклонена в сторону наружной поверхности кожуха глушителя удлиненной формы.

6. Устройство по п. 5 и по одному из пп. 2-4, отличающееся тем, что внутреннее пространство (22) указанной L-образной формы между указанным участком термоизоляционного экрана и наружной поверхностью кожуха глушителя содержит крепежные средства типа крепежных уголков (30), и предпочтительно эти крепежные средства имеют по существу L-образную форму.

7. Устройство по одному из пп. 1-6, отличающееся тем, что термоизоляционный экран, охватывающий наружную поверхность кожуха глушителя, состоит из двух частей, при этом указанная первая часть (20) закрывает верхнюю часть наружной поверхности кожуха глушителя, а указанная вторая часть (21), содержащая участок, выполненный в форме аэродинамического отражателя, расположена в продолжении продольных концов указанной первой части вокруг нижней части наружной поверхности кожуха глушителя.

8. Устройство по п. 7, отличающееся тем, что указанное устройство содержит линию сварных точек (40) на каждом соединении между указанными двумя частями экрана.

9. Устройство по п. 7 или 8, отличающееся тем, что указанная первая часть термоизоляционного экрана выполнена в виде гофрированного алюминиевого листа, в случае необходимости содержащего внутренний звуко- и термоизоляционный слой, а указанная вторая часть, содержащая участок, выполненный в форме аэродинамического отражателя, имеет форму листа, в частности, из алюминия или стали.

10. Автотранспортное средство с двигателем, в частности с двигателем внутреннего сгорания, оснащенное устройством глушителя по одному из пп. 1-9, установленным под полом (Р) указанного транспортного средства вблизи заднего бампера (В).