WO2020024781A1 - 一种排气管柔性节结构 - Google Patents

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    • F01N2470/12—Tubes being corrugated

Definitions

  • FIG. 12 it is a schematic structural diagram of a flexible joint of an exhaust pipe according to a ninth embodiment of the present invention.
  • the structures of the inner pipe 1, the bellows 2, and the woven mesh 3 are the same as those in the third embodiment, but different
  • the structure of the second fixing member 5 "is the same as that of the second fixing member 5" in the seventh embodiment.
  • the braided mesh is usually made by interlacing multiple strands of metal wire, and the threads of the braided mesh are non-stretchable, the local movement of each strand is restricted, especially in the length stretching direction and left and right directions.
  • the movement of the bellows is restricted, so it can limit the deformation of the bellows in a wide range, thereby improving the life of the bellows.

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Abstract

一种排气管柔性节结构，主要用于车辆排气管结构内，包括从内向外依次同轴套设的波纹管（2）和编织网（3），编织网（3）包括至少两段，并且每段的两个端部通过固定件与内侧的波纹管（2）固定连接，并且每段编织网（3）的长度≤200mm。

Description

一种排气管柔性节结构 技术领域
本发明涉及汽车技术领域，具体地是涉及一种用于汽车发动机排气系统上的柔性节。
背景技术
柔性节，用于布置在汽车发动机的排气系统中。排气系统一端与发动机相连，另一端与车身底板相连，发动机工作产生振动和摆动，该振动和摆动会通过排气系统传到车身，对乘坐的舒适性产生不好的影响，同时，车辆行驶在粗糙路面上产生的车身振动又会通过排气系统传递给排气系统的前段、歧管和发动机，同样造成对NVH和耐久的不利影响。
为了改善上述问题，通常会将一个柔性节安放在排气系统与发动机歧管连接的部位，用于阻隔双向震动，该柔性节结构，通常包括内层的金属波纹管和外层网套组成，两层由端部的端帽夹紧固定在一起。
外层网套一般采用两种结构。一种是针织网结构，针织网结构通常由金属丝编织成针织结构形成，每一股丝的局部向周围移动几乎是自由的，因此，该针织网结构通常具有一定的弹性，在其弹性范围内能够紧贴波纹管，因此能够有效抑制波纹管的振动。但是也有明显的弱点，当其中的针织结构某一处出现断点时整个针织结构就会逐渐散开，失去功能，如同针织丝袜常见的现象。另外，由于其弹性范围大但是支撑能力较差，所以并不能够在多个方向上限制波纹管的运动，当各个方向上发生大摆动时，无法限制波纹管的变形范围而容易导致波纹管断裂。
另一种是编织网结构，编织网通常是两个方向的多股金属丝相互交叉编织而成，外观较为致密，所以能有效保护内部的波纹管，但是由于通常较长的柔性节内外层之间的间隙不容易控制，所以抑制振动能力差，应用受限。
