CN103603716B - 一种可发电的回压排气管 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种可发电的回压排气管，属于汽车技术领域。它解决了现有回压排气管回压效果差、不能充分利用废气的能量等技术问题。本可发电的回压排气管包括与发动机相连的前段管体、与消声器相连的后段管体、歧管一和歧管二，歧管一和歧管二的入口均与前段管体的出口相连通，歧管一和歧管二的出口均与后段管体的入口相连通，歧管一内设置有一个叶轮，叶轮与一个发电机相连，歧管二内设置有一个能够将歧管二的入口关闭的挡门。本发明具有回压效果好、能够充分利用废气能量等优点。

Description

一种可发电的回压排气管

技术领域

本发明属于汽车技术领域，涉及一种排气管，特别涉及一种可发电的回压排气管。

背景技术

本文所指的汽车是指以内燃机发动机为汽车主要输出动力的汽车，汽车发动机产生的能够主要分为两部分，其中一大部分是用于推动活塞做功，从而驱动汽车行驶，还有很大一部分是通过排气管排出车外，不但浪费了能量，而且对环境造成了影响。

汽车排气管内的主要阻力来自两个方面，一方面是排气管内壁对流体的摩擦力，在制造排气管时，应该做成内壁光滑且顺应气流方向的形状，另一方面来自于排气管内气流的压力，回压排气管就是利用气流压力来提高汽车的排气性能，从而改善发动机特性的一种排气管；由于发动机是由多个气缸间歇性工作形成动力的，排气管内的气浪一波一波地排出，如果排气管的直径较小，那么排出气浪的每一波都会在排气管内部形式较大的压力，当这一波气浪在排气管中开始向外排放时，对后一波气浪就会形成一个负压力，这就形成了回压。

这个回压的大小决定了发动机的最佳排气领域，如果回压越大，发动机在低转速时的气浪由于受前一波气浪的影响，就会越快被前一波气浪的负压力吸出，也就是说排气效果越好，但是当引擎到达高转数时，由于排气管的直径较小，造成的就是排气管内的压力不但不能尽快吸出下一波气浪，反而对每一波浪的排出造成了相当的阻力，而且每一波气浪之间互相影响，造成排气不畅顺，从而降低了引擎的性能，这个时候，选用直径较大的排气管就会起到较好的效果。

在专利（CN101612897A）中公开了一种带有电力驱动装置的汽车，包括一个安装在排气管内的风力发电机，该风力发电机采用永磁发电机，其地址安装于汽车底盘上，其转轴外圆上均布的贴有若干块永磁体，转轴圆筒内由若干风叶，利用汽车尾气排放中的风能进行风力发电，再利用安装于车轮上的电动机助推汽车前进，但是该风力发电装置会阻碍汽车排气管的排气，特别是在高转速下，阻碍排气气流的顺畅，会导致发动机的动力性和排放性变差。

发明内容

本发明的目的是针对现有的技术存在的上述问题，提供一种可发电的回压排气管，本发明所要解决的技术问题是在回压排气管内设置一个风力发电装置，且能够提高回压排气管的回压性能。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种可发电的回压排气管，其特征在于，本回压排气管包括与发动机相连的前段管体、与消声器相连的后段管体、歧管一和歧管二，所述歧管一和歧管二的入口均与前段管体的出口相连通，所述歧管一和歧管二的出口均与后段管体的入口相连通，所述的歧管一内设置有一个叶轮，所述的叶轮与一个发电机相连，所述的歧管二内设置有一个能够将歧管二的入口关闭的挡门。

在汽车发动机低速运转时，关闭挡门，使废气由歧管一进入到后段管体内，由于歧管一内设置有叶轮，叶轮能够对废气起到增大气流阻力的作用（挡门关闭的是歧管二的入口，废气从歧管一进入后段管体时，会在歧管二的出口处形成一个涡流，进一步增大了废气的排放阻力），增大本回压排气管内的间歇负压，使得废气更加容易从燃烧室内排出，提高了发动机在低转速下的动力性能，以及汽车在低速行驶状态下的排放性和经济性；在汽车发动机高速运转时，需要尽可能的减小废气在排气管内的阻力，防止废气回流，这时，打开挡门，废气可以由歧管一和歧管二同时进入后段管体内，叶轮不会对废气产生阻力；发电机能够将废气推动叶轮转动的电能转化为电能，对废气的能量进行了利用，叶轮的设置对回压排气管起到了一石二鸟的作用。

在上述的一种可发电的回压排气管中，所述的挡门通过一个转轴穿设在歧管二上，所述的转轴上固定设置有一个磁条，所述的磁条的一端固设有一个拉紧弹簧，所述磁条的另一端设有一个通电后能够对磁条产生吸引力的电磁块。档门的开启角度能够通过设置在歧管二上的转轴控制，电磁块通电后，根据电流的大小能够对磁条产生对应的吸引力，从而使转轴转动，与此同时，磁条还与一个拉紧弹簧相连，当电磁块未通电时，拉紧弹簧拉动磁条使挡门处于关闭的状态。

