CN101415916A - 车辆的废气排放装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于车辆的废气排放装置。本发明的废气排放装置包括延伸管(10)，其安装于车辆的消音器的尾管上。在延伸管的废气入口端限定有文丘里管通道(20)，以增大废气的流速。该废气排放装置还包括延伸至文丘里管通道内的外部空气排放喷嘴(30)；位于延伸管的废气出口端以引导外部空气的回流入口(40)；以及在其中限定腔的盖(50)，回流入口与外部空气排放喷嘴通过该腔连通。因此，本发明利用外部空气的流动抑制了废气的回流，从而防止回压，并快速排放废气，因而增大了发动机的输出。

Description

车辆的废气排放装置

技术领域

本发明一般涉及在车辆内燃机中用于排放废气的废气排放装置，更具体地，涉及车辆的这样一种废气排放装置，其连接于设置在车辆的废气排放路径中的消音器的尾管，并构造为使废气的回流受到气流的抑制，从而避免回压，并快速地排放废气，因而减少燃料消耗并增强发动机的输出。

背景技术

如本领域技术人员所公知的，在车辆的内燃机中，通过四冲程循环获得动力，所述四冲程包括进气冲程、压缩冲程、爆发冲程和排气冲程。

对于发动机各冲程期间的气流(进气和排气)，在进气过程中，气体将在通过空气清洁器和具有较小阻力的节流阀之后吸入发动机。

然而，在排气过程中，由于通过排气总管、包括催化剂的气体净化装置和消音器将废气排放到车外，因此，对排气气流具有相对较大的阻力。

在将气体从发动机的汽缸排放至消音器的尾管的过程中，在发动机的四冲程周期中发生阀重叠，在阀重叠中，进气阀和排气阀在排气总管中瞬时地同时打开。此时，被排放的废气被吸回至汽缸中，使得排气总管瞬时地进入真空状态，从而形成妨碍废气排放的主回压。

此外，在三维的催化装置(气体净化装置)中，当废气通过蜂窝形状的气体净化装置时，废气的流速明显减小，从而产生次回压。此外，当被吸入消音器的废气通过多级分隔板以吸收噪声时，产生第三回压。

在气体排放过程中，由于在大约3到5kg/cm²的压力以及大约600摄氏度的温度下排放废气，因此消音器非常重要。通常，消音器被设计为具有比发动机排量大15到20倍的容量。然而，这种消音器的缺陷在于，由于空气阻力而使废气不能顺畅地从发动机排出，从而使发动机的输出减少5％至10％。

因此，可以认识到，仅通过顺畅地排放废气，就可增强发动机的输出并可减少燃料消耗。

为了实现废气的顺畅排放，已提出了各种传统技术。

作为代表性的示例，在第2000-56951号韩国专利公开中提出了一种利用气流的车辆废气排放装置。利用气流，该技术构造为将废气排放装置的流线型本体连接于尾管，以使当车辆行驶时，由沿流线型本体的表面通过的空气流速在废气排放装置周围形成低压区，以使废气被低压吸出，从而促进废气的排放。

然而，这种技术的缺陷在于，流线型本体具有相对较大且较复杂的结构，这会影响其安装，并且，在车辆停止或以相对低速行驶时，由于不能产生快速气流，因此，窄的排放通道会在一定程度上影响废气的排放。因此，这种技术难以在实践中应用。

同时，作为传统技术的另一个示例，在第1998-75223号韩国专利公开中提出的具有涡流发生器的主消音器的尾管中，在尾管的中部提供涡流发生叶片，以使其可通过废气而旋转。该技术构造为由废气使叶片转动，以生成涡流，从而促进废气的排放。然而，其问题在于，叶片作为影响废气流动的某些阻力的源，因此其不能在实践中使用。

