本發(fā)明涉及一種至少用于改良廢氣流的聲音特征的排放特征改良裝置，其包括廢氣引導(dǎo)裝置，利用該廢氣引導(dǎo)裝置將廢氣流在其流動方向上從輸入?yún)^(qū)域引導(dǎo)至輸出區(qū)域；以及具有主動的聲音排放改良裝置，利用該聲音排放改良裝置在預(yù)定的運行狀態(tài)中改良廢氣流的聲音排放。

背景技術(shù)：

內(nèi)燃機的廢氣噪聲例如可通過根據(jù)吸收原理或反射原理或通過這兩種類型的組合的廢氣消聲器改良。此外，可使用主動的聲音排放改良裝置，其根據(jù)干擾原理工作。這種類型的主動的系統(tǒng)可用于減小廢氣噪聲或者也用于改良排氣噪聲以實現(xiàn)排氣設(shè)備的期望的聲波曲線。這通過選擇性地減小或放大所選擇的頻率份額實現(xiàn)。如此選擇性地改變所選擇的頻率份額優(yōu)選地使用在機動車的領(lǐng)域中，以獲得排氣設(shè)備的期望的聲音效果。在此，通常將主動的組件、所謂的執(zhí)行器側(cè)向外部地安裝到被廢氣穿流的管路處或者借助于盲管聯(lián)結(jié)到排氣管路處。執(zhí)行器與引導(dǎo)廢氣的區(qū)域的該結(jié)構(gòu)上的分離是必要的，因為熱的廢氣和與此伴隨的高的溫度水平可長期更快速地磨損執(zhí)行器。然而在此，由于執(zhí)行器的側(cè)向外部的聯(lián)接需要用于該聯(lián)接的附加的結(jié)構(gòu)空間。此外，為了可減小執(zhí)行器的溫度加載，冷卻部是有利的，并且由于廢氣的腐蝕特征須設(shè)置執(zhí)行器的防腐蝕的構(gòu)造方案。

然而，盡管相應(yīng)的結(jié)構(gòu)上的措施，無法充分實現(xiàn)的是，如此確保由廢氣溫度引起的更低損害以及執(zhí)行器的抗腐蝕性，使得能顯著改善使用壽命。此外，如此側(cè)向地安裝在廢氣引導(dǎo)裝置處的執(zhí)行器相對盡可能無保護地承受外部作用，從而在執(zhí)行器處可出現(xiàn)損壞。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明研究的問題是，對于排放特征改良裝置說明一種改進的或至少備選的實施形式，其尤其地特征在于高的使用壽命以及低的結(jié)構(gòu)空間需求。

在本發(fā)明的一個方面中，提出一種至少用于改良廢氣流的聲音特征的排放改良裝置，其包括廢氣引導(dǎo)裝置，利用該廢氣引導(dǎo)裝置將廢氣流在其流動方向上從輸入?yún)^(qū)域引導(dǎo)至輸出區(qū)域；以及具有主動的聲音排放改良裝置，利用該聲音排放改良裝置在預(yù)定的運行狀態(tài)中改良廢氣流的聲音排放。在此，主動的聲音排放改良裝置的執(zhí)行器在周向上30%以上被引導(dǎo)的廢氣流包圍。

主動的聲音排放改良裝置的執(zhí)行器在周向上也可50%以上被引導(dǎo)的廢氣流包圍，尤其地60%以上，如有可能70%以上并且例如還在80%以上。

有利地，通過這種類型的結(jié)構(gòu)設(shè)計方案和執(zhí)行器的定位可顯著減小用于主動的聲音排放改良裝置的結(jié)構(gòu)空間需求，因為執(zhí)行器不必側(cè)向外部地安裝在被廢氣穿流的管路中，而是構(gòu)造成至少部分地被廢氣引導(dǎo)裝置、確切地說被廢氣流包圍。由此，排放特征改良裝置可更緊湊地設(shè)計并且此外通過至少部分地包圍地構(gòu)造廢氣引導(dǎo)裝置相對于外部影響保護執(zhí)行器，從而可顯著減小執(zhí)行器由于外部影響的損害。就此而言，廢氣引導(dǎo)裝置通過包圍的布置方案用作用于執(zhí)行器的圍堵保護部。有利地，通過執(zhí)行器在廢氣引導(dǎo)裝置的內(nèi)部中的這種類型的定位，同樣整個主動的聲音排放改良裝置可受保護地被廢氣流或廢氣引導(dǎo)裝置包圍。

