CN201071749Y - 一种四缸发动机脉冲型排气管 - Google Patents
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Abstract
一种四缸发动机脉冲型排气管，属于发动机附件，第二排气岐管1－2和第三排气岐管1－3汇集于排气支管2，排气支管2、第一排气岐管1－1和第四排气岐管1－4分别沿汽缸排列的纵截面汇集至排气总管3。各气管间无横向交错，发动机占用空间小，解决了四缸发动机附件布置所存在的空间制约问题；排气管容积小，排气干涉小，发动机废气能量利用效果与传统脉冲式排气管相当；设计合理，结构简单，用料少，制作方便，易与采用增压系统的发动机配套。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种发动机排气管。具体来说涉及一种四缸发动机脉冲型排气管。主要用于四缸增压或增压中冷发动机。
背景技术
为达到不断加严的国家强制性排放法规要求，排放达欧II及欧II以上的发动机均需采用增压系统对进入气缸的气体进行增压。在当前废气涡轮增压发动机的增压系统中，排气管主要有脉冲式排气管和定压式排气管两种基本型式。
图1为定压式排气管结构示意图。第一排气歧管1-1和第二排气歧管1-2的汇合位置2-1在排气出口3-1前，第三排气歧管1-3和第四排气歧管1-4也可能在排气出口3-1前汇合。汇合后管内压力是基本恒定的，排气管的作用就是一个稳压腔，因而排气管容积较大，管子较粗，管内压力振荡较小，使增压器涡轮转速变化范围小；同时由于排气管容积较大，对排气道排气变化不敏感，使得增压器转速变化对发动机工况变化反应慢。排气道高速流出的废气进入较粗的排气管，流速大大降低，大量的动能将通过气体分子相互碰撞、摩擦和形成涡流而损失。
图2为脉冲式排气管结构示意图。其基本结构为：第一排气歧管1-1和第四排气歧管1-4在适当位置处汇合形成一个排气出口，同样第二排气歧管1-2和第三排气歧管1-3也在适当位置汇合形成另一个排气出口。其特点是容积小，在增压器前第一缸排气和第二缸排气不发生相互干扰，第三缸排气和第四缸排气不发生相互干扰。由排气道排出的废气使排气管内压力迅速升高，排气门处节流损失相对定压式排气管较小。排气管内气流速度较高，部分在定压式排气管中由于气体分子相互碰撞而消耗的动能可以在涡轮中加以利用，因此脉冲式排气管能更好地利用发动机的废气能量。但由于第二排气歧管1-2和第三排气歧管1-3汇合后形成的排气支管2-2，需要从外侧绕过第一排气歧管1-1或第四排气歧管1-4或两者汇合后形成的排气支管2-3，然后通向排气出口，因此排气支管进口距排气支管出口或增压器进口距离比定压式排气管距离比较大，对废气能量的利用有不利影响，而且在增压器布置在排气侧的情况下，使用脉冲式排气管的发动机显得比使用定压式排气管的发动机横向尺寸大，使其应用受到限制。
为合理利用废气能量，提高发动机燃油经济性，当前发动机排气管一般均采用脉冲式排气管。在四缸发动机上，相对于定压式排气管，采用脉冲式排气管需要发动机横向空间更大。在合理利用废气能量基础上，为使四缸发动机横向和纵向尺寸更协调，附件布置更方便，需对现有四缸机用发动机排气管进行改进。
发明内容
本实用新型主要是解决现有定压式排气管容积较大、第一缸排气和第二缸之间，第三缸排气和第四缸之间排气易发生相互干扰，废气能量利用率低和现有脉冲式排气管容积较大，占用横向空间较大，发动机排气口与增压器进口距离较大的技术缺陷；提供一种排气管容积较小，排气不易发生干扰，不占用发动机横向空间且废气能量利用率较高的四缸发动机脉冲型排气管。
本实用新型的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：