作为传统技术的另一个示例，在第99434号韩国实用新型登记中提出的车辆废气排放装置中，利用锁定螺栓将废气排放装置连接于尾管，且在管的圆周内表面上径向地设置多个涡流发生叶片。这种废气排放装置提出的目的是为了提高排放效率。然而，仅使用在废气中生成的涡流难以快速并顺畅地排放废气。也就是说，在由流体涡流部分地帮助废气排放方面仅具有微弱的效果，废气当然由废气压力排出。因此，该装置的效果很差。

此外，作为传统技术的另一个示例，在第257874号韩国专利登记中提出的利用涡流的废气排放装置中，在消音器位于废气排放路径中的前管上设置包括翼的涡流发生管，其中的翼向外抽空气并生成涡流。该废气排放装置进一步包括副管，该副管中具有阀，该阀根据节流阀的打开程度，按比例地调整其自身打开程度。

然而，在这种技术中，由于管位于用于减小排气噪声的消音器的前管上，因此，排气噪声会通过该管传递到外部。此外，当车辆加速时，阀的打开程度增大，因此排气噪声更加严重。此外，由于废气通过副管排放，而副管相对于消音器的内部具有较低的空气阻力，因此，由于该阻力而使外部空气不能顺畅地提供至管中。因此，这种技术也难以在实践中使用。

此外，在这种技术中，由于外部空气被吸入消音器的入口，因此，在消音器中仍然会出现空气阻力，因此其不能用于增加排气速率。而且，该装置具有与发动机的节流阀结合工作的空气调节阻尼器，使得该装置的缺陷在于其结构复杂。由于被吸入管内的外部空气通过消音器，因此，包含在外部空气中的外来物质(灰尘、沙子等)将沉积在消音器中，从而有损消音器的性能。

为了克服传统技术中具有的问题，在本发明的发明人提交的第464711号韩国专利登记中提出了一种用于车辆的废气排放装置。

该技术构造为使得当车辆行驶时，利用扩口管收集外部空气，并将收集的外部空气用于增加尾管内的排放压力，从而增加废气的流速。

也就是说，将外部空气提供至扩口管中，以利用在气流流过减小的区域时气压将增大的现象将废气快速排放至排放管外。

这种技术增加了废气的流速，并因而有利地增强了发动机的输出且减少了燃料消耗。然而，其缺陷在于，当车辆停止或低速行驶时，该技术的效果明显减小。

此外，在本发明的发明人提交的第2004-13721号韩国专利申请中还提出了一种技术，该技术涉及这样一种结构，其使得通过将尾管的侧壁的多个部分切割并向内弯曲而在尾管中形成两个固定翼，以促进废气的排放，并通过所述翼将在发动机处于阀重叠状态时被吸回的外部空气排放到外部，从而增大发动机的输出。此外，在本发明的发明人提交的第374553号韩国实用新型登记中提出了一种循环废气排放装置。在该循环废气排放装置中，通过将尾管的侧壁的多个部分切割并向内弯曲，在车辆的消音器的尾管中形成第一和第二固定翼1和2，每个固定翼均具有流线型的形状。第一和第二固定翼的位置设置为相互间隔预定的距离，并相互面对。此外，该循环废气排放装置包括外壳3，其覆盖第一和第二固定翼，以使第一和第二固定翼通过外壳3而相互连通，并与大气隔离。因而，该废气排放装置提高了消音器的排气端的废气流速。本发明的发明人提出了以上技术和与废气排放装置相关的几种其它技术。

本发明目的在于改进由发明人提出的传统技术的功能。

发明内容

技术问题

相应地，本发明针对现有技术中的上述问题并具有以下目的。

本发明的目的在于提供一种用于车辆的废气排放装置，其中，通过文丘里管现象使通过消音器的尾管排放的废气的速度增加，并从而使抽送的外部空气循环且排放，因而加快废气的排放速度，而使得可更加快速地排放废气。

本发明的另一目的在于提供一种用于车辆的废气排放装置，其构造为使废气可快速排放，并使回流的某些废气可随着循环且排放的外部空气一起排放到尾管外，从而防止将废气吸回至发动机内或形成回压，因而增大发动机的输出。

