CN114517729B - 车辆排气歧管及汽车 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种车辆排气歧管及汽车，车辆排气歧管包括内管体以及外管体，内管体内设有排气通道；外管体套设于内管体外，外管体与内管体之间形成有用于容纳冷却液的空隙层，空隙层与排气通道互不连通，外管体上设有分别与排气通道连通的废气入口和废气出口，外管体上还设有分别与空隙层连通的入液口和出液口。本申请的车辆排气歧管可以通过内管体内的排气通道来进行废气的排出，同时，通过入液口向空隙层内注入冷却液，冷却液在空隙层内流动时能够与排气通道内的废气发生热交换，冷却液吸收废气中的热量后由出液口排出，可用于对其他部件进行加热暖机，有效地利用了废气中的热量，提高了整体的热效率。

Description

车辆排气歧管及汽车

技术领域

本申请涉及车辆排气设备技术领域，特别是涉及一种车辆排气歧管及汽车。

背景技术

车辆排气歧管是汽车中与发动机气缸体相连的带有分歧的管路，用于将各缸的排气集中起来导入排气总管以实现废气的排出。由于废气中带有一定的热量，为了避免影响周围部件的正常使用，相关技术中通常是在排气歧管上设置隔热结构，对废气进行隔热保温后排出。其中存在的问题是排气歧管内废气的热量被浪费，整体的热效率低下。

发明内容

基于此，有必要针对排气歧管内废气的热量被浪费，整体的热效率低下的问题，提供一种车辆排气歧管及汽车。

根据本申请的一个方面，本申请实施例提供了一种车辆排气歧管，包括：内管体，内管体内设有排气通道；以及外管体，套设于内管体外，外管体与内管体之间形成有用于容纳冷却液的空隙层，空隙层与排气通道互不连通，外管体上设有分别与排气通道连通的废气入口和废气出口，外管体上还设有分别与空隙层连通的入液口和出液口。

在其中一个实施例中，车辆排气歧管还包括设于内管体内的隔板，隔板将排气通道分隔为互不连通的第一排气通道和第二排气通道；废气入口包括与第一排气通道连通的第一废气入口，以及与第二排气通道连通的第二废气入口；废气出口包括与第一排气通道连通的第一废气出口，以及与第二排气通道连通的第二废气出口。

在其中一个实施例中，第一废气入口的数量为多个，多个第一废气入口沿第一排气通道的纵长延伸方向并排布置；第二废气入口的数量为多个，多个第二废气入口沿第二排气通道的纵长延伸方向并排布置。

在其中一个实施例中，第一排气通道和第二排气通道均沿内管体的轴向设置，第一废气出口位于第一排气通道靠近第二排气通道的一端，第二废气出口位于第二排气通道靠近第一排气通道的一端。

在其中一个实施例中，车辆排气歧管还包括设于外管体上并位于第一排气通道和第二排气通道交界处的出气法兰，第一废气出口和第二废气出口并排设置于出气法兰上。

在其中一个实施例中，外管体上还设有分别与空隙层连通的进气口和排液口，进气口用于供空气进入空隙层，以将空隙层内的冷却液经由排液口排出。

在其中一个实施例中，进气口和排液口分别位于空隙层的相对两端，且进气口与排液口呈角度设置。

在其中一个实施例中，车辆排气歧管还包括设于入液口位置处的单向阀。

在其中一个实施例中，入液口和出液口分别位于空隙层的相对两端，且入液口与出液口呈角度设置。

根据本申请的另一个方面，本申请实施例提供了一种汽车，包括：如上述的车辆排气歧管；以及冷却系统，冷却系统的出水端连接入液口，冷却系统的进水端连接出液口。

基于本申请实施例的车辆排气歧管及汽车，由于在内管体内设有排气通道，外管体上设有与排气通道连通的废除入口和废气出口，使得车辆排气歧管可以通过排气通道来进行废气的排出，同时，外管体和内管体之间设有空隙层，外管体上设有与空隙层连通的入液口和出液口，通过入液口向空隙层内注入冷却液，冷却液在空隙层内流动时能够与排气通道内的废气发生热交换，冷却液吸收废气中的热量后由出液口排出，可用于对其他部件进行加热，有效地利用了废气中的热量，提高了整体的热效率。

