本發(fā)明涉及根據(jù)專利權(quán)利要求1的前序部分的一種用于機(jī)動車輛的顆粒過濾器。

背景技術(shù)：

用于機(jī)動車輛的顆粒過濾器是已知的。起初，顆粒過濾器被開發(fā)用于減少具有柴油發(fā)動機(jī)的機(jī)動車輛的顆?；蛱己谂欧拧ｎw?；蛱己谂欧湃Q于內(nèi)燃發(fā)動機(jī)或內(nèi)燃機(jī)中的燃燒過程，在此期間還被用來減少汽油發(fā)動機(jī)的排放。

由于其在內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的排氣道中的定位，顆粒過濾器影響了機(jī)動車輛的發(fā)動機(jī)特有的排氣聲音?；旧?，它們用作低通濾波器，其中較高的頻率被過濾掉。也就是說，排氣噪聲的高頻率被衰減，從而改變了機(jī)動車輛的原來的聲音特征。根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的顆粒過濾器因此具有窄頻譜。在此，頻譜應(yīng)理解為是指一定數(shù)量的不同的高頻率和低頻率。在根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的作為低通濾波器的顆粒過濾器的情況下，這意味著其具有窄頻譜，因?yàn)橄鄬^高的和高的頻率都被過濾掉而因此不再能聽到。

排氣聲音或排氣噪聲必須滿足噪聲排放或音強(qiáng)的相關(guān)的法律指令，這是規(guī)定。但此外期待的是，消費(fèi)者僅僅例如僅根據(jù)某公司車輛的排氣聲音或排氣噪聲就能夠?qū)⒃撥嚺c該公司或某一特定車型關(guān)聯(lián)起來。

因此，例如DE 20 2014 102 809 U1披露了一種內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的排氣模塊，該排氣模塊具有排氣凈化模塊以及安排在排氣凈化模塊的下游的聲學(xué)模塊，由此使內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的排氣聲音被改變、調(diào)節(jié)或個(gè)性化。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供具有較寬頻譜的用于機(jī)動車輛的顆粒過濾器。

根據(jù)本發(fā)明，這一目的是通過具有專利權(quán)利要求1的特征的用于機(jī)動車輛的顆粒過濾器來實(shí)現(xiàn)。在相應(yīng)的從屬權(quán)利要求中指明了本發(fā)明的有利的實(shí)施方案以及適宜且重要的改進(jìn)方案。

根據(jù)本發(fā)明的用于機(jī)動車輛的顆粒過濾器具有允許通流的殼體和被容納在該殼體中并允許通流的芯部，所述殼體具有縱向軸線。在該殼體與該芯部之間、在殼體中形成了允許機(jī)動車輛的內(nèi)燃機(jī)的排氣通流的通流管道，其中，借助于在該通流管道中安排的環(huán)，該通流管道具體迷宮式構(gòu)型。根據(jù)本發(fā)明的顆粒過濾器的優(yōu)點(diǎn)是，無需使排氣氣流繞開顆粒過濾器即可將高頻噪聲分量較輕衰減。因此，得到比現(xiàn)有技術(shù)頻譜更寬的顆粒過濾器。

傳統(tǒng)的顆粒過濾器的芯部是由殼體圍繞的，其中，排氣經(jīng)由入口區(qū)域流動穿過該芯部。然而，該芯部中形成的流動管道交替地一端關(guān)閉，其結(jié)果是，只能通過向在該芯部的出口區(qū)域開放的流動管道中轉(zhuǎn)移而發(fā)生該芯部的完全通流。因此，排氣只能通過流動管道的或多或少的、根據(jù)周圍壓力調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)的連續(xù)交替而經(jīng)過常規(guī)顆粒過濾器。這樣導(dǎo)致了排氣或排氣噪聲的相對較高頻的至高頻的噪聲分量被過濾掉。

從入口區(qū)域至出口區(qū)域，在該芯部與該殼體之間流動的排氣主要被引導(dǎo)穿過借助于環(huán)形成的通流管道，并且由于環(huán)的構(gòu)型而在其穿過顆粒過濾器的整個(gè)流動上轉(zhuǎn)向。這樣導(dǎo)致了排氣的低頻噪聲分量的減少，其結(jié)果是，與現(xiàn)有技術(shù)相比，相對較高頻率的分量在排氣噪聲中占更大比例。

