CN1325775C - 一种v型发动机的排气系统 - Google Patents

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Abstract

按照本发明实施例的V型发动机的排气系统包括：第一和第二前排气管，它们分别通过第一和第二前催化式排气净化器被连接到其上游的第一和第二排气歧管。第一和第二前排气管在端部被连接在一起，构成连接部分。中央排气管被连接到连接部分的下游，而一个主催化式排气净化器被安置在中央排气管中。后排气管被连接到中央排气管的下游。连接部分按这样构成：第一前排气管一个端部的中心线与第二前排气管一个端部的中心线之间的角度小于20度。

Description

一种V型发动机的排气系统
技术领域
本发明涉及到一种V型发动机的排气系统，尤其涉及到能够改进排气气流均匀性的排气系统，这种改进是通过改进安置在车辆的主催化式排气净化器上游的前排气管的连接部分的结构，以及通过另外包括一个保温装置来保持废气的催化反应温度来完成的。
背景技术
通常，按照催化式排气净化器的布置，考虑发动机的隔仓布置和减少废气的需求程度，车辆的排气系统有选择地考虑下列两种类型中的一种：紧密连接催化式排气净化器(CCC)型和安装在地板下的催化式排气净化器(UCC)型。在CCC型中，催化式排气净化器被安排成紧靠排气歧管中的每一个通道，而在UCC型中，催化式排气净化器被安排成相对离排气歧管较远，使得对废气气流均匀性的要求相对低一些。
在这样的排气系统中，存在有多种为了改善废气特性的研究和发展方向。改善废气特性的因素能够总结如下：对催化式排气净化器上游气流均匀性的改善；氧气传感器的安装位置的选择；在冷启动时催化激活温度的改善；以及背压增加的抑制。
在V型发动机通常采用的UCC排气系统中，如在图5中所示，第一和第二排气管109和111，通过前催化式排气净化器105和107，分别与排气歧管101和103连接。
第一和第二前排气管109和111在连接部分113处被连接在一起。连接部分113是中央排气管119的上游，中央排气管119包括一个主催化式排气净化器115、一个前消声器116、和一个中央消声器117。
分别配备有主消声器121和123的左右后排气管125和127与主排气管119的下游连接。
然而，在这样的用于V型发动机的常规的排气系统中，第一和第二前排气管109和111被垂直地连接在连接部分113，所以，连接部分113里面的废气的流动变成不规则的紊流，因此，在连接部分113中的排气管线的截面积实际上被减少，使这一部分发生较大的压力增加，并且，这可能导致背压的增加，使得全负荷性能变得恶化。
另外，因为在排气歧管101及103和主催化式排气净化器115之间的距离太远，在主催化式排气净化器115中的废气温度可能变成低于催化剂激活温度。
美国专利US6,374,600B2公开了一种车辆发动机排气系统。
本发明背景部分中揭示的信息仅用作增进对本发明背景的理解，并且，不应该被认为这一信息构成已经为本领域熟练技术人员已知的现有技术的一种承认或任何形式的意见。
发明内容
因此，本发明的目的是要提供一种用于V型发动机的排气系统，其中，改善了第一和第二前排气管被连接在一起的连接部分，并且，使用了保温装置，以改善废气气流均匀性特征和全负荷性能，并且保持废气温度高于催化剂激活温度。
在本发明的优选实施例中，用于V型发动机的排气系统包括：第一和第二排气歧管、第一和第二前排气管、中央排气管和后排气管。第一和第二前排气管分别通过第一和第二前催化式排气净化器被连接到其上游的第一和第二排气歧管，并且，第一和第二前排气管在端部被连接在一起，因此构成一个连接部分。中央排气管被连接到此连接部分的下游，而且，主催化式排气净化器被安置在中央排气管中。后排气管与中央排气管的下游连接。连接部分按这样构成：第一前排气管的端部的中心线和在第二前排气管的端部的中心线之间的角度小于20度。
连接部分按这样形成也是优选的：第一前排气管的端部的中心线与中央排气管的中心线之间的角度以及第二前排气管的端部的中心线与中央排气管的中心线之间的角度都小于60度。
优选地，在第一和第二前排气管之一的端部形成有一个倾斜部分，而在另一个的端部形成有一个弯曲部分，其中，倾斜部分和弯曲部分被连接在一起构成连接部分。
更进一步优选为连接部分被这样定位：连接部分的垂直中心线与第一和第二排气歧管中被安置成相对远离主催化式净化器的那一个的垂直中心线之间的距离大于800mm。
优选为排气系统还包括：主保温装置和辅助保温装置。主保温装置被安置在邻接于连接部分的中央排气管中，而辅助保温装置被安置在第一和第二前排气管之一中较长的那一根管中。
