TWI653162B - 汽車內燃機的排氣系統 - Google Patents

Abstract

一種汽車內燃機的排氣系統，例如一V型引擎或者互搏式引擎，包含一左排氣管可以連接到內燃機引擎的左汽缸群，以及一右排氣管可以連接到內燃機引擎的右汽缸群，任一排氣管包含一排氣管結構，用以定義一排氣管進氣段，並且與該排氣管連接，至少一排氣出氣段向外界開啟，以及一連結通管，用以傳遞排氣氣體往該排氣出口，其中該左連結通管與右連結通管係互相接合的，以實現一通管接合構造，如此一來該連結通管形成一共同連結孔徑，用以在排氣管之間傳遞排氣氣體，其中該排氣系統包含至少一閥門構件用以開啟或關閉該共同連結孔徑。

Description

汽車內燃機的排氣系統

本發明係關於汽車內燃機的排氣系統，例如一個V型引擎或者是一個互搏式引擎。典型的高效能汽車內燃機引擎具有一個左汽缸群以及一個右汽缸群。在這種排氣系統中，每個排氣管，即左排氣管與右排氣管，包含一排氣管結構，其決定了排氣氣體被由左汽缸群或右汽缸群噴入的排氣管進氣段，以及至少一個排氣出氣段，面向外界開啟，用以從排氣系統中釋放排氣氣體。

排氣系統中的任一排氣管可以從與其連接的汽缸組朝向排氣出氣段，而無須連接到其他的排氣管。在這種設置下，舉例而言，來自左汽缸群的排氣氣體會被完整地藉由左排氣管傳遞到左排氣開口。在此同時，來自右汽缸群的排氣氣體會被完整地藉由右排氣管傳遞到右排氣出氣段。在這個系統中，來自其中一支排氣管的排氣氣體不會被傳遞到另外一支排氣管。然而，為了增進效能，且增進對系統的音量控制，習知的排氣系統會具有一或者多個傳遞分支，其連接左排氣管與右排氣管。該排氣氣體傳遞分支係被安排在排氣系統中，如此一來它們可以以H型結構連接左右排氣管，且可以包含一個閥門，藉此可以利用閥門的開啟與關閉來控制排氣氣體在這些排氣氣體傳遞分支當中傳遞。

一個典型的排氣出氣段設計係如同美國專利第7703574號所示，其中該左排氣管藉由兩支傳遞分支連接到右排氣管，而形成了兩個H型結構。其中之一被設計得很靠近引擎，而另外之一則被設計得很靠近排氣開口。

習知的排氣系統允許對排氣系統的空腔進行一些控制，以用來在引擎處於特定狀態時增進效能。然而，特別在高引擎運作參數的條件下，這樣的設計會遭遇明顯的缺點，例如聲音的放出以及性能表現。在高數值引擎運作條件下，前述排氣系統會產生很惱人的連續噪音。進一步言，該傳遞分支會在左排氣管以及右排氣管導致排氣氣體氣流的干擾，從而限制了引擎和消音裝置的性能。性能表現係受到排氣氣體增量所限制，而其會被從一分支傳遞到另一分支所限制，即比預期的量還少。

本發明的目的之一在解決習知技術的缺點，特別是提供一個改良的排氣系統給汽車內燃機引擎使用，尤其是提供一排氣系統，其改善了噪音控制同時又能增加引擎性能。

本發明的目的係以獨立項的技術特徵來實現。

根據本發明，一個汽車內燃機的排氣系統，例如一個V6引擎、V8引擎、其他的V型引擎、互搏式引擎、或其他的引擎，包含一左排氣管，可以連接到該汽車內燃機引擎的左汽缸群，以及一右排氣管，可以連接到該汽車內燃機引擎的右汽缸群。任一排氣管包含一排氣管結構，用以決定一排氣管進氣段以接收來自汽缸群注入連接的排氣管的排氣氣體。 至少一個排氣出氣段向外界開啟，且一連接通管延伸在排氣管進氣段以及 排氣出氣段之間。該連接通管包含一進氣段孔徑用以接受來自排氣管進氣段的排氣氣體，以及一個出氣段孔徑用以將該排氣氣體傳遞向排氣開口或者用以在排氣管之間交換排氣氣體。

該左排氣管包含一左排氣管結構，其定義了一左排氣管進氣段，用以接收來自左汽缸群連接到左排氣管的排氣氣體，至少一左排氣出氣段，其向外界開啟，以及一左連結通管，延伸在左排氣管進氣段以及左排氣出氣段之間。進一步來說，該左連結通管包含一左進氣段孔徑，用以接收來自左排氣管進氣段的排氣氣體，以及一左出氣段孔徑，用來將排氣氣體傳導到左排氣開口。該右排氣管包含一右排氣管結構，其定義了一右排氣管進氣段，用以接收來自右汽缸群連接到右排氣管的排氣氣體，至少一右排氣出氣段，其向外界開啟，以及一右連結通管，延伸在右排氣管進氣段以及右排氣出氣段之間。進一步來說，該右連結通管包含一右進氣段孔徑，用以接收來自右排氣段進氣段的排氣氣體，以及一右出氣段孔徑，用來將排氣氣體傳導到右排氣開口。任一排氣管包含兩個獨立的排氣管結構。較佳的是，該左排氣管的排氣出氣段，以及該右排氣管的排氣出氣段，並不相同。特別是，該左排氣管的連結通管，以及該右排氣管的連結通管，並不相同。

在本發明的第一個目的裡，該左連結通管以及右連結通管係在一通管接點上接合，如此一來連結通管形成一共同連結孔徑，用以在排氣管之間傳遞排氣氣體。該左連結通管的連結孔徑係較佳地緊接在右通管的連結孔徑，以實現一共同連結孔徑。特別是，任一連結通管決定一相對的周圍通管表面，並形成一對應的通管孔徑，以使該左連結通管與右連結 通管可以被接合，藉此該等連結通管孔徑係可被互相對準。這樣的連結通管孔徑係較佳地具有相同的尺寸。該排氣氣體係較佳地能夠被直接在排氣管之間藉由該通管接點傳遞。特別是，從左汽缸群來的排氣氣體可以藉由該左連結通管，經由共同連結孔徑被傳遞到屬於右排氣管的右連結通管。 反之亦然，從右汽缸群來的排氣氣體可以藉由該右連結通管，經由共同連結孔徑被傳遞到左連結通管。藉由透過通管接點所形成的立即連結，可以避免使用在左排氣管與右排氣管之間的導通通管，於是本發明的排氣系統可以避免產生怠體積(dead volume)。如此一來，直接在排氣管之間傳遞排氣氣體，在引擎標準操作參數條件下，相較於傳統的具有H型傳導結構的排氣系統而言，能夠增加從一排氣管轉移到另一排氣管的排氣氣體體積。進一步言，本發明的排氣系統驚奇地展現了排氣氣體能夠直接在排氣管之間透過共同連結孔徑傳遞，而在處於高效操作參數條件的引擎中，顯著降低聲音方面的缺點，特別是連續的噪音。

在本發明的第一目的中，該排氣系統包含了至少一個閥門構件，用以開啟及/或關閉該共同連結孔徑。較佳的是，該閥門構件可以被控制來選擇性的開啟或者關閉該共同連結孔徑。該共同連結孔徑可以被一個閥門構件完全開啟、部份開啟、部份關閉、及/或完全關閉。如此一來，排氣氣體在排氣管之間傳導或者交換的時候，可以更好地被控制來增進性能及/或減低噪音發射。較佳的，該排氣系統包含僅一個閥門構件。

一個排氣出氣段較佳地係一個直接將氣體排入外界的開口，但也可以是一個非直接將氣體排入外界的開口，可以在外界與排氣出氣段之間加入一個排氣氣體操作裝置，例如一個消音器或者觸媒。

較佳地，該對應的右及/或左連結通管的對應截面的尺寸及/或形狀係要維持恆定。特別是，該對應的右及/或左連結通管的對應截面的尺寸及/或形狀，在共同連結孔徑以及垂直於該共同連結孔徑之處，係盡可能地維持夠大，如同在通管的進氣段孔徑及/或出氣段孔徑。

在本發明的一個較佳實施例中，該等連結通管係彎曲的，較佳地是一個鏡像對稱的形狀，具有特定的角度及/或彎曲。特別地，該連結通管係彎曲的，如此一來通管接合構造會成為X型。該X型通管接合構造的怠體積係對應到在左排氣管以及右排氣管之間被傳送的排氣氣體，且可被降到最低。

較佳地，一連結通管的一個上段通管臂與一個下段通管腿，左連結通管或者是右連結通管，可以形成一V型或者U型(左或者右)連結通管。如此的解構形狀可以較佳地被實施在左與右連結通管。能夠實現通管接合構造的該連結通管較佳地被重新塑型，如此一來連結通管的上段通管臂可以實現一V型形狀，及/或連結通管的該下段通管腿可以實現一V型形狀。較佳地，該連結通管的上段左通管臂可以被安置為同軸於該左連結通管的下段通管腿。這裡所指的「上段」與「下段」係相對於自引擎到排氣出口段的排氣氣體流動路徑而言。