另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，在環(huán)的幫助下能夠簡單調(diào)節(jié)排氣噪聲或排氣聲音。該顆粒過濾器在聲學(xué)上是可調(diào)整或可優(yōu)化的。根據(jù)環(huán)的構(gòu)型、并且因此根據(jù)通流管道的構(gòu)型，排氣聲音可以根據(jù)所需的排氣聲音而被調(diào)整。這意味著無需改變該顆粒過濾器的整體構(gòu)型，而只需要改變該芯部與該殼體之間形成的環(huán)。以此方式，得以實(shí)現(xiàn)不僅簡化、而且低成本的生產(chǎn)。

所述環(huán)具有外環(huán)和內(nèi)環(huán)，其中，在外環(huán)與內(nèi)環(huán)之間形成了軸向第一間隙。這樣導(dǎo)致了排氣氣流在該環(huán)內(nèi)的進(jìn)一步轉(zhuǎn)向，并且因此進(jìn)一步能夠調(diào)節(jié)噪聲。

通過在芯部的芯部外壁與環(huán)之間形成第一徑向間隙、并且在殼體的殼體內(nèi)壁與環(huán)之間形成第二徑向間隙，提供了調(diào)節(jié)噪聲或設(shè)計(jì)聲音的另一可行方案。

在根據(jù)本發(fā)明的顆粒過濾器的另一個(gè)實(shí)施例中，外環(huán)的第一外徑大于內(nèi)環(huán)的第二外徑，其中，外環(huán)的第一內(nèi)徑大于內(nèi)環(huán)的第二內(nèi)徑，并且其中，第一內(nèi)徑小于第二外徑。這導(dǎo)致了在外環(huán)與內(nèi)環(huán)之間的徑向重疊，由此帶來了噪聲調(diào)節(jié)的另一可行方案。

在另一個(gè)實(shí)施例中，環(huán)在徑向上至少部分能夠被通流。這意味著該環(huán)本身也被配置成吸收或減少顆粒。由此提供的優(yōu)點(diǎn)是能夠進(jìn)一步減少排氣排放中的顆粒。

優(yōu)選地，與所述環(huán)軸向鄰接地設(shè)置另外的環(huán)，其中，在另外的環(huán)與所述環(huán)之間形成了軸向第二間隙。因此，存在噪聲調(diào)節(jié)的另一可行方案。理論上，所述另外的環(huán)不必與所述環(huán)具有相同的設(shè)計(jì)，而是可以根據(jù)所要求的排氣噪聲來與所述環(huán)無關(guān)地設(shè)計(jì)由所述另外的環(huán)形成的通流管道截面，從而與所要求的排氣噪聲相適配。例如，如果由外環(huán)和內(nèi)環(huán)組成的環(huán)被稱作級(Stufe)，則可以通過串聯(lián)安排一定數(shù)量的n個(gè)環(huán)而使通流管道被設(shè)計(jì)成n級迷宮的形式。

該顆粒過濾器的音質(zhì)能夠由所述級的數(shù)目、殼體內(nèi)壁與芯部之間的環(huán)的范圍和布置、外環(huán)與內(nèi)環(huán)之間的重疊以及環(huán)彼此間的安排來調(diào)整或限定。

所述芯部優(yōu)選地由例如堇青石等陶瓷材料或金屬制造。

附圖說明

本發(fā)明的進(jìn)一步的優(yōu)點(diǎn)、特征和細(xì)節(jié)將從以下對優(yōu)選的說明性實(shí)施例的描述中并且通過參照附圖得出。本說明中上述的這些特征和特征組合以及以下附圖說明中提及的和/或只在附圖中示出的這些特征和特征組合不僅能以對應(yīng)地指明的組合來使用、而且還能在不超出本發(fā)明的范圍的情況下以其他組合來使用或者單獨(dú)使用。相同的參考標(biāo)記指配了相同的或功能相同的元件。為清晰起見，這些元件可能并不是在所有附圖中都配備有其參照標(biāo)號，然而并不由此失去其關(guān)聯(lián)性。在附圖中：

圖1以透視圖示出了根據(jù)本發(fā)明的顆粒過濾器，并且

圖2以截面示出了根據(jù)圖1的顆粒過濾器。

具體實(shí)施方式

用于機(jī)動車輛(未具體示出)的根據(jù)本發(fā)明的顆粒過濾器1是根據(jù)圖1進(jìn)行設(shè)計(jì)的。顆粒過濾器1被安排在機(jī)動車輛的允許通流的排氣管線(未具體示出)中，其中，該排氣管線連接至機(jī)動車輛內(nèi)燃機(jī)(未具體示出)，使得該內(nèi)燃機(jī)的排氣可以流過該排氣管線。