在此，排放特征理解成任意類型的可通過廢氣流的排放產(chǎn)生的特征。因此，概念排放特征例如包括熱特征、聲音特征、有害物質(zhì)特征或另外的排放特征。

因此，排放特征改良裝置為可以期望的方式改良帶有任何排放特征的改良裝置。例如，在此聲音特征的改良可理解成聲音排放的每種任意的特征變化，即，例如寬頻聲音減小或者在所選擇的聲音頻率范圍內(nèi)振幅的減小以及在其它所選擇的聲音頻率范圍內(nèi)振幅的增大。

以期望的方式引導(dǎo)例如內(nèi)燃機的廢氣流的廢氣引導(dǎo)裝置例如可理解成排氣系統(tǒng)或排氣管路，其中，排氣系統(tǒng)或排氣管路也可具有熱交換器，或者可以是由管束、轉(zhuǎn)向板、沖擊分離器等構(gòu)成的復(fù)雜的系統(tǒng)。通過上述非決定性地列舉的廢氣引導(dǎo)元件，可將廢氣在其流動方向上從輸入?yún)^(qū)域引導(dǎo)到輸出區(qū)域。

在此，排放特征改良裝置的輸入?yún)^(qū)域理解成這樣的區(qū)域，即，廢氣流在該區(qū)域中被輸送給排放特征改良裝置。排放特征改良裝置的輸出區(qū)域理解成這樣的區(qū)域，即，在該區(qū)域中廢氣流被釋放到環(huán)境中或者在該區(qū)域中廢氣流被引導(dǎo)到隨后的廢氣引導(dǎo)區(qū)段中。

在此，廢氣流的流動方向與在廢氣引導(dǎo)裝置之內(nèi)的實際的流動方向無關(guān)地更重要地被定義成從輸入?yún)^(qū)域到輸出區(qū)域的方向。在上述廢氣流的流動方向的測定方面，廢氣流的流動方向在廢氣引導(dǎo)裝置之內(nèi)可能的轉(zhuǎn)向并不重要。

主動的聲音排放改良裝置理解成這樣的裝置，即，利用該裝置可以期望的方式主動地通過發(fā)出聲音改良廢氣流的聲波或聲音排放。在此，主動的聲音排放改良裝置以這樣的方式產(chǎn)生聲音，即，通過干擾以期望的方式改良廢氣的聲音排放。

在此可實現(xiàn)的是，僅僅在預(yù)定的運行狀態(tài)中進行這種主動的聲音排放改進，而在其它運行狀態(tài)中不進行主動的聲音排放改良。還可設(shè)想的是，在全部運行狀態(tài)中進行主動聲音排放特征改良。

主動聲音排放改良裝置的執(zhí)行器理解成一個或多個將電子信號轉(zhuǎn)換成機械運動的轉(zhuǎn)換器，其中，通過被轉(zhuǎn)換的機械運動如有必要也與主動的聲音排放改良裝置的其它結(jié)構(gòu)元件共同作用來產(chǎn)生聲波，該聲波與廢氣流的聲波相互作用產(chǎn)生廢氣流的聲音排放的改良。

在執(zhí)行器的區(qū)域中的周向理解成垂直于流動方向的且伸延通過執(zhí)行器的面與排放特征改良裝置的護套的切割棱邊。在執(zhí)行器的區(qū)域中的周向上，執(zhí)行器在30%以上被引導(dǎo)的廢氣流包圍。在此，在周向上的比例說明涉及360°的圓角，360°相應(yīng)于100%。因此，在包圍的廢氣流大于50%時，執(zhí)行器至少在180°的圓角上被廢氣流包圍。在此，通過廢氣流包圍的在周向上的區(qū)域也可構(gòu)造成斷開的。在這種情況中，對于百分比的說明，僅僅被廢氣流穿流的區(qū)域用于計算。