該通管接合構造係特別設計用以使來自左或右排氣管的一進氣段孔徑的排氣氣體的衝擊波，能夠在該通管接合構造內撞擊到來自另外一個進氣段孔徑的排氣氣體的衝擊波。較佳地，係發生在通管接合構造的最大面積處，如此一來前述的第一衝擊波可在前述的第二進氣段孔徑之外發生撞擊，並朝向同一排氣管側的出口段孔徑而去，也可朝向該第二進 氣段孔徑的該排氣管側的出氣段孔徑而去。據此，抵達該通管接合構造的該右進氣段孔徑的一衝擊波排氣氣體流動可以幫助排氣氣體被從左排氣管進氣段拖拉出來，且經過左移動通管，反之亦然。該通管接合構造係設計為使用來自一(左或右)排氣管的脈波的能量來加速排氣氣體從對側(右或左)排氣管而來。該功能可以被稱為推挽效應，可以說推挽效應能夠增加引擎的表現。

根據本發明的一個排氣系統，該通管接合構造可以被實現為僅用以交換在排氣管裡面的排氣氣體。提供一個具通管孔徑的專屬通管接合構造用以傳導排氣氣體自左排氣管到右排氣管，反之亦然，可以允許控制排氣氣體氣流經過排氣管時係以非常簡單但有效率的方式通過。同樣地，可能會發生在排氣管之間使用多個接合構造的設計的負面干擾，就可以被避免。必須要被注意的是，任何可以用來從汽缸將氣體傳導出來的接合構造並不連接到排氣管，排氣氣體僅能被在汽缸當中的燃燒所產生。進一步言，當該排氣管終止在開口面向外界的排氣出口段時，外界並不能被認為是排氣管的一部分。

在本發明的排氣系統的一個較佳實施例中，可以結合前述的任一實施例，該共同連接孔徑決定了一混合區域的尺寸，其介於一個被由部份左及/或右排氣管截面區域定義的參考區域的尺寸的0.25~4倍之間，較佳的是0.5~2倍之間，更佳的是0.75~1.5倍之間。較佳地，該參考區域係被左及/或右連接部份決定。該參考區域係可以被決定為左或右連接通管的相對進氣段孔徑或出氣段孔徑，或者被決定為左或右連接通管的截面積的平均數值，可以是從進氣段孔徑到出氣段孔徑的路徑上的數值，或者是 相對進氣段孔徑截面積及/或出氣段孔徑截面積的平均數值。該參考區域可以被決定為連接通管截面積的總和，其垂直於共同連結孔徑的中心。好的傳導特性可以被通管連接點決定，其具有混合區域，且其尺寸等於或者大於連結通管垂直於共同連結孔徑中心的截面積的總和。

根據本發明的另外一個實施例，至少一個閥門構件包含一個關閉元件，例如一個翻板、一個滑板、或者其他類似的結構，用以覆蓋至少50%的混合區域，較佳地為至少75%，更佳地為至少90%，該混合區域由共同連結孔徑定義。特別是該關閉元件包含一旁路孔徑。該關閉元件可以被旋轉，例如可以達到90%的程度，以便能夠在完全開啟與完全關閉的狀態之間切換。

根據本發明的另一實施例，一排氣系統包含至少一閥門裝置用以抑制該排氣氣體的流動。特別是在該左排氣管及/或右排氣管內部，在進氣段孔徑與至少一出氣段孔徑(較佳為單一出氣段孔徑)之間的對應的排氣管孔徑範圍，部份抑制該流動路徑及/或完全抑制該排氣氣體的流動。 較佳地，該左排氣系統包含一左閥門裝置以及該右排氣系統包含一右閥門裝置，其中該左閥門裝置以及右閥門裝置係結構上被互相分開且/或獨立地控制。延伸本實施例，該排氣系統包含恰好一個閥門裝置，用以抑制該排氣氣體流動路徑在左排氣管以及右排氣管內，其中該閥門裝置係被實現為通管接合構造的一部分。

透過了解本發明的實施例之後可以知道，任何一個排氣管更可以包含至少一個旁通通管，較佳者為包含一個旁通通管，用來引導指向一個第二排氣出氣段的對外開口。該第二排氣出氣段可以被稱為一旁通排 氣出氣段，該第一排氣出氣段可以被稱為主要排氣出氣段。較佳的，一主要排氣出氣段係大於一旁通排氣出氣段，具體而言，可以是旁通排氣出氣段的出氣段面積的1.1倍、1.2倍、1.5倍、1.75倍、2倍、3倍、4倍、5倍等。

該旁通管路係用以分流自閥門裝置的上段，特別是來自通管接合構造的的上段。提供一個旁通通管，可以用來自閥門及/或通管接合構造的上段分流，排氣氣體可以藉由關閉該閥門裝置及/或通管接合構造而被傳送到該旁通通管，以便減少該排氣系統的發送音量。

在本發明的一較佳實施例，該閥門裝置係被包含在該通管接合構造內，其中該接合構造包含一第一閥門構件以及一第二閥門構件。該第一與第二閥門構件係獨立地可動。較佳者，該第一及第二閥門構件係互相從屬地可動，藉由一機械連接及/或受控於控制閥門構件的控制單元。如果該閥門構件係互相從屬地可動，該控制可以被簡化，而控制錯誤的風險可以被降低。如果閥門構件的控制是獨立的，則可以允許對排氣系統裡的排氣氣流進行較大自由度的控制。

在本發明的一較佳實施例，該第一閥門構件係一左閥門構件，可以選擇性地開啟該共同連結孔徑及/或該左排氣管孔徑。進一步言，該第二閥門構件係一右閥門構件，可以選擇性地開啟該共同連結孔徑及/或該右排氣管孔徑。

在另外一個實施例當中，該第一閥門構件可以被理解為一個中央閥門構件，選擇性地開啟或關閉該共同連結孔徑。在本實施例當中，該第二閥門構件可以被理解為一共同閥門構件，用以開啟與關閉兩個排氣 管孔徑。

在本發明的另外一個實施例當中，該通管接合構造包含一第一閥門構件以及一第二閥門構件，該第一閥門構件與第二閥門構件係可旋轉的。其中較佳者為兩個閥門構件可以圍繞著同一個旋轉軸轉動，或者該第一閥門構件可以圍繞著第一旋轉軸轉動，而第二閥門構件可以圍繞著第二旋轉軸轉動，其中該第一旋轉軸係實質地平行於該第二旋轉軸。較佳者，該第一閥門構件及/或該第二閥門構件包含一偏心關閉構件，例如一壁面，其中該偏心關閉構件係一相對於該閥門構件的旋轉軸呈現偏心的構件。該平行旋轉軸，即第一旋轉軸以及第二旋轉軸，彼此之間的距離可以概略為該關閉構件的半徑偏差的兩倍。

根據本發明的第二目的，一內燃機引擎的排氣系統，例如一V型引擎或一互搏式引擎，包含一左排氣管，其可以連接到該內燃機引擎的左汽缸群，以及一右排氣管，其可以連接到該內燃機引擎的右汽缸群。 在本發明的第二目的之下，任一排氣管包含一排氣管結構用以定義一排氣管進氣段，來接受來自汽缸群的排氣氣體以去到該排氣管連接的位置，以及至少兩個排氣出氣段，特別是一主要排氣出氣段以及一旁通排氣出氣段，可以面向外界開啟。

根據本發明的第二目的，任一排氣管更包含一閥門裝置用以開啟及/或關閉一排氣管孔徑，設置在排氣進氣段以及該至少二排氣出氣段其中之一之間。如此一來該閥門裝置處於開啟狀態時，排氣氣體可以被從排氣管進氣段傳送到所有的排氣出氣段，而該閥門裝置處於關閉狀態時，排氣氣體可以避免從排氣管進氣段流到任一排氣出氣段，特別是主要排氣 出氣段。任一排氣管更包含至少一連結點，特別是一共同連結孔徑，用以在排氣管之間傳送排氣氣體。根據本發明第二目的所設置的該排氣系統包含至少一閥門構件，較佳地是一個或兩個閥門構件，用以選擇性地開啟或者關閉至少一個連結處。

根據本發明第二目的所設置的排氣系統具有一左排氣管，包含一排氣管結構，用以定義一左排氣管進氣段，至少二左排氣出氣段，特別是一左主要排氣出氣段以及一左旁通排氣出氣段，一左閥門裝置用以開啟及/或關閉一左排氣管孔徑，設置在左排氣管進氣段以及至少二左排氣出氣段之一之間，如此一來該左閥門裝置可以允許或者限制排氣氣體被從左排氣管進氣段傳送到至少二左排氣出氣段之一。該左排氣管更包含至少一連結處，其可以被理解為該左與右排氣管的一共同連結孔徑，用以傳遞排氣氣體自左排氣管到右排氣管。一閥門構件可以被提供以選擇性地開啟或關閉該至少一連結處。該右排氣管包含一右排氣管結構，用以定義一右排氣管進氣段，至少二右排氣出氣段，以及一右閥門裝置，其提供給右排氣管與左排氣管相應元件相同的功能。該左排氣管具有兩個左排氣開口，其較佳地與右排氣管的兩個右排氣開口不同。該排氣系統因此較佳地具有至少四個排氣出氣段。該右排氣管更包含少一連結處，用以傳遞排氣氣體自右排氣管到達左排氣管，該連結處較佳地可以被理解為一共同連結孔徑。 該排氣系統包含至少一閥門構件，用以開啟及/或關閉該連結處。該排氣系統可以包含一第一閥門構件以及一第二閥門構件，其可以如同本發明第一目的所描述的第一及第二閥門構件一般地活動。在本發明的第二目的中，較佳的優點是該排氣系統的排氣氣體流動可以透過閥門裝置被控制，且該 閥門構件係非常精準的，以最佳地改善性能及/或發送音量。