本发明的另一目的在于提供一种用于车辆的废气排放装置，其具有牢固的结构并因而显著地增强其耐久性，该装置还可应用于现有车辆，而无需改变现有消音器的构造，因此具有优良的互兼容性。

本发明的另一目的在于提供一种用于车辆的废气排放装置，其显著减小废气的回流，以防止燃烧残渣(例如碳)堆积，从而延长发动机的使用寿命，并使排气系统的组件(包括昂贵的气体净化装置)保持清洁并保持在正常状态，从而延长组件的使用寿命。

技术方案

为了实现以上目的，本发明提供了一种用于车辆的废气排放装置，其包括：安装在车辆的消音器的尾管上的延伸管，其具有在所述延伸管的废气入口端限定的文丘里管通道；外部空气排放喷嘴，其延伸至所述文丘里管通道内；回流入口，其设置在所述延伸管的废气出口端，以引导外部空气的流入；以及盖，其安装于所述延伸管之上，以在所述延伸管中限定腔，所述回流入口与所述外部空气排放喷嘴通过所述腔连通，从而使废气的流速在废气排放路径的远端得以增大，并防止了废气的回流，从而增强了发动机的输出。

有益效果

如上所述，在本发明中，废气排放装置额外地连接于将废气排至外部的消音器的尾管。因此，本发明可容易地应用于现有的车辆，而无需改变现有排气系统的构造。此外，废气通过文丘里管现象而快速排放，并且吸入废气排放装置的腔内且被循环并排放到车辆外部的外部空气防止了废气回流，并因而避免了回压，从而提高了排放效率并增大了发动机的输出。此外，本发明设计为使外部空气排放喷嘴和回流入口的结构可改变，以便能容易地实现用于形成其内低压状态的腔。此外，本发明具有牢固的结构，并因而显著地增强其耐久性，该装置还可应用于现有车辆，而无需改变现有消音器的构造，因此具有优良的互兼容性。此外，本发明显著减小了废气的回流，以防止燃烧残渣(例如碳)堆积，从而延长发动机的使用寿命，并使排气系统的组件(包括昂贵的气体净化装置)保持清洁并保持在正常状态，从而延长组件的使用寿命。

同时，尽管示出的本发明的废气排放装置在车辆中使用，但是，容易认识到，本发明也可应用于使用具有带尾管的消音器的内燃机的任何机构。

附图说明

图1是本发明的发明人提交的专利申请的传统的车辆废气排放装置的剖视图；

图2是本发明实施方案的构造的剖视图；

图3是沿图2中的线A-A的剖视图；

图4是图2的右视图；

图5是本发明另一实施方案的构造的剖视图；

图6示出了本发明的安装；

图7示出了图2的实施方案的操作，以说明排气流；

图8示出了图5的实施方案的操作，以说明排气流；以及

图9示出了本发明另一实施方案的构造的剖视图。

具体实施方式

下面，参照附图详细描述本发明。

图2至4示出了本发明的优选实施方案。

本发明的废气排放装置100包括延伸管10，其安装在位于车辆的消音器的端部上的尾管上。文丘里管通道20限定在延伸管的废气入口端，文丘里管通道20具有相对较小的直径，从而增加废气的流速。外部空气排放喷嘴30从限定文丘里管通道20的表面向文丘里管通道的中央延伸。回流入口40形成在延伸管的废气出口端，通过回流入口40抽送外部空气。循环废气排放装置100进一步包括盖50，其安装于延伸管上以在其中限定腔52，回流入口40与外部空气排放喷嘴30通过腔52相通。

同时，如图5所示，本发明可进一步包括辅助的文丘里管通道管22，其位于文丘里管通道20内，且其相对的端部的直径增大。此外，本发明可构造为使外部空气排放喷嘴30在辅助的文丘里管通道管22内延伸预定的长度，以使喷嘴的端部与辅助的文丘里管通道管22相通，并且，使辅助的文丘里管通道管22在文丘里管通道20的中央处由喷嘴30支撑。