一种四缸发动机脉冲型排气管，包括第一排气岐管，第二排气岐管，第三排气岐管和第四排气岐管，第二排气岐管和第三排气岐管汇集于排气支管，排气支管、第一排气岐管和第四排气岐管分别沿气缸排列的纵截面汇集至排气总管。
本实用新型的一种四缸发动机脉冲型排气管，其排气总管，排气支管、第一排气岐管和第四排气岐管均基本上处于沿发动机气缸排列方向布置的一个纵向截面上，没有各气管间横向交错，大大缩减了发动机的横向尺寸。排气支管、第一排气岐管和第四排气岐管汇集于排气总管，并通过减少排气总管内的排气干涉实现脉冲型排气，以有效地利用发动机的废气能量，实现了发动机占用空间和排气能量利用的优化。
在上述的一种四缸发动机脉冲型排气管，第一排气岐管、第四排气岐管与排气总管汇集的位置高于排气支管与排气总管汇集的位置。
在上述的一种四缸发动机脉冲型排气管，排气支管汇集进入排气总管后继续向排气出口延伸，排气支管的出口与排气出口间的距离为0-60毫米。
在上述的一种四缸发动机脉冲型排气管，排气总管设置于第一排气岐管和第二排气岐管之间或第二排气岐管和第三排气岐管之间或第三排气岐管和第四排气岐管之间。
因此，本实用新型具有如下优点：1、排气管容积小，排气干涉小，发动机废气能量利用效果比定压式排气管好，与传统脉冲式排气管效果相当；2、在利用废气能量前提下，发动机占用空间小，解决了四缸发动机附件布置所存在的空间制约问题。3.设计合理，结构简单，用料少，制作方便，易与采用增压系统的发动机配套。
附图说明
图1是现有技术所用定压式排气管的结构示意图；
图2是现有技术所用脉冲式排气管的结构示意图；
图3是本实用新型一种结构的示意图。
图中，第一排气歧管1-1；第二排气歧管1-2；第三排气歧管1-3；1-4第四排气歧管1-4；本实用新型中的排气支管2；定压式排气管中的排气支管2-1；脉冲式排气管中第二和第三排气歧管汇合后的排气支管2-2；脉冲式排气管中第一和第四排气歧管汇合后的排气支管2-3；本实用新型中的排气总管3；定压式排气管中的排气口3-1；本实用新型中排气总管3的排气出口4。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图说明，对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明。
一种四缸发动机脉冲型排气管，包括第一排气岐管1-1，第二排气岐管1-2，第三排气岐管1-3和第四排气岐管1-4，第二排气岐管1-2和第三排气岐管1-3汇集于排气支管2，排气支管2、第一排气岐管1-1和第四排气岐管1-4分别沿气缸排列的纵截面汇集至排气总管3。即排气总管3、排气支管2、第一排气岐管1-1和第四排气岐管1-4基本上处于与气缸中心排列的纵平面相同的截面上，以减少排气管的横向空间。排气总管3的截面大小按照脉冲式排气管的结构设计，排气总管3的大致轴向方向上汇集有排气支管2，在排气总管3起始端的排气支管2的两侧汇集第一排气岐管1-1和第四排气岐管1-4。排气总管3可以设置于第一排气岐管1-1和第二排气岐管1-2之间或设置于第二排气岐管1-2和第三排气岐管1-3之间。也可以如图1所示，排气总管3设置于第三排气岐管1-3和第四排气岐管1-4之间的上方。根据排气总管3的设置位置，第一排气岐管1-1或第二排气岐管1-2从排气支管2的正上方与排气总管3汇集。第一排气岐管1-1、第四排气岐管1-4与排气总管3汇集的位置可以高于排气支管2与排气总管3汇集的位置，也可以在同一高度上。
实施例1