附图说明

图1为本申请一个实施例提供的车辆排气歧管的整体结构示意图；

图2为本申请一个实施例提供的车辆排气歧管的整体结构剖视图。

附图标记：

10：车辆排气歧管；

100：内管体，110：排气通道，111：第一排气通道，112：第二排气通道；

200：外管体，210：空隙层，220：废气入口，221：第一废气入口，222：第二废气入口，230：废气出口，231：第一废气出口，232：第二废气出口，240：入液口，250：出液口，260：进气口，270：排液口；

300：隔板；

400：出气法兰。

具体实施方式

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似改进，因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

在汽车的排气系统中，发动机气缸体借助于排气歧管与排气总管连接，通过排气歧管将各缸的排气集中起来导入排气总管以实现废气的排出。在相关技术中，为了避免车辆运行过程中产生的废气中的热量影响周围部件的正常使用，车辆排气歧管上通常设有隔热结构，以便对废气进行隔热保温后再排出。其中存在的问题是排气歧管内废气的热量被浪费，整体的热效率低下。

图1为本申请一个实施例提供的车辆排气歧管10的整体结构示意图，图2为本申请一个实施例提供的车辆排气歧管10的整体结构剖视图。

为了至少部分解决上述问题，请参阅图1至图2，本申请实施例提供了一种车辆排气歧管10，该车辆排气歧管10包括内管体100以及外管体200。其中，内管体100内设有排气通道110，外管体200套设于内管体100外，外管体200与内管体100之间形成有用于容纳冷却液的空隙层210，空隙层210与排气通道110互不连通。外管体200上设有分别与排气通道110连通的废气入口220和废气出口230，外管体200上还设有分别与空隙层210连通的入液口240和出液口250。

也就是说，车辆排气歧管10采用双层管结构，具体地，内管体100内的排气通道110用于容纳废气，外管体200上的废气入口220和废气出口230分别与排气通道110连通，用于对废气进行导入和排出。而外管体200至少部分地包覆内管体100，且外管体200的内壁和内管体100的外壁之间互不接触，从而在外管体200和内管体100之间形成空隙层210，该空隙层210与内管体100内的排气通道110互不连通，空隙层210用于容纳冷却液，外管体200上的入液口240和出液口250分别与空隙层210连通，用于对冷却液进行导入和导出。

外管体200和内管体100可以是直管，也可以是弯管，其制作材料可以是金属，如不锈钢等，它们的形状、长度、管径等不作特殊限定，可以根据不同的使用需求灵活选择。其中，需要说明的是，外管体200的内径大于内管体100的外径，以使外管体200能够套设在内管体100外。

具体地，在应用到汽车中时，将车辆排气歧管10的入液口240和出液口250分别与冷却系统连通，使得冷却系统中的冷却液能够进入到外管体200与内管体100之间的空隙层210内，如此，当发动机气缸体内的废气通过废气入口220进入到排气通道110中时，排气通道110中的废气和空隙层210内的冷却液发生热交换，冷却液吸收废气中的热量升温后由出液口250排出，可用于对车辆中的其他部件进行加热，而废气在被吸收热量后由废气出口230排出，有效地利用了废气中的热量，提高了整体的热效率。

本申请实施例的车辆排气歧管10由于在内管体100内设有排气通道110，外管体200上设有与排气通道110连通的废除入口和废气出口230，使得车辆排气歧管10可以通过排气通道110来进行废气的排出，同时，外管体200和内管体100之间设有空隙层210，外管体200上设有与空隙层210连通的入液口240和出液口250，通过入液口240向空隙层210内注入冷却液，冷却液在空隙层210内流动时能够与排气通道110内的废气发生热交换，冷却液吸收废气中的热量后由出液口250排出，可用于对其他部件进行加热，有效地利用了废气中的热量，提高了整体的热效率。