从延伸管10延伸至文丘里管通道20内的外部空气排放喷嘴30在排放废气的方向上倾斜。每个喷嘴都包括倾斜的管，其直径从腔52到其排放端是减小的，气体通过排放端被排放。

优选地，外部空气排放喷嘴30的数量可为2到4个(参照图3)。

外部空气通过回流入口40抽送，回流入口40位于延伸管10的废气出口端，每个回流入口40均包括具有预定长度的管。优选地，回流入口40的数量可为2到4个(参照图4)。

在附图中，标号16表示狭缝，延伸管通过狭缝与消音器的尾管相连。

下面，详细说明具有上述构造的本发明的操作。

如图6所示，利用夹具等将本发明的废气排放装置100安装在并紧固于典型的消音器60的尾管的圆周外表面。这样，本发明的安装可容易地实现。

通常，在通过典型的过程由发动机的操作生成的废气被吸入消音器60之后，噪声在消音器的膨胀腔内减小，然后废气被排放到消音器外。

如图7所示，已从消音器排放出的废气被吸入本发明的废气排放装置100的延伸管10。然后，废气以增大的速率穿过直径减小的文丘里管通道20，从而增大文丘里管通道20的排气速率，并同时通过延伸至文丘里管通道20内的外部空气排放喷嘴30抽送腔52中的空气。这样，空气与废气一起排放，以使腔进入瞬时的低压状态。在排放了废气之后，所排放的废气的回流流通过回流入口40被吸入处于低压状态的腔。

因而，回流废气流不向发动机移动，而是再次通过废气排放装置的腔52排放到外部。这里，重复地进行该过程，通过该过程，以相对较高的速度将废气引导至文丘里管通道并将其排放到外部。

因此，与负向压力波一起排放的废气用于消除回压，这是因为废气排放装置去除了回流的负向压力波。

这里，在每秒重复几十次或一百几十次的进气过程和排气过程的发动机的操作中，也重复几十次或一百几十次排放废气的过程和停止排放废气的过程。此时，排气系统交替地且重复地进入正压状态和负压状态。此外，当排气系统进入负压状态且具有排气惯性的废气仍被排放时，将产生外部空气的回流。在传统技术中，被吸回的外部空气起到回压的作用，从而使发动机的输出减小。然而，在本发明中，在废气排放瞬时停止的状态下，当出现排放惯性时，在腔52内形成低压，以使外部空气通过具有较低的流入阻力的回流入口40吸入腔52内，从而消除传统技术中由回流施加于排气系统的回压。

因此，在消音器的排放废气的管内，废气的排放被加速。此外，当发动机处于重叠状态时，由于回流的废气流通过包括空气进气和排放过程的废气排放装置100的空气循环而立即被再次排放，因此使排放流避免受到回流的影响，使得废气的排放可顺畅地进行。这样，发动机的输出得以增大，且燃料消耗得以减小。而且，燃烧后仍保持在排放系统中的外来物质可被顺畅地去除，从而避免了对昂贵的排放系统的组件造成损坏，并使其使用寿命延长。

本发明的实施方式：

具有以上构造和操作的本发明可进行改进，如图5所示。

具体地，在图5的实施方案中，利用文丘里管通道20和腔52进行的空气循环操作与先前的实施方案中的操作是相同的。然而，不同于先前的实施方案，图5的实施方案进一步包括位于文丘里管通道20中的辅助的文丘里管通道管22，以使已通过外部空气排放喷嘴30的外部空气通过辅助的文丘里管通道管22排放。因此，辅助的文丘里管通道管22使得通过文丘里管通道20增大的废气排放速度进一步增大(如图8所示)。

每个外部空气排放喷嘴30都包括倾斜管，其直径从位于腔52附近的入口端到其排放端是减小的，从而用于增大被排放的空气的加速度。此外，外部空气排放喷嘴30在排放废气的方向上是倾斜的，从而减小对废气的排放流的阻力。