在上述的一种可发电的回压排气管中，所述的电磁块包括铁芯和缠绕在铁芯上的导线，所述的导线与一个能够控制导线两端电压值的控制器相联；所述的前段管体内设置有一个气体流量传感器，所述的流量传感器与控制器相联。流量传感器对前段管体内通过的气流量进行检测并将信号发送至控制器，控制能够对接收到的流量信号转换为加载在导线两端的电压，从而转化为通过导向内的电流，使磁芯产生磁场，吸引磁条，磁条克服拉紧弹簧的预紧力而转动，即挡门开启；前段管体内的气流量越大，加载在导线两端的电压值就越大，从而导线内通过的电流值就越大，铁芯产生的对磁条的吸引力就越大，挡门开启的角度就越大；通过对拉紧弹簧预紧力的预设，前段管体内的气流量较小时，磁芯产生的磁力不足以克服拉紧弹簧的预紧力，从而判断为发动机处于低转速状态下，挡门处于关闭状态。

在上述的一种可发电的回压排气管中，所述歧管一的中心线均为曲线，所述歧管二的中心线与前段管体的中心线处于同一直线上。发动机低速运行时，歧管二关闭，废气从歧管一进入后段管体，由于歧管一为弯管，增长了整个排气管的长度、增大了废气的流动阻力（再加上叶轮对气流的阻挡作用），有利于在前段管体内产生负压，对燃烧室内的废气排放更加彻底；歧管二为直管，在发动机高转速状态下，挡门开启，废气气流能够快速的从歧管二和歧管一处进入后段管体。

在上述的一种可发电的回压排气管中，所述的后段管体的横截面积大于前段管体的横截面积。前段管体和后段管体的横截面积之比在0.7～0.85之间，需要尽可能的减小进入后段管体废气的阻力，以便消声器等对废气的再次处理。

在上述的一种可发电的回压排气管中，所述歧管二的管壁上设置有一个能够抵靠在挡门外缘上的密封圈。在挡门关闭时，能够将歧管二的入口封闭，废气从歧管一进入后段管体时，能够在歧管二的出口处形成一个涡流，该涡流能够进一步的增大废气的流动阻力，提高本回压排气管在低转速状态下的回压效果。

在上述的一种可发电的回压排气管中，所述的发电机与汽车上的蓄电池相联。蓄电池能够储存发电机发出的电能，以供汽车上的其它耗电设备使用。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、在汽车发动机低速运转时，关闭挡门，废气由歧管一进入到后段管体内，歧管一内设置有叶轮，叶轮能够对废气起到增大气流阻力的作用，增大本回压排气管内的间歇负压，使得废气更加容易从燃烧室内排出，提高了发动机在低转速下的动力性能，以及汽车在低速行驶状态下的排放性和经济性。

2、排气管内设置的叶轮由废气推动后发电，对废气的能量进行了利用，在将发电机产生的电能提供给汽车上的其它用电设备，间接的提高了汽车的燃油经济性。

附图说明

图1是在发动机处于低转速状态下时本回压排气管内的尾气流动路径示意图。

图2是在发动机处于高转速状态下时本回压排气管内的尾气流动路径示意图。

图3是挡门处于关闭状态下时电磁块与挡门之间的结构示意图。

图4是挡门处于开启状态下时电磁块与挡门之间的结构示意图。

图5是本排气管中各部件之间的电路连接示意图。

图中，11、前段管体；12、后段管体；21、歧管一、22、歧管二；3、叶轮；4、发电机；51、挡门；52、转轴；53、磁条；54、拉紧弹簧；55、电磁块；551、铁芯；552、导线；6、控制器；7、流量传感器；8、密封圈；9、蓄电池。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

如图1、图2、图3、图4和图5所示，一种可发电的回压排气管，本回压排气管包括与发动机相连的前段管体11、与消声器相连的后段管体12、歧管一21和歧管二22，歧管一21和歧管二22的入口均与前段管体11的出口相连通，歧管一21和歧管二22的出口均与后段管体12的入口相连通，歧管一21内设置有一个叶轮3，叶轮3与一个发电机4相连，歧管二22内设置有一个能够将歧管二22的入口关闭的挡门51，挡门51通过一个转轴52穿设在歧管二22上，转轴52上固定设置有一个磁条53，磁条53的一端固设有一个拉紧弹簧54，磁条53的另一端设有一个通电后能够对磁条53产生吸引力的电磁块55，档门的开启角度能够通过设置在歧管二22上的转轴52控制，电磁块55通电后，根据电流的大小能够对磁条53产生对应的吸引力，从而使转轴52转动，与此同时，磁条53还与一个拉紧弹簧54相连，当电磁块55未通电时，拉紧弹簧54拉动磁条53使挡门51处于关闭的状态；电磁块55包括铁芯551和缠绕在铁芯551上的导线552，导线552与一个能够控制导线552两端电压值的控制器6相联；前段管体11内设置有一个气体流量传感器7，流量传感器7与控制器6相联，流量传感器7对前段管体11内通过的气流量进行检测并将信号发送至控制器6，控制能够对接收到的流量信号转换为加载在导线552两端的电压，从而转化为通过导向内的电流，使磁芯产生磁场，吸引磁条53，磁条53克服拉紧弹簧54的预紧力而转动，即挡门51开启；前段管体11内的气流量越大，加载在导线552两端的电压值就越大，从而导线552内通过的电流值就越大，铁芯551产生的对磁条53的吸引力就越大，挡门51开启的角度就越大；通过对拉紧弹簧54预紧力的预设，前段管体11内的气流量较小时，磁芯产生的磁力不足以克服拉紧弹簧54的预紧力，从而判断为发动机处于低转速状态下，挡门51处于关闭状态。