根據本發明的第二目的，該左排氣管與右排氣管其中任一應該包含一閥門裝置。如此一來，從左主要排氣出氣段來的該排氣氣體流動可以被該左閥門裝置決定性地控制，同時從右主要排氣出氣段來的該排氣氣體可以被該右閥門裝置決定性地控制。雖然其也可以用一個單一功能單元來包含該左閥門裝置以及該右閥門裝置，舉例而言，可以包含一共同閥門構件，如同前述一般，但本發明仍較佳地設置個別的左或右閥門裝置在左或右排氣管中。

較佳地，任一至少四個排氣出氣段可以面向外界開啟，其中任一排氣出氣段可以與其他排氣出氣段分開。排氣出氣段可以被相鄰設置，可以同軸圍繞一環狀出氣段區域設置，可以如同蜂窩般設置，或者其他類似的結構。

根據本發明第二目的而提出的一個較佳實施例中，該主排氣出氣段的該截面區域或者出氣段區域大於該旁通排氣出氣段的截面區域，至少大約是1.1倍、1.25倍、1.3倍、1.5倍、2.0倍、2.5倍、3.0倍、4.0倍、或者其他更大的倍數。

根據本發明第二目的而提出的另一個較佳實施例，包含一閥門裝置，其設置在左或右排氣管下端，相對於該連結處。該連結處可以被理解為一共同連結孔徑。

根據本發明的另外一個實施例，任一排氣管更包含一旁通管路用以從該排氣管進氣段傳送排氣氣體至至少二開口的其中之一，較佳地是傳送到該旁通排氣開口。

進一步了解本發明，該旁通管路係從對應的排氣管的主要通管分支而來，其中該主要通管包含對應的排氣管進氣段以及該至少二排氣開口的至少其中之一，較佳的是，該主要排氣開口，無論是該連結處的上端或者下端，較佳的是該對應排氣管的連結通管，其中該連結通管包含一連結孔徑。

根據本發明的該第一及/或第二目的的該排氣系統的一較佳實施例，包含一控制單元，用以控制該閥門構件來開啟或者關閉該連結處，明確地說是該共同連結孔徑，較佳的是部份地運作，較佳的是部份地及/或全部地運作，根據一引擎運作條件，例如是預定的轉速範圍，比如小於2000rpm，小於3000rpm，大於3000rpm，大於4000rpm，介於2000-4000rpm，及/或根據一人工設定而由駕駛選定，例如運動設定或者舒適設定等。

進一步了解根據本發明的第一及/或第二目的的實施例的包含了閥門構件以及一閥門裝置的排氣系統，其可能包含了一控制單元，用以控制該閥門構件以及閥門裝置，根據以下至少其中一項設定：第一設定的連結處，特別是共同連結孔徑，係為封閉，而且其中該右排氣管孔徑以及左排氣管孔徑為開啟(設定I)。第二設定的連結處，特別是共同連結孔徑，係為開啟，而且該右排氣管孔徑以及左排氣管孔徑係為開啟(設定II)。 第三設定的連結處，特別是共同連結孔徑，係為開啟，而且該右排氣管孔徑以及左排氣管孔徑係為完全封閉(設定III)。在設定I中，連結處，特別是共同連結孔徑係為完全封閉且密封。較佳者，該控制單元係用以控制該閥門構件根據前述第一、第二、第三設定的其中之一來運作。更佳者，該控制單元係用以根據前述三種設定I、II、III來專屬控制該閥門構件以及閥 門裝置。

在另外一個實施例中，該控制單元係用以控制該閥門構件，根據至少以下一個設定：第四設定的連結處，特別是共同連結孔徑，係為完全封閉，而且其中該右排氣管孔徑以及左排氣管孔徑為完全封閉(設定IV)。第五設定的連結處，特別是共同連結孔徑，係為開啟，而且其中該右排氣管孔徑及/或左排氣管孔徑為部份封閉(設定V)。在設定V中，一排氣管孔徑沒有部份關閉而是完全開啟。第六設定的連結處，特別是共同連結孔徑，係為開啟，而且其中一排氣管孔徑(該右排氣管孔徑或左排氣管孔徑)為完全開啟，其中另外一排氣管孔徑(該右排氣管孔徑或左排氣管孔徑的另一)為完全封閉(設定V I)。其他更多的設定也能被使用。

根據本發明的第二目的，提出另外一個實施例。該連結處，特別是共同連結孔徑，係以X型通管接合點連結左排氣管以及右排氣管。 一個X型通管接合點可以在前述的本發明的第一目的中被實現。較佳的，是只以一個連結點連結排氣管，用以傳導排氣氣體。

本發明的第一目的與第二目的可以被合併。較佳的，根據本發明的第一目的的任何獨立的特徵，可以被使用在第二目的當中。同時根據本發明的第二目的的任何獨立的特徵，可以被使用在第一目的當中。

一個或者更多排氣控制裝置，例如一個排氣氣體淨化裝置，一個排氣氣體清淨裝置，及/或一個排氣靜音裝置(特別是一個消音器及/或一個觸媒轉化器)可以被設置在一個或者全部的排氣管中。例如可以設置在引擎與通管接合構造之間，可以設置在通管接合構造與排氣出氣段之間，可以設置在通管接合構造與上端或下端閥門裝置之間，可以設置在旁 通管路，可以設置在一旁通閥門的分離位置的主要管路上端及/或下端或其他部位等。

該排氣系統可以實現排氣氣體被完全密封的狀態，不對外界洩漏，除了當排氣出氣段對外界開放時例外。藉由提供排氣氣體被完全密封的功能，該排氣氣體可以被從引擎導引到經過至少一個排氣氣體淨化裝置，排氣氣體清淨裝置，及/或排氣靜音裝置，在氣體進入外界之前，如此一來不想要的氣體散逸及/或氣體噪音就可以被消弭。最後，排氣系統的個別元件，特別是排氣氣體淨化裝置，排氣氣體清淨裝置，及/或排氣靜音裝置，通管接合構造及/或閥門裝置與對應的氣體密封外殼可以與至少一個內連結進氣段語至少一個內連結出氣段組合，如此一來氣體密封外殼不會干擾到排氣氣體流經排氣系統的傳導。

[引用文獻列表] [參考文獻]

[專利文獻1]德國專利第DE102010003301(A1)號

[專利文獻2]美國專利第US2014/166394A1號

[專利文獻3]歐洲專利第EP20006403(A1)號

[專利文獻4]日本專利第JP2007218174(A)號

[專利文獻5]日本專利第JPH04121407(A)號

[專利文獻6]歐洲專利第EP2287452(A1)號

[專利文獻7]美國專利第US2013/008737(A1)號

[專利文獻8]日本專利第JPS57159919(A)號

1‧‧‧排氣系統

3‧‧‧內燃機引擎

5‧‧‧左排氣管

7‧‧‧右排氣管

9‧‧‧通管接合構造

11‧‧‧控制單元

13‧‧‧閥門裝置

14‧‧‧後消音器

90‧‧‧共同閥門裝置

91‧‧‧共同連結孔徑

93,95,97‧‧‧閥門構件

94‧‧‧旁通孔徑

96‧‧‧上旋轉盤

98‧‧‧下旋轉盤

99‧‧‧電子馬達

101,111‧‧‧軸

35‧‧‧左汽缸群

37‧‧‧右汽缸群

51,71‧‧‧排氣管進氣段

52,72‧‧‧閥門裝置

53,73‧‧‧排氣出氣段

53a,73a‧‧‧主要排氣出氣段

53b,73b‧‧‧旁通排氣出氣段

50,54,58a,58b,60,70‧‧‧排氣氣體

72,74,78a,78b,80‧‧‧排氣氣體

55,75‧‧‧連結通管

55a,75a‧‧‧進氣段段落

55b,75b‧‧‧出氣段段落

55i,75i‧‧‧進氣段開口

55o,75o‧‧‧出氣段開口

57,77‧‧‧旁通管路

59,79‧‧‧可動通管

56,76‧‧‧接合構造段落

103‧‧‧軸承

105,107‧‧‧齒輪箱

109,116‧‧‧壁面

115,117‧‧‧運送空間

118‧‧‧餘裕空間

119‧‧‧蓋子

A‧‧‧旋轉軸

R‧‧‧半徑

α‧‧‧壁面的圓孔圓周

β‧‧‧共同連結孔徑的圓孔圓周

χ₀‧‧‧出氣段段落的圓孔圓周

χ₁‧‧‧進氣段段落的圓孔圓周

更多的實施例、特徵與技術說明係如同請求項所述。更多的關於本發明較佳實施例的詳細說明係搭配如同下述的圖式所示：第1圖係一排氣系統的第一實施例示意圖，根據一般概念所繪；第1a圖係一排氣系統的第二實施例示意圖，根據一般概念所繪；第2圖係包含一開啟閥門構件的一通管接合構造的示意圖，根據第一實施例所繪；第3圖係第2圖的通管接合構造的示意圖，包含一關閉的閥門構件；第4圖係第2圖的通管接合構造的特別實施例示意圖，其中該閥門構件包含旁通孔徑；第5a圖係根據第二實施例的通管接合構造上視圖，包含二閥門構件；第5b圖係根據第5a圖的通管接合構造上視圖，具有不同設定；第6a圖顯示根據第5a圖的通管接合構造剖面圖；第6b圖顯示根據第5a圖的通管接合構造的閥門構件的側視圖；第6c圖顯示根據第6a圖的線I-I所得的閥門構件上剖面圖；第7-9圖繪示根據第5圖的通管接合構造的更多閥門構件設定；第10圖繪示了另外一個實施例，代表通管接合構造具有中央閥門構件用以開啟與關閉該位於排氣管之間的連結孔徑以及一共同閥門構件用以開啟或關閉排氣管的排氣管孔徑；第11圖繪示第10圖的通管接合構造的側剖面圖；第12圖繪示第10圖的通管接合構造的示意圖； 第13圖繪示第10圖的通管接合構造的共同閥門構件的詳細示意圖；第14圖繪示了在一特別設定時，排氣系統的聲音發射聲譜圖；第15圖繪示了在另外一個特別設定時，排氣系統的聲音發射聲譜圖。