如上文中所述的，在使用过程中，发动机气缸体中的废气通过车辆排气歧管10中的排气通道110排出，因此，为了增加废气排出的效率，在一些实施例中，可选地，车辆排气歧管10还包括设于内管体100内的隔板300，隔板300将排气通道110分隔为互不连通的第一排气通道111和第二排气通道112。废气入口220包括与第一排气通道111连通的第一废气入口221，以及与第二排气通道112连通的第二废气入口222；废气出口230包括与第一排气通道111连通的第一废气出口231，以及与第二排气通道112连通的第二废气出口232。

通过设置隔板300将排气通道110分隔为第一排气通道111和第二排气通道112，并且第一排气通道111和第二排气通道112互不连通，如此，可以分别借助于第一排气通道111和第二排气通道112独立进行废气的排出作业，成倍地提升了对废气进行排出的效率，并且，第一排气通道111和第二排气通道112内的废气均可以与空隙层210内的冷却液发生热交换，同时还能够提升整体的热效率。需要说明的是，隔板300在排气通道110内所设置的位置，由隔板300所分隔出的第一排气通道111和第二排气通道112的形状和大小均不作特殊限定。

在这种情况下，废气入口220分为与第一排气通道111连通的第一废气入口221和与第二排气通道112连通的第二废气入口222，废气出口230也分为与第二排气通道112连通的第一废气出口231和与第二排气通道112连通的第二废气出口232，即第一排气通道111设置有与其对应连通的第一废气入口221和第一废气出口231，第二排气通道112设置有与其对应连通的第二废气入口222和第二废气出口232，确保了第一排气通道111和第二排气通道112均能够被独立使用。

在上述实施例的基础上，进一步地，第一废气入口221的数量为多个，多个第一废气入口221沿第一排气通道111的纵长延伸方向并排布置，第二废气入口222的数量为多个，多个第二废气入口222沿第二排气通道112的纵长延伸方向并排布置。

通过设置多个与第一排气通道111连通的第一废气入口221，就可以在不同位置处经由不同的第一废气入口221将废气导入到第一排气通道111中。类似的，设置多个与第二排气通道112连通的第二废气入口222，就可以在不同位置处经由不同的第二废气入口222将废气导入到第二排气通道112中。示例性地，在汽车中，多缸发动机的多个气缸体分别连接于各个第一废气入口221以及第二废气入口222，如此，每个气缸体中的废气均能够及时地借助于排气通道110被排出。同时，将多个第一废气入口221沿第一排气通道111的纵长延伸方向并排布置，将多个第二废气入口222沿第二排气通道112的纵长延伸方向并排布置，便于第一废气入口221和第二废气入口222的设置，同时也便于车辆排气歧管10与发动机气缸体的连接。

隔板300设置在排气通道110中并将排气通道110分隔为第一排气通道111和第二排气通道112，示例性地，隔板300可以沿排气通道110的纵长延伸方向设置，以将排气通道110分隔为等长的第一排气通道111和第二排气通道112。或者，隔板300也可以设置于排气通道110在垂直于其纵长延伸方向上的任意一个截面上，以将排气通道110分隔为长度不等的第一排气通道111和第二排气通道112。如图1至图2所示，在一些实施例中，可选地，第一排气通道111和第二排气通道112均沿内管体100的轴向设置，第一废气出口231位于第一排气通道111靠近第二排气通道112的一端，第二废气出口232位于第二排气通道112靠近第一排气通道111的一端。

第一排气通道111可以具有多个第一废气入口221，而第一废气出口231可以仅设置一个，多个第一废气入口221均与第一废气出口231连通，由不同的第一废气入口221导入的废气均在第一废气出口231位置处排出。类似的，第二排气通道112可以具有多个第二废气入口222，而第二废气出口232可以仅设置一个，多个第二废气入口222均与第二废气出口232连通，由不同的第二废气入口222导入的废气均在第二废气出口232位置处排出。此时，可以令第一排气通道111和第二排气通道112均沿内管体100的轴向设置，即第一排气通道111和第二排气通道112同轴，如此，将第一废气出口231设置于第一排气通道111靠近第二排气通道112的一端，并将第二废气出口232设置于第二排气通道112靠近第一排气通道111的一端，即第一废气出口231和第二废气出口232并排相邻设置，就可以在第一排气通道111和第二排气通道112交界位置处一并将废气同步排出。