此外，回流入口40位于废气排放装置的远端，以防止外部空气以不期望的方向被吸入气体排放通道。每个回流入口40的开口区域都可适当调整，以使得在通过外部空气排放喷嘴30排放外部空气时，在腔52内形成瞬时的低压状态。此外，2到4个(优选地为2个)回流入口40设置在圆周上，它们的位置相互间隔开，如附图中所示。

为了便于制造，可对具有上述构造以使废气排放速度增大且将施加于排放系统的回压去除的本发明进行改进，如图9所示。

具体地，将废气从发动机中排出的延伸管被分为位于延伸管的入口附近的第一管12和位于延伸管的出口附近的第二管14。第一管12包括通过将第一管的端部弯曲而形成的弯曲部12a，以使其直径减小，从而形成文丘里管通道，并且在第二管14的端部也形成有弯曲部14a。第一管12和第二管14通过盖52相互连接，以使弯曲部12a和14a相互面对，从而使弯曲部12a和14a既用作文丘里管通道，又用作环形的外部空气排放喷嘴。

在这种情况下，其益处在于，外部空气排放喷嘴可容易地设置在文丘里管通道中，并且应该认识到，其操作与本发明的前述基本实施方案是相同的。

同时，具有预定宽度的连接板15可周向地焊接于相互分离的第一和第二管12和14的圆周外表面，从而确保延伸管的结构强度。

包括文丘里管结构、外部空气排放喷嘴及回流入口的废气排放装置的结构可进行各种改进，而不偏离本发明所附权利要求的范围和精神，其中，文丘里管结构使得通过增大发动机的废气流速而实现废气的快速排放，外部空气排放喷嘴延伸至文丘里管内，以在腔内形成低压状态。这些改进都必须认为落入了本发明权利要求的范围内。

Claims (5)

1.一种用于车辆的废气排放装置，其连接于所述车辆的消音器的尾管，以改善废气的流动，所述装置包括：

延伸管，其具有在所述延伸管的废气入口端限定的文丘里管通道；

外部空气排放喷嘴，其延伸至所述文丘里管通道内；

回流入口，其设置在所述延伸管的废气出口端，以引导外部空气的流入；以及

盖，其安装于所述延伸管之上，以在所述延伸管中限定腔，所述回流入口与所述外部空气排放喷嘴通过所述腔连通。

2.如权利要求1所述的废气排放装置，进一步包括：

辅助的文丘里管通道管，其设置在所述文丘里管通道中，所述辅助的文丘里管通道的直径在其相对的端部增大，其中，所述外部空气排放喷嘴在所述辅助的文丘里管通道管(22)内延伸预定的长度，以使所述喷嘴的端部与所述辅助的文丘里管通道管连通，并且，所述辅助的文丘里管通道管在所述文丘里管通道的中央处由所述外部空气排放喷嘴(30)支撑。

3.如权利要求1或2所述的废气排放装置，其中，从所述延伸管延伸至所述文丘里管通道内的所述外部空气排放喷嘴在排放所述废气的方向上倾斜，并且所述外部空气排放喷嘴包括倾斜管，所述倾斜管的直径从所述腔到所述倾斜管的空气排放端是减小的。

4.如权利要求1或2所述的废气排放装置，其中，所述外部空气排放喷嘴和所述回流入口分别包括至少两个外部空气排放喷嘴和至少两个回流入口。

5.如权利要求1所述的废气排放装置，其中，所述延伸管被分为第一管和第二管，所述第一管位于所述延伸管的入口附近，所述第二管位于所述延伸管的出口附近，其中，所述第一管具有弯曲部，所述弯曲部设置在所述第一管的端部以使其直径减小，从而形成所述文丘里管通道，所述第二管在其端部具有弯曲部，以使所述第一管和所述第二管通过所述盖相互连接，从而使所述弯曲部相互面对，并因而使具有减小的直径的所述弯曲部既用作所述文丘里管通道、又用作环形的外部空气排放喷嘴。

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