顆粒過濾器1被設(shè)計(jì)成減少該內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的尤其是顆?；蛱己诘呐欧?。該顆粒過濾器具有殼體2和芯部4，該殼體具有縱向軸線3，該芯部被容納在殼體2中并允許通流。

允許通流的芯部4被設(shè)計(jì)成“整體/整塊”的形式，該芯部由陶瓷材料制造。這個(gè)整體4具有多個(gè)流動管道(未具體示出)，這些流動管道被設(shè)計(jì)成在縱向軸線3的方向上從芯部4的入口區(qū)域5向芯部4的出口區(qū)域6延伸。這些流動管道在一端交替關(guān)閉。這意味著，如果該流動管道在入口區(qū)域5處打開，在出口區(qū)域6則關(guān)閉，反之亦然。

從入口區(qū)域5進(jìn)入出口區(qū)域6的排氣的流動是經(jīng)由芯部4的在這些流動管道之間形成的芯壁(未具體示出)而發(fā)生的。這些芯壁是有孔的、并且因此允許通流，其中，一定顆粒尺寸的顆粒積聚在芯壁上，并且因此不會經(jīng)由出口區(qū)域6流動。由于流動管道的打開和關(guān)閉的交替，因此對排氣進(jìn)行強(qiáng)制導(dǎo)引，其中，排氣必須從一個(gè)流動管道經(jīng)由芯壁流入相鄰的流動管道。

另外，顆粒過濾器1具有圍繞著芯部4的環(huán)7。環(huán)7被安排在顆粒過濾器1的在殼體2與芯部4之間的自由流動截面8中，并且因此在自由流動橫截面8中構(gòu)成流動阻力。在環(huán)7的幫助下，在殼體2中形成了迷宮式通流管道9，其中，通流管道9具有面向入口區(qū)域5形成的入口截面10以及面向出口區(qū)域6形成的出口截面11。通流管道9整個(gè)在縱向軸線3的方向上允許通流。

如圖1所示，根據(jù)第一實(shí)施例設(shè)計(jì)的顆粒過濾器1具有一個(gè)由兩部分組成的環(huán)7。環(huán)7包括從入口區(qū)域5到出口區(qū)域6在流動方向上串聯(lián)安排的外環(huán)12和內(nèi)環(huán)13。外環(huán)12和內(nèi)環(huán)13被安排在殼體2的殼體內(nèi)壁14與芯部4的芯部外壁15之間。

外環(huán)12具有第一環(huán)內(nèi)壁16，該第一環(huán)內(nèi)壁被安排在芯部外壁15對面，從而形成了第一徑向間隙R1。內(nèi)環(huán)13具有同樣被安排在芯部外壁15對面的第二環(huán)內(nèi)壁17，其中，在這個(gè)第一實(shí)施例中，在第二環(huán)內(nèi)壁17與芯部外壁15之間沒有形成徑向間隙。然而，同樣也有可能在這兩個(gè)壁之間形成徑向間隙。

外環(huán)12的第一環(huán)外壁18被安排在殼體內(nèi)壁14的對面并與該殼體內(nèi)壁鄰接。換言之，在第一實(shí)施例中，在殼體內(nèi)壁14與第一環(huán)外壁18之間沒有形成徑向間隙。內(nèi)環(huán)13具有第二環(huán)外壁19，該第二環(huán)外壁被安排在殼體內(nèi)壁14的對面以形成第二徑向間隙R2。

外環(huán)12和內(nèi)環(huán)13被安排成相對于彼此維持軸向第一間隙A1。

通流管道9因此以迷宮的形式從其入口截面10向其出口截面11、經(jīng)由第一段在芯部4與外環(huán)12之間軸向延伸，然后經(jīng)由第二段在外環(huán)12與內(nèi)環(huán)13之間徑向延伸，并且最后經(jīng)由第三段再次在殼體內(nèi)壁14與內(nèi)環(huán)13之間軸向延伸。

在第二實(shí)施例(未具體示出)中，通流管道9是以迷宮的方式以一件式環(huán)7的形式形成的。根據(jù)對于排氣噪聲的要求，環(huán)7可以被安排在殼體2中，圍繞芯部4而同時(shí)維持芯部4和/或殼體內(nèi)壁14之間的徑向間隙。

在所示的第一實(shí)施例中，外環(huán)12和內(nèi)環(huán)13被設(shè)計(jì)成是部分重疊的。外環(huán)12的第一外徑DA1大于內(nèi)環(huán)13的第二外徑DA2，其中，外環(huán)12的第一內(nèi)徑DI1大于內(nèi)環(huán)13的第二內(nèi)徑DI2，并且其中，第一內(nèi)徑DI1小于第二外徑DA2。