一內燃機引擎的排氣系統的標號被設定為1。該排氣系統包含二排氣管，命名為左排氣管5與右排氣管7。應注意的是，「左」與「右」可以指示出在排氣系統及/或在內燃機引擎上接合的位置，然而，對應一垂直平面或者其他方向分開分佈的任何兩個分開的汽缸群，也可以被命名成左或右，以分辨兩個汽缸群以及排氣管5與7。應該注意的是，「左」與「右」可以被用以指示排氣管連接到一具有汽缸群的引擎，其依照一直列方向設置但具有兩個分開的排氣管，設置來讓該直列引擎的個別的汽缸排放排氣氣體，如此一來個別的汽缸可以傳遞自己的排氣氣體到該左排氣管5或者右排氣管7。

第1圖繪示內燃機引擎3，其為一個V8引擎，包含一個左四汽缸群35以及一個右四汽缸群37。應該要明白的是，根據本發明，也可以是一個使用不同數量汽缸的V型引擎，例如V6或V12引擎，或者是互搏式引擎。

引擎3的任一汽缸群35、37連接到排氣管5、7，用以將來自汽缸35、37的排氣氣體排放到外界。右汽缸群37連接到一排氣管進氣段71，用以將排氣氣體傳到下端，同時左汽缸群35連接到一左排氣管進氣段，用以傳遞來自左汽缸群35的排氣氣體。

左排氣管5包含，以如下的次序介紹在左汽缸群35以及外界之間的硬體，一排氣進氣段51，連接到一連結通管55，一連結通管55，以及，順著該連結通管55的下端，具有一可動通管59，連結到一排氣出氣段53。同樣地，右排氣管7包含，以如下的次序介紹在右汽缸群37以及外界之間的硬體，一排氣進氣段71，用以接收來自右汽缸群37的排氣氣體，並將其傳遞出汽缸，一右連結通管75，接收來自該排氣進氣段71的排氣氣體，一可動通管，用以傳遞來自該連結通管75的排氣氣體到一右排氣開口73。

任一排氣管5、7可以包含其他構件，例如一左或右閥門裝置52、72，以及相對應的右或左後消音器14，設置在靠近對應的右或左排氣出氣段53、73的位置。任一排氣管5、7更包含至少一右或左旁通管路57、77，如同第1圖所示，由右與左閥門裝置13的可動通管59、79的上端分出來。根據第1圖的該排氣系統1所示，其具有二右排氣出氣段73以及二左排氣出氣段53，一相對應的主排氣出氣段53a、73a以及一第二排氣出氣段53b、73b，或旁通排氣出氣段。該旁通排氣出氣段53b、73b及/或排通管路57、77具有一用以傳遞排氣氣體到外界之直徑，其較佳的是小於該主排氣出氣段53a、73a或者對應排氣管5或7的直徑。

該閥門裝置13或旁通啟動閥門係設置為相對於左排氣管5與右排氣管7的可動通管59、79。該相對的排氣通管57、77係從該旁通啟動閥門的上端的可動通管59、79處分離出來。只要該旁通啟動閥門13係處於開啟或被動狀態，該排氣氣體可以自由通過該連結通管55、75的一對應的排氣管孔徑，朝向該主要排氣出氣段53a、73a。經由該較大半徑的主 要排氣出氣段53a、73a釋放排氣氣體，允許較大體積的氣體或排氣氣體在流經對應的排氣管5、7時，被以較低的氣流阻力移除(也會具有較小噪音)。

在閥門裝置13啟動或關閉狀態，該排氣管孔徑是關閉的，如此一來該排氣氣體會被強迫流經該對應的左或右排氣管5、7的旁通管路57、77並離開旁通開口53b、73b以及流經一相對小的排氣開口。該閥門裝置13的啟動狀態便能限制該引擎3的排氣氣體流過一相對小的旁通通管57、77，其可降低排氣系統的噪音發射。應該明白的是，該主要可動通管59、79與主要排氣出氣段53a、73a的差異，相對於旁通管路57、77以及旁通排氣出氣段53b、73b，對位於該旁通管路57及/或出氣段53b、73b的該排氣氣體而言，是增加的流動阻抗，因此可以獲得較強的消音效果。

一閥門裝置13可以受到控制以連續的調整該排氣管孔徑的有效尺寸，從完全關閉到完全開啟，從0%到100%，可以作到非常精細的控制。

根據第1圖以及第1a圖的實施例，該阻抗可以被理解為旁通管路57、77以及旁通出氣段53b、73b具有較小的通管直徑，相對於對應的主要管路59以及主要出氣段53a而言。然而，這樣的阻抗也可以被理解為降低部份旁通管路57、77或者只有旁通出氣段53b、73b的尺寸。

排氣管5、7的旁通啟動閥門13可以被設定開啟(或被動)以對應一更具運動性或者更高效能的駕駛。該排氣管5、7的旁通啟動閥門13可以被關閉(或啟動)來對應降低噪音及/或該車輛並未行使於運動性或者高效能狀態。

另外一種可能是開啟該右排氣管7或者左排氣管5的閥門裝 置13而關閉(或者啟動)另外一個排氣管的閥門裝置13。閥門裝置的設定，例如關閉右閥門裝置13而開啟左閥門裝置13或者相反，可以實現一個中程設定，可以中度增加性能並且降低噪音發射。

進一步言，根據如第1圖所繪示的排氣系統1實施例，該排氣系統1包含了通管接合構造9，其中該左連接通管55以及右連接通管75在此會合，如此一來連接通管55、57形成了一共同連結孔徑91，用以在排氣管5、7之間傳遞排氣氣體。

通管接合構造9可以是X型。該X型的通管接合構造9可以被理解為由右與左連結通管55、75所形成，其中任一呈現U型或者V型。該左連結通管55以及右連結通管57係共同接合在U型或V型的尖端。 任一連結通管55、75可以被區分為許多段落。一接合構造段落56、76其中該左連結通管55以及右連結通管75係彼此連接，如此一來就可以形成共同連結孔徑91，讓來自左排氣管5的排氣氣體通過並到達右排氣管7，反之亦然。該接合構造段落56、76的上端，任一連結通管55、75具有一進氣段段落55a、75a或者通管臂，能讓來自相對應排氣管進氣段51或71的排氣氣體通過並朝向接合構造段落56、76而去。

該接合構造段落56、76的下端，每一個連結通管55、75包含一出氣段段落或者通管腿部55b、75b，用以自接合構造段落56、76以及該共同連結孔徑91傳遞排氣氣體到相對應的左可動通管59或右可動通管79。

該左通管臂55a具有一上端進氣段孔徑55i，其連結到該左排氣管進氣段51用以接收排氣氣體。在一個類似的狀況下，右進氣段段落 或者通管臂57a具有一右進氣段孔徑75i，連結到該右排氣管進氣段71，用以接收來自右排氣管進氣段71的排氣氣體。來自右汽缸群37的排氣氣體通過該右排氣管進氣段71，並且全部進入該右連結通管75以及該進氣段孔徑75i。類似地，來自左汽缸群35的排氣氣體通過該左排氣管進氣段51離開左汽缸群35，並且全部進入該左連結通管55，並且該左連結通管55具有一進氣段孔徑55i用以接收來自左排氣管進氣段51的排氣氣體。

該通管接合構造9包含一閥門構件93，其可以被關閉以區隔在左排氣管5以及右排氣管7內部的排氣氣體，如此一來來自左汽缸群53的排氣氣體進入左進氣段排氣管51(以箭頭50表示)可以完全被轉移到該左連結通管55並進入左可動通管59並且流過(以箭頭60表示)。在同樣的情況下，來自右汽缸群33的排氣氣體(以箭頭70表示)進入右排氣管進氣段71可以完全被轉移到該右連結通管75並進入右可動通管79且朝向右排氣開口73(以箭頭80表示)。上面說明了在通管接合構造9關閉狀態下的狀況，可以被理解為一被動狀態或者區隔狀態。