此外，廢氣流可至少部分地通過廢氣引導(dǎo)裝置的外護套被引導(dǎo)。有利地，由此外護套可用于引導(dǎo)并且同時也用于冷卻廢氣流，因為外護套可至少部分地將廢氣流的熱給出到環(huán)境處。

在此，廢氣引導(dǎo)裝置的外護套例如理解成廢氣引導(dǎo)裝置的與環(huán)境接觸的管路壁或最外部的壁。在此，可能安裝到最外的護套上的不直接關(guān)聯(lián)于廢氣引導(dǎo)裝置的圍堵保護部可忽略。

此外，廢氣流可至少部分地在廢氣引導(dǎo)裝置的外護套與內(nèi)護套之間被引導(dǎo)。有利地，通過這種邊緣側(cè)地構(gòu)造的廢氣流的引導(dǎo)，可增大廢氣引導(dǎo)裝置的將熱導(dǎo)出到環(huán)境處的面。此外有利地，廢氣引導(dǎo)裝置的內(nèi)部區(qū)域可設(shè)計成沒有廢氣流。由此，在廢氣引導(dǎo)裝置的該內(nèi)部區(qū)域中實現(xiàn)了若有可能敏感的結(jié)構(gòu)元件的定位，因為保護該結(jié)構(gòu)元件以防廢氣流的有害影響。在此也可設(shè)想，相應(yīng)的護套構(gòu)造成多層的。

如果護套中的至少一個至少區(qū)段地構(gòu)造成被流體穿流，則可有利地通過至少區(qū)段地被流體穿流的護套從廢氣流中提取熱。由此，借助于這種類型的實施形式可有利地改良或減小廢氣流的熱特征。此外，相應(yīng)的護套不必完全構(gòu)造成被流體穿流，而是區(qū)段地或在預(yù)定的區(qū)域中可具有這種類型的被流體穿過的構(gòu)造方案。在此，區(qū)段地可理解成在周向、流動方向或任意其它方向上的區(qū)段。

如果在流動方向上內(nèi)護套的延伸為外護套的延伸的至少1%，則有利地，內(nèi)護套可具有比外護套更小的端部延伸。由此，有利地可在離開區(qū)域中實現(xiàn)沒有內(nèi)護套的空間，從而主動的聲音排放改良裝置的聲波可直接與廢氣的聲音排放接觸并且在此以期望的方式彼此相互作用，而不受到內(nèi)護套妨礙。

在此，相應(yīng)的護套在流動方向上的延伸理解成從輸入?yún)^(qū)域開始的區(qū)間，相應(yīng)的護套經(jīng)由該區(qū)間向著輸出區(qū)域延伸。

內(nèi)護套的延伸也可為外護套的延伸的至少5%、尤其地至少10%、如有可能至少20%并且例如至少50%。

此外，可設(shè)置至少一個布置在外護套之內(nèi)的、引導(dǎo)廢氣流的結(jié)構(gòu)元件，其同樣可構(gòu)造成被流體穿流。有利地，通過這種類型的結(jié)構(gòu)元件、例如沖擊隔離器或轉(zhuǎn)向區(qū)域(umlenkbreche)可減少廢氣的其它排放。同樣可設(shè)想，利用這種類型的結(jié)構(gòu)元件在廢氣中產(chǎn)生渦流，其同樣可導(dǎo)致例如聲音特征或熱特征的排放特征的改良。

在此，引導(dǎo)廢氣流的結(jié)構(gòu)元件理解成直接與廢氣流接觸的并且至少部分地引起廢氣流的方向改變的結(jié)構(gòu)元件。

此外，輸出區(qū)域的垂直于流動方向的橫截面積最大可比排放特征改良裝置的垂直于流動方向中間的橫截面積小90%。有利地，通過橫截面積的這種類型的構(gòu)造方案，在輸出區(qū)域中的與在排放特征改良裝置之內(nèi)的實際上引導(dǎo)廢氣的橫截面積幾乎同樣大地來構(gòu)造，從而一方面可減小在輸出區(qū)域的區(qū)域中所需的結(jié)構(gòu)空間，并且另一方面排放特征改良裝置在中間的擴大沒有施加其它負面影響。