外環(huán)12和內(nèi)環(huán)13被設(shè)計(jì)成允許通流，排氣中的顆粒積聚或匯集在環(huán)12、13上。與芯部4相同，外環(huán)和內(nèi)環(huán)具有一端交替關(guān)閉的流動管道(未具體示出)。

在面向入口區(qū)域5形成的第一環(huán)入口區(qū)域20中，排氣進(jìn)入在第一環(huán)入口區(qū)域20中開放的外環(huán)12的流動管道。外環(huán)12被根據(jù)芯部4設(shè)計(jì)。也就是說，排氣可以經(jīng)由在外環(huán)12中形成的環(huán)壁從一個(gè)流動管道流入到在遠(yuǎn)離第一環(huán)入口區(qū)域20設(shè)計(jì)的環(huán)出口區(qū)域21中開放的流動管道。因此，在外環(huán)12的環(huán)入口區(qū)域20中進(jìn)入外環(huán)12的排氣經(jīng)由其第一環(huán)出口區(qū)域21能夠在減少顆粒的情況下流出。

除了環(huán)7以外，圖1所示的顆粒過濾器1還具有另外的環(huán)70，該另外的環(huán)包括外環(huán)12和內(nèi)環(huán)13。該另外的環(huán)70被安排成與環(huán)7軸向鄰接、相對于環(huán)7具有第二軸向間隙A2、并且圍繞芯部4。不言而喻，顆粒過濾器1可以具有多個(gè)環(huán)7或70。根據(jù)環(huán)7、70的構(gòu)型和數(shù)量，排氣噪聲可以適配于特定要求。在所示的實(shí)施例中，環(huán)7和另外的環(huán)70具有完全相同的設(shè)計(jì)。然而，它們同樣也可以具有不同的設(shè)計(jì)。

利用根據(jù)本發(fā)明的顆粒過濾器1形成了如下一種顆粒過濾器：除了改善聲音設(shè)計(jì)和提高顆粒吸收之外，由于使用同樣吸收顆粒的環(huán)7，該顆粒過濾器由于能夠相應(yīng)設(shè)計(jì)顆粒過濾器1中的通流管道9的自由流動截面積而能夠降低通過顆粒過濾器1的壓降。

流經(jīng)通流管道9的排氣可以經(jīng)由環(huán)內(nèi)壁16、17和環(huán)外壁18、19、并且經(jīng)由環(huán)入口區(qū)域20、22和環(huán)出口區(qū)域21、23而流過吸收顆粒的芯部4及吸收顆粒的環(huán)12、13，由此改善了顆粒吸收，并且因此減少了尾氣排放。同時(shí)，可以擴(kuò)大自由流動截面積來減少壓降而無需降低減排。因此，例如，由于在外環(huán)12與內(nèi)環(huán)13之間形成重疊R，在芯部4與外環(huán)12之間流動的排氣被引導(dǎo)到內(nèi)環(huán)13上，并且能夠流經(jīng)所述內(nèi)環(huán)。借助于在外環(huán)12與內(nèi)環(huán)13之間形成的重疊R，在殼體內(nèi)壁14與內(nèi)環(huán)13之間流動的排氣同樣被引導(dǎo)到另外的環(huán)70的外環(huán)13上。因此，排氣中的顆?？梢员活w粒過濾器1的通流過程中的至少一個(gè)顆粒吸收部件4、7、70吸收。

附圖標(biāo)記列表

1 顆粒過濾器

2 殼體

3 縱向軸線

4 芯部

5 入口區(qū)域

6 出口區(qū)域

7 環(huán)

8 自由流動截面

9 通流管道

10 入口截面

11 出口截面

12 外環(huán)

13 內(nèi)環(huán)

14 殼體內(nèi)壁

15 芯部外壁

16 第一環(huán)內(nèi)壁

17 第二環(huán)內(nèi)壁

18 第一環(huán)外壁

19 第二環(huán)外壁

20 第一環(huán)入口區(qū)域

21 第一環(huán)出口區(qū)域

22 第二環(huán)入口區(qū)域

23 第二環(huán)出口區(qū)域

70 另外的環(huán)

A1 軸向第一間隙

A2 軸向第二間隙

DA1 第一外徑

DA2 第二外徑

DI1 第一內(nèi)徑

DI2 第二內(nèi)徑

R1 徑向第一間隙

R2 徑向第二間隙

R 重疊