另外，通常由于发动机的摆动和振动较大，所以通常柔性节所受的应力也会比较大，为了减少应力通常会增加柔性节的长度或者增加柔性节的外径，但是柔性节布置的地方通常空间狭小，另外柔性节的摆动也很容易与周边零件发生干涉，所以很难布置长度较长或者外径较大的柔性节，这是柔性节应用的另一个难点。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种能够减少波纹管的应力、延长其使用寿命，并且能够改善整车NVH性能的排气管柔性节结构。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种排气管柔性节结构，包括从内向外依次同轴套设的波纹管和编织网，其特征在于：所述编织网包括至少两段，并且每段的两个端部通过固定件与所述内侧的波纹管固定连接，并且每段编织网的长度≤200mm。
优选的，所述固定件包括位于波纹管的端部的第一固定件和位于波纹管中间部位的第二固定件。
作为本发明的一个可选实施例，所述编织网为分体依次连接的多段，并且每段的端部都通过固定件与所述波纹管固定连接。
作为本发明的另一可选实施例，所述编织网为一体结构，所述固定件包括第一固定件和第二固定件，所述编织网的端部通过第一固定件固定连接，所述编织网的中间设有第二固定件与内侧的波纹管固定连接进而形成多段。
优选的，所述第一固定件和第二固定件的结构相同或者不同。
优选的，所述第一固定件为封装套结构或者为环形卡箍结构；所述第二固定件为环形卡箍结构。
作为本发明的多种实施方式，所述第一固定件为封装套结构时，其一侧具有翻边，所述第二固定件的至少一侧具有翻边；
或者所述第一固定件和/或第二固定件为环形卡箍结构，其端部相互重叠固定；
或者所述第一固定件和/或第二固定件为环形卡箍结构，其包括至少两片相互拼接的连接片，每片连接片的端部设有向外翻转的固定片，相邻的连接片端部的固定片通过紧固件或者焊接固定；
或者所述第一固定件和/或第二固定件为一整体的环形卡箍结构，其端部具有向外翻转的固定片，并且端部的固定片通过紧固件固定或者焊接固定；
所述第一固定件和/或第二固定件通过内胀外压的方式和/或通过焊接的方式固定所述波纹管和编织网。
优选的，所述波纹管包括平直段和波纹段，所述第二固定件设于所述平直段。
优选的，所述每段编织网的长度为60mm-150mm。
优选的，所述每段编织网的长度为60mm-120mm。
优选的，还包括设于波纹管内侧同轴设置的内管，所述内管的端部与波纹管的端部固定连接，所述内管为搭扣软管或者编织网。
优选的，所述波纹管分为多段，每段波纹管的两端设有小波纹段，所述小 波纹段中波纹的高度低于中间波纹的高度。
与现有技术相比，本发明的优点在于本发明的排气管柔性节结构，由于编织网变成了较短的多段，并且每段编织网的端部均与波纹管固定压紧，因此，编织网能够更好地贴紧内侧的波纹管，使其具有更好的减震效果，改善了整车的NVH效果。更重要的是由于每段编织网的端部均与波纹管固定压紧，加上编制网的丝线不可拉伸性，能够约束内部波纹管在对应端部处的轴向、径向和扭转方向的运动，这样在横置前驱汽车中，当排气系统前排发生较大摆动时，紧贴的编织网能够使得内部的波纹管的剪切变形转化为弯曲变形，在纵置后驱汽车中，当排气系统前排发生转动时，该编织网能够很好地分担部分扭矩，进而大大减小了内部波纹管的应力，增加了其使用寿命。
另外由于应力减小，所以在相同的情况下可以布置更短或者外径更小的柔性节，从而克服布置空间狭小和与周边干涉的工程难题。同时耐高温的贵重材料的使用量也可以减少，从而成本也更低。
附图说明
图1为本发明第一实施例的排气管柔性节的示意图。
图2为沿图1中A-A线的剖视图。
图3为本发明第二实施例的排气管柔性节的示意图。
图4为本发明第三实施例的排气管柔性节的示意图。
图5为本发明第四实施例的排气管柔性节的示意图。
图6为沿图5中B-B线的剖视图。
图7为本发明第五实施例的排气管柔性节的示意图。
图8为本发明第六实施例的排气管柔性节的示意图。
图9为本发明第七实施例的排气管柔性节的示意图。
图10为沿图7中C-C线的剖视图
图11为本发明第八实施例的排气管柔性节的示意图。