該通管接合構造9可以被使用在一開啟狀態，其也可以被稱為一活躍狀態或者混合狀態。對於通管接合構造9而言，活躍狀態或混合狀態時，該閥門構件93是開啟的，允許氣流在左連結通管55與右連結通管75之間，透過共同連結孔徑91流動。當通管接合構造9處於這個狀態時，來自右汽缸群37的該排氣氣體70注入該右連結通管75的進氣段段落75a，然後可以直接通過該右連結通管75的該通管腿部或者出氣段段落75b進入右可動通管79。進一步言，當通管接合構造9處在開啟狀態，該來自右汽缸群37的排氣氣體70可以自右進氣段段落75a經過共同連結孔徑91 進入該左連結通管55，較佳的是，為了被注入左可動通管59以便後續轉移到外界。

類似的，當該閥門構件93處無開啟狀態且該位於左連結通管55以及右連結通管75之間的共同連結孔徑91也開啟時，來自左汽缸群35的排氣氣體可以通過該左排氣管5的該排氣管進氣段進入該左連結通管55的進氣段段落55a，然後可以到達左出氣段段落55b並且進入可動通管59或者經過該共同連結孔徑91進入右可動通管79。

該共同連結孔徑91可以被改變其混合區域或者有效流通區域的尺寸，例如使用一個連續調變閥門構件93的技術。該閥門構件93可以阻擋來自該共同連結孔徑91的氣體流動，藉由覆蓋0%到100%的混合區域，該混合區域由共同連結孔徑91定義。藉此，該排氣氣體在左排氣管5以及右排氣管7之間的交換可以被精細的調整。

該X型接合構造9可以被理解為彎曲兩通管為部份彎曲形狀來達成(例如U型)，並且可以移除一圓圈狀區域，其對於該U型通管的對稱軸而言，在通管尖端處呈現同軸，如此一來任一通管在尖端處就可具有相同的圓圈狀孔徑。該二通管可以藉此在圓圈狀孔徑被互相接合，如此一來就可以形成在左連結通管55以及右連結通管75之間的共同連結孔徑91。應該說明的是，較佳的狀態是沒有管柱狀截面位於該左連結通管55以及右連結通管75之間是比較好的，亦即不會呈現H型，其中該管狀截面垂直於該左以及右連結通管55、75。

該連結通管55、75可以具有另外一個形狀，除了圓圈狀截面以外，例如一個二次曲面截面，一個橢圓截面，一個多邊形截面或者其 他類似的形狀。該通管截面的孔徑就是該共同連結孔徑，其不須為圓圈狀，可以為二次曲面、三角形、多邊形、橢圓形或者其他類似的形狀。

該左排氣管5的主要通管的截面面積，即是該通管實現該左汽缸群35的最後一個汽缸的排氣管進氣段51下端，該進氣段段落55a，該出氣段段落55b，以及該接合構造段落56以及該可動通管59等等的各截面面積都希望能維持不變。同樣的，該右排氣管7的主要通管，該右汽缸群的該排氣管進氣段71下端，該右進氣段段落75a，該右出氣段段落75b以及該右可動通管79以及該右連結通管75的接合構造段落76的截面面積都希望能維持不變。特別是，該左排氣管5以及右排氣管7的截面區域可以實質相等，或者是排氣管可以實質呈現鏡像對稱。

該共同連結孔徑91的截面區域，可以被稱呼為混合區域，即是排氣氣體可以由一個排氣管進入另外一個排氣管時經過的區域。其區域面積為介於0.25倍到4倍的參考區域面積，該參考區域由該左或右排氣管5、7的截面面積所定義，或者是可以被定義為左或右連結通管55、75的截面積，或者是其相對的進氣段孔徑55i、75i或者出氣段孔徑55o、75o。 尤其是，混合區域至少為介於0.5倍到2.0倍的參考區域面積。較佳的，該混合區域的面積為介於3/4到1.5倍的參考區域面積。更精確地，該混合區域的面積為介於90%到110%的參考區域面積。更精確地，該混合區域的面積等於該參考區域面積。

該參考區域也可以被定義為該左連結通管55或右連結通管75的截面區域或者是該二連結通管55、75的截面區域的總和，其於該接合構造段落56、76的中心部份或者是該混合區域的中心部份垂直於該混合區 域。

該通管接合構造9以及該共同連結孔徑實現了唯一的連結管道，用傳遞排氣氣體在左排氣管5與右排氣管7之間。該排氣系統可以不需要任何旁通管路，而排氣氣體可以從該通管接合構造9的排氣管進氣段51、71上端流入，直接從通管接合構造9到達可動通管59、79下端，不需要流經該通管接合構造9的至少一個連結通管55、75。

任何一個排氣管開口53a、53b、73a、73b可以直接通向外界。特別是，該排氣系統的旁通管路57、77可以被理解為彼此分開，並且沒有氣體流動連結也沒有排氣氣體交換。該主要排氣管路，例如可動通管59、79，下端朝向閥門裝置13，可以被理解為彼此分開，並且沒有氣體流動連結也沒有排氣氣體交換發生在通管接合構造9。

根據本發明第1圖的排氣系統1，特別是來自引擎3的所有的排氣氣體52、72流經該通管接合構造9，亦即，該通管接合構造9的至少一個連結通管55及/或75，在該氣體被排氣系統1注入外界之前。排氣氣體54、74通過一閥門裝置13或者旁通啟動閥門，被引導進入外界。應該要注意的是，在經過旁通啟動閥門13，在左排氣管5的該排氣氣體54如同在右排氣管7的排氣氣體74可以經過一指定的右或左氣體排氣控制裝置，例如一淨化及/或消音裝置，特別是一個觸媒轉化器或者消音器，例如一後消音器14。然而，在第1圖所繪示的本發明第一實施例當中，位於該左排氣管5的該排氣氣體54，在經過該左旁通啟動閥門13之後，在排入大氣之前無法被傳送到右排氣管7。反之亦同，任何在右排氣管7中的排氣氣體74，在經過該右閥門裝置13之後，在直接或間接離開系統進入外界之前， 不再被允許傳遞到左排氣管5。

該X型通管接合構造9包含出氣段段落55b、75b，任一屬於該左連結管55或者右連結管75。該左出氣段段落55b連結該接合構造段落56到一左出氣段孔徑55，或者朝向一左可動通管59。該右出氣段段落75b連結一右接合構造段落76到一右出氣段孔徑75o朝向該右可動通管79。

如同第1a圖所繪示的排氣系統1的較佳實施例，大部分都如同第1圖所繪示的排氣系統1。相同的元件標號用來代表相同或者近似的元件。第1a圖所繪示的實施例的該通管接合構造9與第1圖所繪示的實施例的通管接合構造9並不相同，其使用了如下所述的通管接合方式，如第5-9圖所繪示。然而，如同第2、3、4圖所繪示的通管接合構造或者如同第10-13圖所繪示的通管接合構造，也可以被使用在第1a圖的排氣系統1。

第1a圖的排氣系統1與第1圖的排氣系統的差異在於，其使用了旁通管路57、77，其為分離自該通管接合構造9的該接合構造段落56、76的主要排氣管上端。在第1a圖中，不流經通管接合構造9的排氣氣體必須通過一個旁通管路57、77然後進入外界。類似的實施例(沒有繪示)可以被理解為在汽缸35、37到共通連結孔徑91之間的任何地方分離出去的旁通管路。

如同第1a圖所示，該排氣系統1是特別適合用來實現根據第5-13圖所繪示的一通管接合構造9，其中該通管接合構造9包含一共同閥門裝置90，以下將會詳細描述它。在這種安排下，通管接合構造的閥門裝置下端可以被忽略。

如同第1a圖所繪示的排氣系統1，特別適合具有後置引擎的汽車，因為排氣系統更為緊密的緣故。該旁通管路57、77的長度如同第1a圖所示，因此可以更適合後置引擎汽車。

根據本發明的排氣系統1的通管接合構造的第一較佳實施例如同第2-3圖所示，其中在第2圖裡，繪示了通管接合構造9處於開啟或者主動混合狀態，而在第3圖裡，繪示了通管接合構造9處於關閉或者被動分隔狀態。在第2-3圖所繪示的通管接合構造9的實施方式可以被使用在如同第1圖所繪示的排氣系統1中，其中該通管接合構造9被安排在該右閥門裝置72上端以及左閥門裝置52上端，使用在第2-3圖裡的參考號碼代表與前述具有相同參考號碼的元件為相同或者相似。

在第2-3圖所繪示的通管接合構造9當中，該連結通管55、75可以被理解為彎曲的通管，其在端點處互相接合，以形成一共同連結孔徑91。在該通管接合構造9開啟時，如同第2圖所示，來自右汽缸群37的排氣氣體78b可以自由地流經該右排氣管7到達左排氣管5，如此一來排氣氣體58b可以自由的從左汽缸群35流入右排氣管7。在這個時刻，來自左汽缸群35的排氣氣體58a可以仍然留在左排氣管5中，而通過一左連結通管55的進氣段孔徑55i到達左連結通管的出氣段孔徑55o。同樣的，來自右汽缸群37的排氣氣體可以留在右排氣管中，而通過一右連結通管75的右進氣段開口75i而到達右出氣段開口75o，如同箭號78a所示。

在第2圖所示的該閥門構件93是開啟狀態，其是一個簡單的翻板，連接到一個旋轉軸101，例如用栓鎖的方式。該旋轉軸栓鎖在通管接合構造9，並可旋轉，可以藉由兩個在直徑上相對的軸承103來完成，相 對於該共同連結孔徑91的上端以及下端。該上端及/或下端軸承103可以使用一滾動培林，但是為了方便維護，也可以使用一滑動培林。該旋轉軸101可以是一個電子馬達99，例如一個伺服馬達，其受控於排氣系統1的電子控制單元11(沒有繪示在第1a圖)