在此，輸出區(qū)域的垂直于流動方向的橫截面積(querschnittsflechte)也比中間的橫截面積大小要小最大80%，尤其地最大60%，如有可能最大40%并且例如最大20%。

如果排放特征改良裝置至少構(gòu)造成用于改良廢氣流的熱特征，則有利地也可利用排放特征改良裝置以期望的方式影響廢氣流的熱特征。例如有利的是，通過廢氣流的熱特征實現(xiàn)例如潛水艇、水上船舶、機動車或軌道相關(guān)的機動車的測位。如果相應(yīng)地如此改良廢氣流的熱特征，即，使得測位不再可實現(xiàn)并且使其例如與聲音特征的相應(yīng)的改良相組合，則顯著減小測位可能性和相應(yīng)的車輛類型的噪聲水平。

如果熱排放特征改良裝置具有具有第一冷卻流體的冷卻裝置，則在更高的廢氣質(zhì)量流的情況中也可有效地執(zhí)行廢氣流的熱特征的改良，而例如在出現(xiàn)熱峰值的情況中可出現(xiàn)不期望的熱特征。在此，例如可使用水或者例如在海洋應(yīng)用的情況中使用海水作為第一冷卻流體。剛好在存在海水的情況中，實現(xiàn)尤其有效的且可在寬的運行范圍中執(zhí)行的熱排放改進，而不必攜帶第一冷卻流體作為單獨的工作介質(zhì)。

如果冷卻裝置至少部分地通過被流體穿流的護套構(gòu)成，則同樣可通過被流體穿流的護套有利地從廢氣中提取熱。

如果有利地設(shè)置具有第二冷卻流體的冷卻裝置，利用其可冷卻執(zhí)行器，則有利地可借助于第二冷卻裝置保護執(zhí)行器不受熱的廢氣流的熱加載，從而可顯著延長執(zhí)行器的使用壽命。由此實現(xiàn)，執(zhí)行器布置成至少部分地被廢氣流包圍，而不會通過借助于廢氣流引起的熱引入更快速地磨損執(zhí)行器。

如果第一冷卻裝置在流體技術(shù)上與第二冷卻裝置相連接并且由此僅僅設(shè)置冷卻流體，不僅可借助于僅僅一個冷卻裝置在其熱特征方面改良廢氣流，并且此外可借助于循環(huán)和相同的冷卻流體冷卻執(zhí)行器并且由此延長使用壽命。

在此，如果聲音排放特征改良裝置的通過執(zhí)行器驅(qū)動的主動的聲音膜片構(gòu)造成防水的、尤其地防海水的，則在聲音膜片方面也可整體上顯著地延長主動的聲音排放改良裝置的使用壽命。尤其地，在如有可能相應(yīng)的冷卻流體通過海水構(gòu)成時的海洋應(yīng)用的情況中，通過海水可顯著減小腐蝕。

如果排放特征改良裝置構(gòu)造成在流動方向上中心地或端側(cè)地定位在排氣系統(tǒng)處的單獨的組件，則有利地例如可在故障情況中更換整個組件并且通過無干擾地功能有效的組件替代。

但是也可設(shè)想，排放特征改良裝置例如通過焊接連接與排氣系統(tǒng)構(gòu)造成一體的。在此，單獨的組件理解成通過力配合的或形狀配合的連接與排氣系統(tǒng)的其它零件相連接的組件。但是也可設(shè)想，在垂直于流動方向的橫截面方面，排放特征改良裝置布置在中心或者偏心地布置。