在上述实施例的基础上，进一步地，车辆排气歧管10还包括设于外管体200上并位于第一排气通道111和第二排气通道112交界处的出气法兰400，第一废气出口231和第二废气出口232并排设置于出气法兰400上。将第一废气出口231和第二废气出口232并排设置在出气法兰400上，便于在第一废气出口231和第二废气出口232的设置，有利于实现第一废气出口231与第一排气通道111的连通，以及第二废气出口232与第二排气通道112的连通。

本申请实施例中利用排气通道110中的废气和空隙层210内的冷却液发生热交换，冷却液吸收废气中的热量升温后由出液口250排出，可用于对车辆中的其他部件进行加热，当冷却液被加热到一定温度，无需再继续加热时，也可以将冷却液从空隙层210中排出，因此，在一些实施例中，可选地，外管体200上还设有分别与空隙层210连通的进气口260和排液口270，进气口260用于供空气进入空隙层210，以将空隙层210内的冷却液经由排液口270排出。使用时，在进气口260处向空隙层210内通入空气，空气将空隙层210内的冷却液挤压经由排液口270排出，直至空隙层210中完全充满空气。需要说明的时，进气口260和排液口270与车辆排气歧管10上的废气入口220、废气出口230、入液口240、出液口250等相互独立，互不连通，以确保各自的正常使用。

外管体200上的入液口240与空隙层210连通，用于对冷却液进行导入，在另一些实施例中，车辆排气歧管10还包括设于入液口240位置处的单向阀(图中未示出)，单向阀可以确保入液口240与空隙层210为单向导通，即冷却液只能够由入液口240进入到空隙层210内，而不能在空隙层210内经由入液口240反向流出，确保了入液口240处的冷却液只进不出，便于车辆排气歧管的正常使用。

如图1至图2所示，在一些实施例中，可选地，进气口260和排液口270分别位于空隙层210的相对两端，且进气口260与排液口270的呈角度设置。进气口260与排液口270呈角度设置是指它们两者的轴线不平行，而是呈一夹角设置，该夹角可以是锐角、直角，也可以是钝角，根据实际使用需求可以灵活设置。类似地，在其它一些实施例中，入液口240和出液口250分别位于空隙层210的相对两端，且入液口240与出液口250呈角度设置。入液口240与出液口250呈角度设置是指它们两者的轴线不平行，而是呈一夹角设置，该夹角可以是锐角、直角，也可以是钝角，根据实际使用需求可以灵活设置。

本申请实施例还提供了一种汽车，该汽车包括如上述任一实施例中的车辆排气歧管10以及冷却系统，冷却系统的出水端连接入液口240，冷却系统的进水端连接出液口250。在该汽车中，将车辆排气歧管10的入液口240和出液口250分别与冷却系统连通，使得冷却系统中的冷却液能够进入到外管体200与内管体100之间的空隙层210内，如此，当发动机气缸体内的废气通过废气入口220进入到排气通道110中时，排气通道110中的废气和空隙层210内的冷却液发生热交换，冷却液吸收废气中的热量升温后由出液口250排出，加入发动机内的水路循环，可以对发动机进行暖机，有利于在冷启动工况下提升发动机的启动效率，而废气在被吸收热量后由废气出口230排出，有效地利用了废气中的热量，提高了整体的热效率。