同樣的電子控制單元可以用來控制該閥門構件93的開啟或者關閉，或者部份開啟或部份關閉。該共同連結孔徑91以及閥門裝置13可以用來關閉在右排氣管7或者左排氣管5的排氣管孔徑。該控制單元11可以控制閥門裝置13，如此一來其可以完全開放該排氣管孔徑或者完全關閉該排氣管孔徑，但較佳的是閥門裝置13可以部份開啟或者部份關閉該排氣管孔徑。

參考第2-3圖，可以理解該翻板93係作為一個閥門構件，屬於通管接合構造9的一個較佳實施例，其具有與共同連結孔徑91區域或者混合區域相同的區域面積，如此一來該翻板93可以完全關閉該共同連結孔徑91以防止聲音及/或排氣氣體在左排氣管5以及右排氣管7之間傳遞。 在第2圖中，該翻板93的形狀是橢圓形的，而該共同連結孔徑91也是橢圓形的(未繪示)，以對應翻板93。如同前述，孔徑91的外型可以根據幾種可能的外型來設計，且能夠明白的是翻板93的外型也應該如是。當一個橢圓形的孔徑91以及翻板93對應時，能讓通管接合構造9具有較佳的空氣動力特性。一個二次曲面或者三角形的形狀，因為容易製作，所以也可以選擇。需要注意的是，前述的二次曲面或者三角形的形狀，可能具有圓滑的角。

該閥門構件93的活動可以被限制，特別是旋轉角度90度， 介於開啟與關閉狀態之間，可以使用一個機械式限制來讓該閥門構件93、旋轉軸101或該電子馬達99活動，該電子馬達99也可以使用電子控制方式來限制其活動，例如程式化該控制器11或者使用電子元件在電子引擎11當中，其可以抑制該引擎活動的範圍不要超過一定範圍，例如90度。

第3圖繪示該通管接合構造9位於封閉或者分離狀態，其中該閥門構件93關閉了該通管接合構造9的共同連結孔徑91。在通管接合構造9處於關閉狀態時，來自左汽缸群35的排氣氣體通過該左連結通管55，經過其進氣段開口55i到達出氣段開口55o，如同箭號58a所示。同樣的，來自右汽缸群37的排氣氣體72通過右連結通管75，經過其進氣段開口75i到達其出氣段開口75o，如同箭號78a所示。換言之，該第3圖所示的關閉的通管結合處9顯示了在實施例中，一個接合構造位於一操作狀態，其中沒有任何來自右汽缸群37的排氣氣體能夠通過右排氣管7到達左排氣管5，也沒有任何來自左汽缸群35的排氣氣體52能夠由左排氣管5被傳遞到右排氣管7去。

如同第2-3圖所繪示的，根據本發明，一排氣系統1裡的一通管接合構造9可以無須在左連結通管與右連結通管55、75之間設置傳遞氣體用的通管，例如如同美國專利US 7703574 B2那般的。進一步岩，根據本發明的排氣系統的通管結合處9，一左連結通管55，用以讓來自左汽缸群35的排氣氣體通過並朝向左排氣開口53，係直接連結到右排氣管7的一連結通管75。這樣的通管結合處9縮減了可能產生的噪音發射問題及/或排氣氣體在左排氣管5以及右排氣管7之間傳遞的狀況。

第4圖繪示了類似於第2圖的通管接合構造9，其中該翻板 93包含二旁通孔徑94。一旁通孔徑94設置在閥門構件93中，用以允許來自左右排氣管5、7的一小部份的洩漏通過，如此一來，當該閥門構件93從完全關閉的狀態朝向開啟位置轉變時，不會造成突然的排氣氣流改變，也不會發出突然的聲音。較佳的，旁通孔徑94是顯著的小於該連結孔徑91。 特別是，該旁通孔徑94是小於50%，較佳的是小於30%，更佳的是小於20%，最佳的是小於10%的共同連結孔徑91的尺寸。在閥門構件93裡，一旁通孔徑小於該孔徑94，也可以被理解為尺寸上該閥門構件93小於該共同連結孔徑91。

第4圖所繪示的通管接合構造9的通管孔徑94以及具有類似效果的裝置，可以被使用在如同第2-3圖所繪示的通管接合構造9，當該閥門構件93處於沒有完全關閉該共同連結孔徑91的狀態時。如同前述，該閥門構件93的活動受到限制，如同第2-3圖所示，可以是機械式的，電子式的，或者機電式的控制。該閥門構件的活動，例如翻板93，可以是被限制在小於90度左右，例如95度或者80度。一個閥門構件93可以是不受到機械限制的，而可以旋轉到180度、360度等，也可以被特定的限制，例如被電子馬達99或者控制單元11限制。第4圖所繪示的該翻板93具有二旁通孔。作為替代方案，單孔、三孔、四孔、或者更多孔的設計也可以被安置在類似的翻板93。這些孔的共同開孔區域決定了閥門旁通區域。

為了一個排氣系統1，根據本發明，通管接合構造9的另外一個設計如同第5a-5b圖所示。與第1-4圖相同的參考號碼用來代表在第5a-5b圖中相同或者類似的部件，以下的其他圖式也會展示第5a-5b圖的實施例的各種不同的視角、細部、及/或設定。

第5a圖所繪示的通管接合構造9顯示其位於開啟或者混合狀態，而第5b圖顯示其位於關閉或者區隔狀態。如同在第2a圖所解釋的，顯示於第5a圖的該通管接合構造9的開啟狀態能允許該來自任一汽缸群35、37的排氣氣體傳遞到任一排氣管的排氣出口53、73。該排氣氣體50自左汽缸群53被噴射出來之後被引導經過該排氣管進氣段51到達左連結通管55，接著可以經過該左出氣段開口55o到達左排氣開口53，或者經過共同連結孔徑91進入右連結通管76，並且朝向右排氣開口73。該排氣氣體70自右汽缸群37被噴射出來之後，可以流經該右連結通管75並朝向右排氣開口73，或者經過一共同連結孔徑91之後進入左連結通管55並朝向左排氣開口53。

在第5b圖所繪示的通管接合構造9處於關閉狀態時，該通管接合構造9的功能實質上等於如同第3圖所繪示的通管接合構造。然而，在第5b圖所繪示的實施例中，二閥門構件93、一左閥門構件95以及一右閥門構件97，限制了氣體流經共同連結孔徑91，而不是只利用一個閥門構件完成。

在類似如同第3圖所繪示的實施方式中，在第5b圖排氣氣體是以箭號58a指示，其被從左汽缸群35噴射出來之後，被傳遞到左排氣孔徑53，同時排氣氣體70被從右汽缸群37噴射出來之後，被傳遞到右排氣開口73，在第5b圖中以箭號78a指示。

在第5a-5b圖中繪示的通管接合構造9的閥門構件95、97，其細節繪示於第6a-6c圖，可以被理解為一偏心翻板，或者是一個翻板，但在徑向方向具有一相對於旋轉軸(A₉₅、A₉₇)的偏差

在第5a、5b、6a圖所繪示的實施例中，左閥門構件95以及右閥門構件97是相同的，細節如同第6b、6c圖所繪示的左與右閥門構件95、97。當然，該左閥門構件與右閥門構件可以是不同的設計，或者在尺寸上有所不同。

如同在第5a-6b圖所示，根據此實施例，在通管接合構造9的任何一個閥門構件93可以被圍繞著一個左軸或者右軸旋轉，即旋轉軸A₉₅或A₉₇(在第6c與6b圖中被簡化為一個字母A)。該旋轉軸A(A₉₅與A₉₇)係設置於垂直氣流方向，從引擎到排氣出口，也垂直於共同通管孔徑91的中心的氣流路徑。換言之，該左連結通管55以及右連結通管75係接合之後形成該共同連結孔徑91，就在其各自的圓孔周緣，如此一來可以畫出一條假想線，從該左連結通管55的中心到右連結通管75的中心，這條線會經過共同通管孔徑91的中心，而左閥門構件95或者右閥門構件97的旋轉軸A₉₅或A₉₇就會垂直於前述的假想線，亦即流經該左或右連結通管55、75的氣流路徑的中心。如同第6a圖所示，該閥門構件97、95的軸彼此平行。

根據第6圖的實施例，任一閥門構件包含一較佳的圓圈狀上旋轉盤96以及一較佳的圓圈狀下旋轉盤98。該上旋轉盤96與下旋轉盤98具有一的對應的軸部101連結，以定義閥門構件93的旋轉軸A。如同第6a圖所示，該閥門構件93利用滑動軸承103接合於該通管接合構造9，其中該軸部101是可以沿著左或右旋轉軸A₉₅、A₉₇旋轉的。