图12为本发明第九实施例的排气管柔性节的示意图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对发明作进一步详细描述。
如图1-2所示，为本发明第一实施例的排气管柔性节结构的示意图，该柔性节结构包括内侧的内管1，以及与内管1套接的波纹管2，和缠绕位于波纹管2外侧的编织网3结构。所述内管1的端部与波纹管2的端部固定连接，可以是通 过内胀外压的方式压紧和/或通过焊接的方式固定，所述内管1为搭扣软管或者编织网。
该编织网3为分段结构，每一段的长度小于等于200mm。并且每一段编织网3的两端通过固定件与波纹管2固定连接。优选地，所述波纹管也分为多段，每段所述波纹管的两端设有小波纹段，所述小波纹段中波纹的高度低于中间波纹的高度，编织网3的每一段和上述波纹管的多段相对应设置，即所述固定件设于所述波纹管的小波纹段。
如图1所示，该编织网包括两段，两段的长度分别为60mm-150mm，该固定件包括第一固定件4和第二固定件5，该编织网3为一体结构，编织网3的两端通过第一固定件4与内侧的波纹管2和内管1固定连接，并且编织网3的中间通过第二固定件5与波纹管2和内管1固定连接。该第一固定件4的结构为封装套的结构，该封装套为整体连续不断开的环形结构，通过内胀外压方式压紧或者通过焊接的方式将编织网与波纹管固定。并且第一固定件4的一侧设有沿柔性节的径向向外侧延伸的翻边41。该第二固定件5为贴紧编织网3和内侧的波纹管2的卡箍结构，卡箍结构为设有断开的环形结构，并且第二固定件5的两端相互重叠固定。该实施例中编织网3的两端由第一固定件固定，中间由第二固定件固定，进而将整体的编织网3分成两段。即该第一固定件4位于波纹管2的端部，第二固定件5位于波纹管2的中间。
在此需要指出的是，位于波纹管2端部的第一固定件为封装套结构时，其一侧具有翻边或者不具有翻边。第一固定件4也可以为卡箍结构，当第一固定件4为卡箍结构时，其结构可以与第二固定件5相同也可以不同。该第一固定件4可以是一侧具有翻边，也可以是不具有翻边。但是位于波纹管2中间位置的第二固定件5为了能够安装，不可能设置封装套结构，只能设置卡箍结构，也就是说第二固定件5为一环形部件，在安装于编织网3外侧前至少有一处是断开的结构，或者是径向尺寸可以调节的结构，该第二固定件5可以是至少一侧具有翻边，即可以两侧均具有翻边，翻边结构可以增加固定件的刚性，也可以改善编织网丝线的受力。该第一固定件4和第二固定件5也可以是直接内胀外压的方式压紧和/或通过焊接的方式与编织网以及波纹管固定连接。
并且在此需要强调的是，上述实施例中该编织网3为一体结构，并且通过中间设置的第二固定件与波纹管固定进而形成多段，也可以是该编织网本身就为依次设置的分段结构，每段的两端均通过固定件与内侧波纹管2固定连接，此时，固定件包括位于波纹管2端部的第一固定件和位于波纹管2中间位置的第二固定件，当然，也可以采用其他的固定结构。并且本领域技术人员也可以了解到，所述固定件通过内胀外压的方式和/或通过焊接的方式固定所述波纹管2和编织网 3。该实施例中，因为编织网变成了长度较短的多段，并且每段的端部与波纹管均固定连接，使得编织网3与波纹管2之间的间隙得到控制，该编织网3与波纹管2沿轴向方向上完全紧贴。
如图3所示为本发明第二实施例的排气管柔性节结构的示意图，该实施例中，编织网与波纹管2相匹配，该波纹管2具有平直段和波纹段，编织网3套设在波纹管2的外侧，并且其分为三段，波纹段外侧的编织网的长度为60mm-120mm，在平直段外侧的编织网的长度为10mm-150mm，并且该编织网3也为一体结构，编织网3的两端通过第一固定件4与内侧的波纹管2和内管固定，第二固定件5固定在编织网3的中部，固定在平直段上靠近与波纹段的连接处，将编织网3分成三段。
该第一固定件和第二固定件的结构与第一实施例中类似，可以相同也可以不同，可以是卡箍结构、封装套结构，也可以是其他结构。
如图4所示，为本发明第三实施例的排气管柔性节的结构示意图，该实施例中，编织网3分为三段，与第一实施例类似，编织网3的两端通过第一固定件4固定在内侧的波纹管2和内管1上，编织网3的中部通过第二固定件5与内侧的波纹管2和内管1固定连接。