如图1、图3和图5所示，在本回压排气管中，歧管一21的中心线均为曲线，歧管二22的中心线与前段管体11的中心线处于同一直线上，发动机低速运行时，歧管二22关闭，废气从歧管一21进入后段管体12，由于歧管一21为弯管，增长了整个排气管的长度、增大了废气的流动阻力（再加上叶轮3对气流的阻挡作用），有利于在前段管体11内产生负压，对燃烧室内的废气排放更加彻底；歧管二22为直管，在发动机高转速状态下，挡门51开启，废气气流能够快速的从歧管二22和歧管一21处进入后段管体12，后段管体12的横截面积大于前段管体11的横截面积，前段管体11和后段管体12的横截面积之比在0.7～0.85之间，需要尽可能的减小进入后段管体12废气的阻力，以便消声器等对废气的再次处理，歧管二22的管壁上设置有一个能够抵靠在挡门51外缘上的密封圈8，在挡门51关闭时，能够将歧管二22的入口封闭，废气从歧管一21进入后段管体12时，能够在歧管二22的出口处形成一个涡流，该涡流能够进一步的增大废气的流动阻力，提高本回压排气管在低转速状态下的回压效果，发电机4与汽车上的蓄电池9相联，蓄电池9能够储存发电机4发出的电能，以供汽车上的其它耗电设备使用。

本发明的工作原理是：在汽车发动机低速运转时，关闭挡门51，使废气由歧管一21进入到后段管体12内，由于歧管一21内设置有叶轮3，叶轮3能够对废气起到增大气流阻力的作用（挡门51关闭的是歧管二22的入口，废气从歧管一21进入后段管体12时，会在歧管二22的出口处形成一个涡流，进一步增大了废气的排放阻力），增大本回压排气管内的间歇负压，使得废气更加容易从燃烧室内排出，提高了发动机在低转速下的动力性能，以及汽车在低速行驶状态下的排放性和经济性；在汽车发动机高速运转时，需要尽可能的减小废气在排气管内的阻力，防止废气回流，这时，打开挡门51，废气可以由歧管一21和歧管二22同时进入后段管体12内，叶轮3不会对废气产生阻力；发电机4能够将废气推动叶轮3转动的电能转化为电能，对废气的能量进行了利用，叶轮3的设置对回压排气管起到了一石二鸟的作用。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (7)

1.一种可发电的回压排气管，其特征在于，本回压排气管包括与发动机相连的前段管体（11）、与消声器相连的后段管体（12）、歧管一（21）和歧管二（22），所述歧管一（21）和歧管二（22）的入口均与前段管体（11）的出口相连通，所述歧管一（21）和歧管二（22）的出口均与后段管体（12）的入口相连通，所述的歧管一（21）内设置有一个叶轮（3），所述的叶轮（3）与一个发电机（4）相连，所述的歧管二（22）内设置有一个能够将歧管二（22）的入口关闭的挡门（51）。

2.根据权利要求1所述的一种可发电的回压排气管，其特征在于，所述的挡门（51）通过一个转轴（52）穿设在歧管二（22）上，所述的转轴（52）上固定设置有一个磁条（53），所述的磁条（53）的一端固设有一个拉紧弹簧（54），所述磁条（53）的另一端设有一个通电后能够对磁条（53）产生吸引力的电磁块（55）。

3.根据权利要求2所述的一种可发电的回压排气管，其特征在于，所述的电磁块（55）包括铁芯（551）和缠绕在铁芯（551）上的导线（552），所述的导线（552）与一个能够控制导线（552）两端电压值的控制器（6）相联；所述的前段管体（11）内设置有一个气体流量传感器（7），所述的流量传感器（7）与控制器（6）相联。

4.根据权利要求1或2或3所述的一种可发电的回压排气管，其特征在于，所述歧管一（21）的中心线均为曲线，所述歧管二（22）的中心线与前段管体（11）的中心线处于同一直线上。

5.根据权利要求1或2或3所述的一种可发电的回压排气管，其特征在于，所述后段管体（12）的横截面积大于前段管体（11）的横截面积。

6.根据权利要求1或2或3所述的一种可发电的回压排气管，其特征在于，所述歧管二（22）的管壁上设置有一个能够抵靠在挡门（51）外缘上的密封圈（8）。

7.根据权利要求1或2或3所述的一种可发电的回压排气管，其特征在于，所述发电机（4）与汽车上的蓄电池（9）相联。