如同第6a圖所示，任何閥門構件93係受控於一左或右電子馬達，較佳的是一伺服馬達99。該伺服馬達99可以直接接合到該閥門構件93的一軸部101(沒有繪示)或者具有一左或者右齒輪箱105、107，用以 傳遞該電子馬達99的旋轉移動，經由左齒輪箱105到達左閥門構件95，或傳遞右電子馬達99的旋轉移動，經由右齒輪箱107到達右閥門構件97。根據第6a圖的實施例的簡單通管接合構造9可以被實現為一個共同電子馬達以及共同齒輪箱用以驅動左閥門構件95以及右閥門件97，較佳的，繪示一個鏡像對稱的設置。然而，獨立的電子馬達99可以分別控制該左閥門構件95或右閥門構件97，如同第6a圖所示，是比較好的設置。該電子引擎99的設置並不是直接接合到該軸部101的優點是在汽車裡，通管接合構造9的空間受到限制，所以使用一個齒輪箱105、107或者類似的裝置，用來將馬達99的旋轉轉動傳遞到一個閥門構件是比較有益處的，可以使用較小的空間及/或提供更多的空間使用自由度。

回到第6b、6c圖，一個沿軸向延伸壁面109連接到上旋轉盤96以及下旋轉盤98。對應於該旋轉軸A，該壁面109的延伸就像是一個三角形牆壁覆蓋在圓孔圓周距離α上，沿著徑向朝向閥門構件93的外部，相對於旋轉軸A。該壁面109的內部是平坦的，而外部可以形成一圓柱段落環繞著該閥門構件93的旋轉軸A。該壁面109較佳的是中空的結構，如同第6a與6圖所示，但也可以是實心的(未繪示)。該閥門構件93的壁面109可以被用於關閉該共同連結孔徑91，如同第5b圖所示。最後，該壁面109的圓孔圓周延伸α至少要大於共同連結孔徑91的圓孔圓周延伸β，相對於旋轉軸A而言，如同第5a圖所示。如果該閥門構件93的壁面109的圓孔圓周延伸α小於該共同連結孔徑91的圓孔圓周延伸β，該獨立閥門構件95、97就不能夠完全關閉該共同連結孔徑91，如此一來就可以永遠保持旁通開啟狀態(未繪示)。

第5、6圖繪示的通管接合構造9具有圓柱狀接合構造段落56、76，其中該左或右閥門構件95、97的安置狀況為，該閥門構件95、97可以自由的沿著轉動軸A₉₅、A₉₇轉動。一個機械式、電子式、或機電式的限制結構可以如同第2-4圖所示的內容那般被提供。接合構造段落56、76的半徑R56、R76為實質相同於壁面109的半徑R，如此一來該閥門構件可以密封連結對應的左連結通管55以及右連結通管75的接合構造段落56、76的一段、兩段、或者多段。在此，「密封連結」的意思是指在壁面109的圓孔圓周的外圍與接合構造段落76或56的圓孔圓周內壁面之間仍然可以保持微小的空隙，以允許熱膨脹及/或降低閥門構件95、97，以及通管接合構造9的接合構造段落56、76的損耗。

在通管接合構造9的進氣段段落55i、75i以及出氣段段落55o、75o，根據第5-6圖，可以被理解為其相對於左或右接合構造段落56、76的旋轉軸A₉₅、A₉₇而言，具有朝向半徑方向延伸的特徵。接合構造段落56、76包含一支撐面在其圓孔圓周內部，其延伸在進氣段段落55a、75a以及出氣段段落55b、75b之間。該閥門構件95、97的壁面109可以被放置在支撐面上，如此一來閥門構件不需要緊縮任何接合構造段落56、76的開口，朝向進氣段段落55a、75a、出氣段段落55b、75b，或共同連結孔徑91。 在一個並未繪示的替代實施例中，一支撐區域可以被提供在進氣段段落55a、75a以及共同連結孔徑91之間，及/或在共同連結孔徑91的出氣段段落55b、75b之間。該接合構造段落56、76的支撐區域具有一圓孔圓周尺寸，其大於該壁面109的圓孔圓周尺寸α。

該進氣段段落的圓孔圓周延伸部χ₁以及/或該出氣段段落的 圓孔圓周延伸部χ₀，較佳地是小於α，如此一來閥門構件95、97可以關閉接合構造段落56、76的孔徑。

在第5圖與第6a圖所示的接合構造段落9可以如同第2-3圖所示的接合構造段落9一般的工作。然而，在第1a圖所示的排氣系統1的較佳實施例當中，根據第5-6圖所設計的該通管接合構造可以適用。進一步說明如第7、8、9圖所示。相同的元件編號用在指示相同或者類似的通管接合構造元件。

第7圖繪示通管接合構造，位於閥門構件95、97部份阻擋氣流流經該主要排氣管的狀態，其部份關閉了在接合構造段落56、76朝向出氣段段落55b、75b的一排氣管孔徑，較佳為關閉約50%。

通管接合構造9的可能用法為作為一共同閥門裝置90，包含旁通啟動閥門13，如同第8-9圖所示的實際的通管接合構造9的狀態。 在第8圖中，該閥門構件95、97關閉了位於該左與右接合構造段落56、76的排氣管孔徑以及通管接合構造9的上端通管臂55a、75a，如此一來沒有排氣氣體可從汽缸群35、37通過該通管接合構造到達排氣孔徑。如果閥門構件95、97被安排來關閉位於接合構造段落56、76以及出氣段段落55b、75b5之間的排氣管孔徑，亦可達到如同第8圖所示的接合構造段落9被關閉的同樣效應。

第9圖顯示了從汽缸群35、37來的排氣可以通過該通管接合構造9但只能朝向左排氣孔徑53的狀態。最終，位於該右接合構造段落76以及該右通管臂75b之間的該排氣管孔徑被右閥門構件97關閉，同時左閥門構件96位於該左接合構造段落56的支撐區域。該排氣氣體傳遞如同 箭號58a與78b所示。

根據第5、6圖所示的較佳實施例的通管接合構造9可以被用在相似於第9圖的狀態，用來導引排氣氣體從整個引擎3到右排氣孔徑73，當位於左接合構造段落55以及左通管臂55b之間的排氣管孔徑被左閥門構件關閉，且右閥門構件97配備壁面109在右接合構造段落76的右支撐區時。

第10-13圖繪示了通管接合構造9的另外一個實施例。第10圖所示的通管接合構造9可以被用在如同第1圖所示的排氣系統1的較佳實施例當中，更佳的是應用在如同第1a圖所示的排氣系統1的較佳實施例當中。類似或者相同的元件符號係用以表示相同或者類似的元件。

如同第10-13圖所示的通管接合構造9具有二閥門構件93b、13b，其可獨立運作。該中央閥門構件93b具有一軸101連結到一第一電子馬達99，第二閥門構件13b或者共同閥門構件具有一第二軸111連結到一第二電子馬達99。軸101、111被設置為相對於轉動軸A₁₃為同軸，其實質垂直於左連結通管55、右連結通管75以及共同連結孔徑91延伸設置(在第10圖以及第11圖當中顯示為關閉)。該左連結通管55以及右連結通管75的接合構造段落56、76的截面係為三角形，並且形成了一個共同側壁，其中該共同連結孔徑91就被形成。通管臂55a、75a從該接合構造段落56、76的上端延伸出來，如同該通管腿55b、75b由該接合構造段落56、76的下端延伸出來，形狀為截角，用以實現在接合構造段落56、76之間的轉換，其具有一個實質的三角形節面積，朝向在進氣段開口55a、75a的圓形截面，或者在出氣段開口55o、75o的圓形截面。

如同第10-13圖所繪示的通管接合構造9的接合構造段落56、76，具有一內部區隔牆面116，其可以區隔左右連結通管55、75的運送空間115、117，其相應於一個餘裕空間118。排氣氣體從引擎3產生之後，可以通過該左右連結通管55、75的運送空間115、117，只要該共同閥門構件13b至少部份開啟(未繪示)或者完全開啟(未繪示)。為了要開啟共同閥門構件13b，其進入通管接合構造9的餘裕空間118，如此一來其不需要阻止氣流流經該位於該左接合區段落56以及左出氣段段落55的排氣管孔徑，以及位於右接合區段落76以及右出氣區段落75b的排氣管孔徑。該第二閥門構件13b稱為共同閥門構件，因為其具有翻板，如同第13圖所示，其形狀可以在左排氣管段落5以及右排氣管段落7都縮緊該排氣管孔徑。 共同閥門構件13的翻板段落的形狀可以是類似鏟子或者是一個圓柱表面的部份，並連結到軸101，以便圍繞著軸A₁₃旋轉。該沿著軸A₁₃的轉動可以將該共同閥門構件13b設置為完全關閉位置，其完全關閉了上述的排氣管孔徑，如同第10、11圖所示，也可以將共同閥門構件13b設置為完全開啟位置，其中該共同閥門構件13b係完全收納在餘裕空間118當中，因此其不會緊縮排氣管孔徑。

該中央閥門構件93b就有一實質半圓形狀，其中該被中央閥門結構93b覆蓋的區域是大於一個理想的半圓形，較佳的是不會大於半圓形的150%，更好的是不會大於半圓形的125%。如同第10圖所示，該中央閥門構件93b可以被設置在一個關閉狀態，其分隔該左傳送空間115以及右傳送空間117，因此能把左連結通管55有效地與右連結通管75分開，如此一來排氣氣體無法從左排氣管5流動到右排氣管7，反之亦然。為了避 免氣體連結發生在左排氣管5以及右排氣管7之間，該中央閥門93b可以繞著軸A₁₃旋轉，如此一來閥門構件93b可以移動到餘裕空間118(未繪示)。