在本发明的另一个优选实施例中，用于V型发动机的排气系统包括：第一和第二排气歧管、第一和第二前排气管、中央排气管和后排气管。第一和第二前排气管分别通过第一和第二前催化式排气净化器连接到其上游的第一和第二排气歧管，并且，第一和第二前排气管在端部被连接在一起，因此构成连接部分。中央排气管被连接到连接部分的下游，而且，主催化式排气净化器被安置在中央排气管中。后排气管与中央排气管的下游连接。连接部分按这样构成：第一前排气管的端部的中心线与中央排气管的中心线之间的角度以及第二前排气管的端部的中心线与中央排气管的中心线之间的角度都小于60度。
附图说明
与说明书一起并构成说明书的一个部分的附图用于说明本发明的实施例，并且，与说明部分一起，用于解释本发明的原理：
图1是按照本发明优选实施例的用于V型发动机的排气系统的透视图；
图2是图1的排气系统的两个前排气管的连接部分的放大视图；
图3说明按照本发明优选实施例的排气系统的背压特征；
图4说明采用按照本发明优选实施例的排气系统的发动机的性能；
图5是按照现有技术的排气系统的透视图。
具体实施方式
此后，参考附图，将详细说明本发明的优选实施例。
如在图1中所示，按照本发明优选实施例的用于V型发动机的排气系统包括：左右前排气管9和11，它们分别通过前催化式排气净化器5和7被连接到左右排气歧管1和3，左右排气歧管分别被连接到V型发动机的汽缸头。
左右前排气管9和11，在连接部分13处被连接在一起，并且，连接部分13被连接到中央排气管17的上游，中央排气管17包括一个主催化式排气净化器15、一个前消声器25、和一个中央消声器27。
左右后排气管29和31，分别被连接到中央排气管17的下游，并且，左右主消声器33和35分别被安置在左右后排气管29和31中。
如图1和2中所示，在连接部分13的垂直中心线和被安置在比右排气歧管3更远离中央排气管17的左排气歧管1的垂直中心线之间的距离L大于800mm。左前排气管9端部的中心线和右前排气管11端部的中心线之间的角度a小于20度。
另外，在左前排气管9端部的中心线与中央排气管17的中心线之间的角度b以及右前排气管11端部的中心线与在中央排气管17的中心线之间的角度c都小于60度。对于这种连接，右前排气管11具有一个弯曲部分P1。
即，在按照这一实施例的排气系统中，左前排气管9在其端部设有一个倾斜部分P2。倾斜部分P2的中心线与中央排气管17的中心线之间的角度近似于40度(角b)。右前排气管11通过弯曲部分P1被连接到中央排气管17的前端，并且，弯曲部分P1端部的中心线与中央排气管17的中心线之间的角度近似于55度(角c)。
主保温装置19被安置在中央排气管17中，邻接于左右前排气管9和11的连接部分13，并且，辅助保温装置21被安置在右前排气管11中，暴露于大气的右前排气管11多于左前排气管9，因为它有较长的长度。
主保温装置19和辅助保温装置21中的每一个都是一种减少废气通过其中时的热传递的设备，它能够用阻热材料制成。
因此，按照上述的排气系统，由于被安置在主催化式排气净化器15前面的左右前排气管9和11的连接部分13是被这样安排的：连接部分13的垂直中心线和左排气歧管1的垂直中心线之间的距离L大于800mm，左前排气管9的倾斜部分P2的中心线和右前排气管11弯曲部分P1的端部中心线之间的角度小于20度，同时，倾斜部分P2的中心线与中央排气管17的中心线之间的角度和弯曲部分P1端部的中心线与中央排气管17的中心线之间的角度分别小于60度，可通过使废气流之间的干扰最小，使废气流动的均匀性能够得到改善，并且，通过减小背压能够改善全负荷性能。
参考图3，实线表示对应于发动机RPM变化的左右前排气管9和11的上游背压(排气歧管1和3之一的下游)，而虚线表示对应于发动机RPM变化的左右前排气管9和11的连接部分13中的背压。在这两个位置之间的背压差能够测定发动机的性能。即：差额越小发动机性能就越高。如在图3中所示，在按照本发明实施例的排气系统中，背压差相对是小的。因此，如在图4中所示，使用按照本发明实施例的排气系统的发动机的发动机扭矩，与使用按照现有技术的排气系统的发动机相比，在2500-3000RPM的范围时，最多可大4％，并且，尤其是，在低的RPM范围时，发动机性能被改善。
另外，安置在中央排气管17中的主保温装置19和安置在右前排气管11中的辅助保温装置21防止废气通过到大气的热传递而被过分地冷却，使得主催化式排气净化器15中的废气温度能够被保持高于催化反应温度，因此，催化式排气净化器的净化效率能够被增加。
虽然，本发明的优选实施例已经在上面被详细说明，但是，应该理解：对本领域普通技术人员来说是很明显的对此处教示的基本发明概念的许多变化和修改，仍然落入本发明权利要求中所限定的精神和范围内。