参见图1，排气总管3设置于第三排气岐管1-3和第四排气岐管1-4之间的上方。第一排气岐管1-1和第四排气岐管1-4分别沿发动机气缸排列方向的纵截面汇集至排气总管3，第一排气岐管1-1、第四排气岐管1-4与排气总管3汇集的位置高于排气支管2与排气总管3汇集的位置。即在排气总管3中形成了连通三个气管的腔室。其中排气总管3内排气支管2的出口与排气出口4间的距离为0-60毫米，在四个气缸的排气汇合于排气总管3之前，第一排气歧管1-1和第四排气歧管1-4的排气均未与第二、三缸汇集于排气支管2中的排气混合，因此不存在排气干涉的问题，这也是当前脉冲式排气管的典型特征。第一排气歧管1-1和第四排气歧管1-4与排气支管2汇合入排气总管3后，第一、四缸的排气与第二、三缸的排气在空间上存在一定的混合，但排气总管3的长度很小，排气相互干涉的量非常少，干涉时间非常短，对废气能量的利用效果相对于脉冲式排气管来说，几乎是等同的。
实施例2
为进一步减少第一、四缸排气与第二、三缸排气的干涉现象，还可以在实施例1的基础上进行改进，使排气支管2汇集进入排气总管3后继续向排气出口4延伸，以减小排气总管3内排气干涉的空间。理论上排气总管3内的排气支管2出口愈靠近排气总管3的排气出口4，则排气干涉的现象愈小。当排气总管3内的排气支管2出口与排气总管3的排气出口4处于同一平面(即距离为0)时，则构成了排气支管2在内圈排气，第一排气歧管1-1和第四排气歧管1-4在外圈排气，两者排气完全不干涉的脉冲式排气形式。不过在采用此方案时还应考虑排气总管3对排气歧管1-1和第四排气歧管1-4排气歧管的截面积要求。一般情况下排气支管2的出口与排气总管3上排气出口4间的距离为0-10毫米，即可保证本实用新型脉冲型排气的效果。而且此结构也有利于减小排气管的高度尺寸，缩小发动机的体积。
将实施例1所示的排气管应用增压系统的四缸发动机中并与现有脉冲式排气管进行对比测试：当发动机低负载运行时，本实用新型排气管对废气能量的利用效果略低于脉冲式排气管；当发动机中、高负载运行时，本实用新型排气管对废气能量的利用效果与脉冲式排气管相同。
采用本实用新型排气管后，发动机所占用的横向和高度空间不大于使用定压式排气管的发动机。
Claims (4)
1.一种四缸发动机脉冲型排气管，包括第一排气岐管(1-1)，第二排气岐管(1-2)，第三排气岐管(1-3)和第四排气岐管(1-4)，其特征在于：第二排气岐管(1-2)和第三排气岐管(1-3)汇集于排气支管(2)，排气支管(2)、第一排气岐管(1-1)和第四排气岐管(1-4)分别沿气缸排列的纵截面汇集至排气总管(3)。
2.根据权利要求1所述的一种四缸发动机脉冲型排气管，其特征在于：第一排气岐管(1-1)、第四排气岐管(1-4)与排气总管(3)汇集的位置高于排气支管(2)与排气总管(3)汇集的位置。
3.根据权利要求1所述的一种四缸发动机脉冲型排气管，其特征在于：排气支管(2)汇集进入排气总管(3)后继续向排气出口(4)延伸，排气支管(2)的出口与排气出口(4)间的距离为0-60毫米。
4.根据权利要求1所述的一种四缸发动机脉冲型排气管，其特征在于：排气总管(3)设置于第一排气岐管(1-1)和第二排气岐管(1-2)之间或第二排气岐管(1-2)和第三排气岐管(1-3)之间或第三排气岐管(1-3)和第四排气岐管(1-4)之间。
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|---|---|---|---|---|
| CN102588059A (zh) * | 2012-02-08 | 2012-07-18 | 西安理工大学 | 一种基于仿生学原理的汽车发动机排气歧管设计方法 |
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2007
- 2007-09-17 CN CNU2007200870043U patent/CN201071749Y/zh not_active Expired - Lifetime
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