附圖說明

其中：

圖1顯示了帶有位于內(nèi)部的執(zhí)行器和第二冷卻執(zhí)行器的冷卻裝置的排放特征改良裝置，

圖2顯示了帶有被流體穿流的外護套和被流體穿流的內(nèi)護套的排放特征改良裝置。

具體實施方式

如在圖1中顯示的那樣，排放特征改良裝置100具有廢氣引導(dǎo)裝置110，其至少區(qū)段地在外護套130與內(nèi)護套140之間引導(dǎo)廢氣流120。

在此，外護套130的延伸150構(gòu)造成比內(nèi)護套140的延伸160更大。因此，在排放特征改良裝置100的輸出區(qū)域170中構(gòu)造有沒有內(nèi)護套140的區(qū)域180。在該區(qū)域180中，通過主動的聲音排放改良裝置210的執(zhí)行器200的運動產(chǎn)生的聲波190可直接與廢氣流120的聲音排放220相互作用，從而可調(diào)整聲音特征的期望的改良?；诮Y(jié)構(gòu)形式，執(zhí)行器200在周向230上至少區(qū)段地被廢氣流120包圍。通過執(zhí)行器200關(guān)于流動方向240的該中間的布置方案，一方面減小了用于主動的聲音排放改良裝置210所需的結(jié)構(gòu)空間并且另一方面通過廢氣引導(dǎo)裝置110保護主動的聲音排放改良裝置210免受由于環(huán)境的外部作用。在此，流動方向240從在圖1和2中未示出的輸入?yún)^(qū)域250延伸至輸出區(qū)域170。

在根據(jù)圖1的實施形式中，外護套130構(gòu)造成被穿流流體，而內(nèi)護套140僅僅例如通過管板等構(gòu)成。就此而言，外護套130構(gòu)成第一冷卻裝置260。利用該第一冷卻裝置260，可借助于至少一個在被流體穿流的外護套130中循環(huán)的第一冷卻流體265以期望的方式改良廢氣流120的熱特征。在此，內(nèi)護套140僅僅構(gòu)造成管板，從而廢氣流可在外護套130與內(nèi)護套140之間的間隙中被引導(dǎo)通過兩個護套130,140。

此外，設(shè)置熱排放改良裝置275的第二冷卻裝置270，借助于該熱排放改良裝置275可冷卻執(zhí)行器200。該第二冷卻裝置270構(gòu)造成從第一冷卻裝置260中的分支部280，其中，穿流外護套130的流體借助于分支部280被引導(dǎo)至執(zhí)行器，從而執(zhí)行器200通過第一冷卻裝置260的第一冷卻流體265并且借助于第二冷卻裝置270冷卻。

因此，第一冷卻裝置260在流體技術(shù)上與第二冷卻裝置270相連接。但是也可設(shè)想，第二冷卻裝置270包含單獨的第二冷卻流體285，而帶有另一第一冷卻流體265的第一冷卻裝置260作為工作介質(zhì)運行。

輸出區(qū)域170的垂直地橫向于流動方向240的橫截面積290構(gòu)造成比垂直于流動方向240的中間的橫截面300積更小。因此，在邊緣側(cè)、確切地說護套側(cè)被引導(dǎo)的廢氣流120又在輸出區(qū)域170中匯聚成，使得避免在流動技術(shù)上的以及另外的缺點。

如此通過執(zhí)行器200驅(qū)動主動的聲音排放改良裝置210的聲音膜片310，即可以期望的方式射出聲波190。

在圖2的實施形式中，借助于附加的被流體穿流的內(nèi)護套140保證執(zhí)行器200的冷卻。在這種情況中，第一冷卻裝置260可構(gòu)造成在流體技術(shù)上與第二冷卻裝置270無關(guān)的并且具有附加的第二冷卻流體285，或者經(jīng)由相應(yīng)的連接保證兩個冷卻裝置260,270的流體技術(shù)的聯(lián)結(jié)。由于該結(jié)構(gòu)上的布置方案，第二冷卻裝置270一方面用于冷卻廢氣流120并且也用于減小執(zhí)行器200通過廢氣流120的熱加載，因為第二冷卻裝置270布置在廢氣流120與執(zhí)行器200之間。