本实施例中的汽车便于对发动机进行冷启动，可以在发动机冷却系统中加设一温度传感器，用于检测冷却液的温度，初始状态下，冷却液的温度小于预设温度，在车辆排气歧管10的空隙层210内充满冷却液，发动机启动后，发动机气缸体内的废气进入排气通道110，与空隙层210内的冷却液发生热交换，冷却液被加热后流向节温器座，加入发动机的水路循环，对发动机进行暖机。随后，随着冷却液不断吸收排气通道110内废气的热量，冷却液的温度达到预设温度，冷启动结束，此时，向空隙层210内通入空气，挤压空隙层210内的冷却液使其进入膨胀水箱，当膨胀水箱内的液位达到预定位置，则空隙层210内的冷却液完全排出，此时空隙层210内充满空气，可以对排气通道110起到隔热作用，最大限度地减小车辆排气歧管10的壁面传热，对其中的废气进行隔热保温，同时，车辆排气歧管10的外管体200外的温度降低，有利于对周围部件的保护。发动机停机后，空隙层210内的压力下降，继续对空隙层210内通入冷却液，排出空隙层210内的空气，等待下一次的冷启动。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (7)

1.一种车辆排气歧管，其特征在于，包括：

内管体，所述内管体内设有排气通道；以及

外管体，套设于所述内管体外，所述外管体与所述内管体之间形成有用于容纳冷却液的空隙层，所述空隙层与所述排气通道互不连通，所述外管体上设有分别与所述排气通道连通的废气入口和废气出口，所述外管体上还设有分别与所述空隙层连通的入液口和出液口，所述入液口和所述出液口分别位于所述空隙层的相对两端，且所述入液口与所述出液口呈角度设置；

所述外管体上还设有分别与所述空隙层连通的进气口和排液口，所述进气口用于供空气进入所述空隙层，以将所述空隙层内的冷却液经由所述排液口排出；所述进气口和所述排液口分别位于所述空隙层的相对两端，且所述进气口与所述排液口呈角度设置；

在发动机冷却系统中设置用于检测冷却液温度的温度传感器，发动机冷启动时，冷却液的温度小于预设温度，在所述车辆排气歧管的空隙层内充满冷却液，对发动机进行暖机；冷却液的温度达到预设温度后，冷启动结束，此时，向空隙层内通入空气，挤压空隙层内的冷却液使其进入膨胀水箱，当膨胀水箱内的液位达到预定位置，则空隙层内的冷却液完全排出，此时空隙层内充满空气；发动机停机后，向空隙层内通入冷却液，排出空隙层内的空气，等待发动机下一次的冷启动。

2.根据权利要求1所述的车辆排气歧管，其特征在于，所述车辆排气歧管还包括设于所述内管体内的隔板，所述隔板将所述排气通道分隔为互不连通的第一排气通道和第二排气通道；

所述废气入口包括与所述第一排气通道连通的第一废气入口，以及与所述第二排气通道连通的第二废气入口；

所述废气出口包括与所述第一排气通道连通的第一废气出口，以及与所述第二排气通道连通的第二废气出口。

3.根据权利要求2所述的车辆排气歧管，其特征在于，所述第一废气入口的数量为多个，多个所述第一废气入口沿所述第一排气通道的纵长延伸方向并排布置；

所述第二废气入口的数量为多个，多个所述第二废气入口沿所述第二排气通道的纵长延伸方向并排布置。

4.根据权利要求2所述的车辆排气歧管，其特征在于，所述第一排气通道和所述第二排气通道均沿所述内管体的轴向设置，所述第一废气出口位于所述第一排气通道靠近所述第二排气通道的一端，所述第二废气出口位于所述第二排气通道靠近所述第一排气通道的一端。

5.根据权利要求4所述的车辆排气歧管，其特征在于，所述车辆排气歧管还包括设于所述外管体上并位于所述第一排气通道和所述第二排气通道交界处的出气法兰，所述第一废气出口和所述第二废气出口并排设置于所述出气法兰上。

6.根据权利要求1所述的车辆排气歧管，其特征在于，所述车辆排气歧管还包括设于所述入液口位置处的单向阀。

7.一种汽车，其特征在于，包括：

如权利要求1至6任一项所述的车辆排气歧管；以及

冷却系统，所述冷却系统的出水端连接所述入液口，所述冷却系统的进水端连接所述出液口。

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