该第一固定件和第二固定件的结构与第一实施例中类似，可以相同也可以不同，可以是卡箍结构，封装套结构，也可以是其他结构。
上述排气管柔性节结构，其编织网3均分为多段，每段的长度不超过200mm，并且每段的两端都通过固定件与内侧的波纹管2和内管1固定，进而大大减小了编织网3的应力，这样使得该柔性节整体长度较长时，即使遇到径向晃动和绕轴旋转的力的时候，编织网和内侧波纹管之间的间隙也不会变化太大，编织网与波纹管之间能够始终贴紧，进而能够分担波纹管的受力，使得波纹管也不容易断裂，增加了使用寿命，并且也改善了排气管的NVH特性。
如图5、6所示，为本发明第四实施例的排气管柔性节的结构示意图，该实施例中，其他结构与第一实施例相同，不同的是第二固定件5’的结构，该第二固定件5’为环形卡箍结构，由至少两片弧形的连接片51拼接形成，每片连接片51的两端设有向外突出的固定片52，相邻的连接片51之间的固定片52相互贴近，并且通过紧固件固定连接或者通过焊接固定连接。
本领域技术人员能够了解到的是，该第一固定件4和第二固定件5’的结构可以相同也可以不同，可以都是上述实施例中第一固定件4的结构，也可以都是上述实施例中第二固定件5’的结构。
如图7所示，为本发明第五实施例的排气管柔性节的结构示意图，该实施例中，其他结构与第二实施例相同，不同的是第二固定件5’的结构，该第二固定 件5’的结构与第四实施例中的相同。同样该实施例中编织网3为三段，分别包括两端的位于波纹管2的波纹段的外侧的各一段，以及位于中间波纹管2的平直段外的一段。
如图8所示，为本发明第六实施例的排气管柔性节的结构示意图，该实施例中，其他结构与第三实施例相同，不同的是第二固定件5’的结构，该第二固定件5’的结构与第四、第五实施例中的相同。
如图9、10所示，为本发明第七实施例的排气管柔性节的结构示意图，该实施例中，内管1、波纹管2和编织网3的结构与第一实施例中相同，不同的是第二固定件5”的结构，该第二固定件5”为一整体的环形卡箍结构，并且其两端分别设有向外突出的固定片52”，两端的固定片52”通过紧固件或者焊接相互固定连接使得第二固定件5”将编织网3固定在波纹管2的外侧，使得编织网3分成两段固定在波纹管2的外侧。
如图11所示，为本发明第八实施例的排气管柔性节的结构示意图，该实施例中，内管1、波纹管2和编织网3的结构与第二实施例中相同，不同的是第二固定件5”的结构，该结构与第七实施例中的第二固定件5”的结构相同。
如图12所示，为本发明第九实施例的排气管柔性节的结构示意图，该实施例中，内管1、波纹管2和编织网3的结构与第三实施例中相同，不同的是第二固定件5”的结构，该结构与第七实施例中的第二固定件5”的结构相同。
因此，在此需要指出的是，该排气管柔性节的结构，编织网3包括至少两段，并且每段的长度小于等于200mm，而且每段编织网的两端均通过固定件与内侧的波纹管2固定连接。固定件可以是相同也可以是不同，可以采用上述实施例中的多个结构，也可以采用其他固定结构。
并且在此需要指出的是，该编织网3可以是如上述实施例中整体一体的结构，两端通过第一固定件与内侧波纹管固定，然后中间通过第二固定件的设置将编织网变成多段，也可以是该编织网3本身就为分体的多段结构，每段的端部均通过固定件与内侧波纹管固定连接。本领域技术人员可以在本申请的实施例所公开的基础上加以选择。
上述实施例中涉及的紧固件，可以为螺钉、螺栓或者是其他相互配合的螺钉螺母等结构，也可以为其他固定销等结构，也可以是直接焊接固定的结构，只要将两者贴紧固定即可。
因为编织网通常是由多股金属丝相互交叉编织而成，而且编织网的丝线具有不可拉伸性，这样每一股丝的局部移动是受限制的，特别是在长度拉伸方向和左右方向的移动都是受限的，所以能够限制波纹管在大范围内的变形，从而提高波纹管的寿命。另外由于两端都有端帽将编织网压紧在波纹管直段上，而这种径 向压紧力会通过编织结构使编织网压紧在波纹管表面，从而提高波纹管的减震效果，但当柔性节本身长度较长时，这种限制效果变差，压紧力会变小。
当柔性节本身长度较长时，柔性节受到轴向压缩的力和径向的力时，波纹管与编织网之间的间隙会增大，柔性节越长，编织网与波纹管之间的间隙会更大，编织网的减震能力会大大降低。