Claims (6)

1.一种用于V型发动机的排气系统，其特征在于包括：
第一和第二排气歧管；
第一和第二前排气管，它们分别通过第一和第二前催化式排气净化器，连接到其上游的第一和第二排气歧管，第一和第二前排气管在端部被连接在一起构成连接部分；
中央排气管，其连接到连接部分的下游部分，一个主催化式排气净化器被安置在中央排气管中；和：
与中央排气管的下游连接的后排气管，
其特征在于，连接部分按这样构成：第一前排气管端部的中心线和第二前排气管端部的中心线之间的角度小于20度。
2.根据权利要求1所述的排气系统，其特征在于，连接部分按这样形成：第一前排气管端部的中心线与中央排气管的中心线之间的角度以及第二前排气管端部的中心线与中央排气管的中心线之间的角度都小于60度。
3.根据权利要求1所述的排气系统，其特征在于，在第一和第二前排气管之一的端部形成有倾斜部分，而在另一个的端部形成有弯曲部分，并且，其中所述倾斜部分和弯曲部分被连接在一起构成连接部分。
4.根据权利要求1所述的排气系统，其特征在于，连接部分被这样定位：连接部分的垂直中心线与第一和第二排气歧管中离主催化式净化器放置较远的一个的垂直中心线之间的距离大于800mm。
5.根据权利要求1所述的排气系统，其特征在于，主保温装置被安置在邻接于连接部分的中央排气管中，而辅助保温装置被安置在第一和第二前排气管之一中的比较长的那根管中。
6.一种用于V型发动机的排气系统，其特征在于包括：
第一和第二排气歧管；
第一和第二前排气管，它们分别通过第一和第二前催化式排气净化器，连接到其上游的第一和第二排气歧管，第一和第二前排气管在端部被连接在一起构成连接部分；
中央排气管，其连接到连接部分的下游部分，一个主催化式排气净化器被安置在中央排气管中；和：
与中央排气管的下游连接的后排气管，
其特征在于，连接部分按这样构成：第一前排气管端部的中心线与中央排气管的中心线之间的角度以及第二前排气管端部的中心线与中央排气管的中心线之间的角度都小于60度。
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