另外，当柔性节受到轴向扭矩时，波纹管所受应力显著增大，非常容易发生疲劳断裂，当使用编织网结构时，同样由于每一股丝的移动是受限制的，扭矩会传递到编织网上从而降低波纹管的应力，进而增加波纹管的寿命。但是波纹管长度的增加，这种效果同样会明显减弱。
因此，本发明的排气管柔性节结构，由于编织网变成了较短的多段，并且每段编织网的端部均与波纹管固定压紧，因此，编织网能够更好地贴紧内侧的波纹管，使其具有更好的减震效果，改善了整车的NVH效果。更重要的是由于每段编织网的端部均与波纹管是刚性固定压紧，加上编织网的丝线不可拉伸性，能够约束内部的波纹管在对应端部处的轴向、径向、扭转自由度上的运动，这样在横置前驱汽车中，当排气系统前排发生较大摆动时，紧贴的编织网能够使得内部的波纹管中间直段发生转动同时波纹部分的剪切变形转化为弯曲变形，而在纵置后驱汽车中，当排气系统前排发生转动时，该编织网能够很好地分担部分扭矩，所以都能够大大减小了内部波纹管的应力，增加了其使用寿命。另外由于应力减小，所以在相同的情况下可以布置更短或者外径更小的柔性节，从而克服布置空间狭小以及周边零件发生干涉的工程难题。同时耐高温的贵重材料的使用量也可以减少，从而成本也更低。
以上仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (12)

  1. 一种排气管柔性节结构，包括从内向外依次同轴套设的波纹管(2)和编织网(3)，其特征在于：所述编织网(3)包括至少两段，并且每段的两个端部通过固定件与所述内侧的波纹管(2)固定连接，并且每段编织网的长度≤200mm。
  2. 如权利要求1所述的排气管柔性结结构，其特征在于：所述固定件包括位于波纹管(2)的端部的第一固定件和位于波纹管(2)中间部位的第二固定件。
  3. 如权利要求2所述的排气管柔性节结构，其特征在于：所述编织网(3)为分体依次连接的多段，并且每段的端部都通过固定件与所述波纹管(2)固定连接。
  4. 如权利要求2所述的排气管柔性节结构，其特征在于：所述编织网(3)为一体结构，所述编织网(3)的端部通过第一固定件固定连接，所述编织网(3)的中间设有第二固定件与内侧的波纹管(2)固定连接进而形成多段。
  5. 如权利要求2所述的排气管柔性节结构，其特征在于：所述第一固定件和第二固定件的结构相同或者不同。
  6. 如权利要求2所述的排气管柔性节结构，其特征在于：所述第一固定件为封装套结构或者为环形卡箍结构；所述第二固定件为环形卡箍结构。
  7. 如权利要求6所述的排气管柔性节结构，其特征在于：所述第一固定件为封装套结构时，其一侧具有翻边，所述第二固定件的至少一侧具有翻边；
    或者所述第一固定件和/或第二固定件为环形卡箍结构，其端部相互重叠固定；
    或者所述第一固定件和/或第二固定件为环形卡箍结构，其包括至少两片相互拼接的连接片，每片连接片的端部设有向外翻转的固定片，相邻的连接片端部的固定片通过焊接或者紧固件固定；
    或者所述第一固定件和/或第二固定件为一整体的环形卡箍结构，其端部具有向外翻转的固定片，并且端部的固定片通过焊接固定或者紧固件固定；
    所述第一固定件和/或第二固定件通过内胀外压的方式和/或通过焊接的方式固定所述波纹管和编织网。
  8. 如权利要求3或4所述的排气管柔性节结构，其特征在于：所述波纹管包括平直段和波纹段，所述第二固定件设于平直段。
  9. 如权利要求1所述的排气管柔性节结构，其特征在于：所述每段编织网(3)的长度为60mm-150mm。
  10. 如权利要求9所述的排气管柔性节结构，其特征在于：所述每段编织 网(3)的长度为60mm-120mm。
  11. 如权利要求1-10中任一项所述的排气管柔性节结构，其特征在于：还包括设于波纹管(2)内侧同轴设置的内管(1)，所述内管(1)的端部与波纹管(2)的端部固定连接，所述内管(1)为搭扣软管或者编织网。
  12. 如权利要求1-11中任一项所述的排气管柔性节结构，其特征在于：所述波纹管分为多段，每段波纹管的两端设有小波纹段，所述小波纹段中波纹的高度低于中间波纹的高度。
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