根據如第10-13圖所示的實施例的通管接合構造，包含一蓋子119，其可以密封該餘裕空間118而與外界隔絕。雖然該中央閥門構件93b以及該共同閥門構件13b可以密封連結該分隔牆面116以及該通管接合構造9的外殼，要明白的是，在可動的共同閥門構件13b及/或中央閥門構件93b及/或通管接合構造9的外殼以及分隔牆面之間，仍然可能存在微小的間隙，以允許熱膨脹並降低可動件與固定件之間的磨損。顯然的，排氣氣體可以通過該等微小間隙，但是小量的氣體不會透過通管接合構造9以不受控制的方式洩漏到外界去(並不會影響通管接合構造9內的氣體流動，其來自引擎3並通向排氣開口53、73)。

如同第1、1a圖所示的較佳實施例的排氣系統1，可以適用以下的設定。根據第一設定，其可以被稱為初級運動設定，來自左汽缸群45的排氣氣體，會經過該左排氣管5到達左排氣開口53a、53b，而來自右汽缸群47的排氣氣體會經過該右排氣管7到達右排氣主要開口73a以及右排氣旁通開口73b。該第一設定與V8引擎共同運作時，可以達成運動設定並且發出高音的V8聲浪。為了達成第一設定，該共同連結孔徑91需要被完全關閉，且關閉該右閥門裝置13、72的右排氣管孔徑，並完全開啟左閥門裝置13、52的左排氣管孔徑。該高頻聲浪是因為分離了左排氣管與右排氣管的排氣氣體所導致的，這與汽缸點火順序有關。典型的V8引擎點火順序為「L,L,R,R,L,R,L,R」，其中L代表點燃左汽缸群35的一個汽缸，R 代表點燃右汽缸群37的一個汽缸。如果左排氣管5以及右排氣管7被分開，那麼氣體流動在排氣管內就不會互相干擾，其導致高頻聲浪。該第一設定的優點在於低轉速就能呈現高效能表現，特別是在每分鐘低於3000rpm的範圍，更佳的是低於2000rpm，因為該排氣管通管容積是過大的，當位於低轉速與低排氣氣體流動時。在低轉速範圍，通管接合構造9僅需要提供少數的膨脹空間給氣體即可。

該第一設定可以被理解為適用於第3圖的通管接合構造9或者如同第5b圖的實施例或者如同第10圖所示的通管接合構造的實施例，其具有關閉的中央閥門構件93b以及完全開啟的共同閥門構件13b(未繪示)。

第二設定可以被稱為平衡運動型設定，其中來自左或右汽缸群35、37的排氣氣體可以經過該左右排氣管5、7被傳送到任何一個排氣開口53、73。如此一來，可達成一個平衡但是仍然具有運動性的音浪輸出。 在這個設定中，該共同連結孔徑91是開啟的，以允許排氣氣體被在左排氣管5以及右排氣管7之間傳遞。進一步言，該閥門裝置13、52、72在閥門排氣管5、7中是開放的。該設定特別適合中高轉速操作，為了提昇引擎性能並降低排氣管內通管的回壓。特別是在高轉速區域，大於3000rpm，更佳的是大於4000rpm的領域。該二連續的壓力脈衝“L,L”或“R,R”，該左或右汽缸群35、37，創造了兩個壓力脈衝在同一個排氣管進氣段51或71，其導致的結果就是更高的壓力脈衝振幅以及更長的壓力脈衝持續期間，這是由於壓力脈衝會彼此干擾所致。該左與右排氣管5、7的連結在這個實施例中加倍了可用的通管容積，因此允許了更多壓力擴張並且降低了回壓。 此第二設定可以藉由如同第2、5a圖所繪示的通管接合構造9，或者第10-13圖所示的通管接合構造9的完全開啟的共同閥門構件13b以及完全開啟的中央閥門構件93b來達成。

在第二設定的通管接合構造中有兩個現象導致氣流以及壓力以及引擎表現的改善。第一個效應稱為壓力脈衝效應及其反射波，因為排氣氣體的擴張，其允了來自單一排氣管5、7的排氣管進氣段的氣流進入左與右可移除通管59、79，一個正的壓力脈衝從一個進氣段排氣管51、71而來，然後反向變成一個負的壓力脈衝反彈(往上端)回去，朝向引擎，在另外一個進氣段排氣管71或51。這個反彈的負壓力脈衝會在另外一個進氣段排氣管71或51裡面，以撞擊另外一個具有90度延遲的正向壓力脈衝，其幫助了清除在最後一段排氣管進氣段71或51裡的排氣氣體。如此一來，在排氣系統裡的泵汲損失就可以被降低了，進而改善了引擎性能，特別是在中轉速區域(例如2000rpm-4000rpm)。這個效應可以被稱為推挽效應。 第二個效應是氣體流動效應。在高性能參數狀況下(全負載、高轉速)，來自一第一進氣段排氣管的排氣氣體係被分開進入通管接合構造9，因為一個壓力位於該相對的另外一個排氣管的出口(注入效應)。性能表現因此獲得了大概1%到2%的總功率提昇。

在第三個引擎系統設定，其可以被稱為平滑設定或者靜音設定，排氣氣體被允許在排氣管5、7之間傳遞，但是被強迫流經相對而言較小的旁通管路57、77，為了使其由旁通開口53b、73b排出。

為了達成這項設定，該共同通管孔徑91開啟，而閥門裝置13、52、72啟動，允許氣體僅能流經旁通管路57、77到旁通排氣出口53b、 73b。該靜音設定可以以例如第2、5a圖的設定來達成，或者是一個全開的共同閥門構件13b以及一個全開的中央閥門構件93b，如同第10-13圖所示的通管接合構造9。在如同第1圖所示的排氣系統1中，該旁通啟動閥門13被設置在通管接合構造9的下端。

在第四設定，共同連結孔徑91以及閥門裝置13、52、72的排氣管孔徑都是完全關閉的。雖然無法增加性能，但是可以降低噪音。

在第五設定，該排氣氣體被允許在左排氣管5以及右排氣管7之間傳遞，但是至少一個閥門裝置13的排氣管孔徑是至少部份關閉的，其削弱了排氣氣體在主要排氣開口53a及/或73a的自由流動。可以以如同第7圖所示的實施例來完成，或者是以如同第10圖所示的實施例的通管接合構造9以及第1a圖的排氣系統，搭配完全開啟的中央閥門構件93b以及一個部份開啟的共同閥門構件13b來完成。

在第六設定，該排氣氣體可以在左排氣管5以及右排氣管7之間傳遞，但是可以經由該左排氣開口或者開口53或者經由右排氣開口或者開口73離開該排氣系統。這個設定可以被以第9圖的實施例，即排氣系統具有通管接合構造9，如同第2圖或者第10圖所示的一般來達成。該第六設定可以在一個額外的閥門被提供在至少一個左或者右旁通通管57、77的狀態下被執行(未繪示)。

該第五與第六設定可以被使用在現代的高效能引擎，例如V6或者V8引擎，其允許部份的引擎汽缸被脫開，例如該左汽缸群35或者右汽缸群37。該排氣系統的設計通常是為了要在全負載的時候最小化回壓，其可能在油門操作或者汽缸脫開的時候造成不舒服的爆音及/或引擎噪音。 第五或第六設定可以降低這種令人不愉快的效應。

概言之，如果有一個氣流在排氣管之間連動，該左排氣管5以及右排氣管7，該半個引擎的基本點火順序頻率造成的聲音(一個汽缸群)會被增強。在排氣管5、7之間的開放連結，會增強整個引擎(兩個汽缸群)的基本點火順序頻率造成的聲音。在汽缸數目為偶數的狀態下，後者大概會是前者的兩倍以上音量。點火順序與頻率是排氣系統的排氣音量裡最主要的原因，在高次諧波也會有影響。藉由開啟或者關閉共同連結孔徑91，該來自排氣系統的聲音可以被顯著的改變，因此這兩個設定會具有不同的聲音。

根據第14、15圖的聲譜圖，其顯示了該排氣系統的噪音程度(dBA)，其中噪音程度高於大約85dBA的話，是被標示為黑色，而噪音程度低於大約85dBA的話是被標示為白色。如前所述，根據本發明的一排氣系統可以在兩種不同的聲音特徵之間選擇，將在以下詳細說明。排氣聲音的測量可以使用一測量儀器在車上測量，其可以偵測引擎每分鐘的旋轉(rpm)以及來自放置在接近排氣出口段的麥克風的訊號。這種所謂的次方追蹤方式可以被用在萃取出想要的訊號，以供在頻域(FFT)分析使用，該引擎的所有的可能的rpm設定都可以適用。與rpm有關的聲音頻譜可以被結合到一矩陣當中，如第14、15圖所示。

根據第14、15圖，該聲譜圖在一張圖中描述了與引擎的rpm設定有關的聲音的頻率與音量之特徵。既然一個內燃機引擎提供了一個與其轉速有關的成比例的或者線性的輸出，對於85dBA或以上的聲音，放射聲音的諧波或次方在聲音的色譜中被表示為直線的線條。第14、15圖所示 的聲音測量是以一個V8雙渦輪引擎連結到根據本發明所作的排氣管所完成的。

第14圖繪示了一個在主要左與右排氣管之間的開放連結的聲譜圖。第15圖繪示了根據本發明的排氣系統的聲譜圖，其中該位於左排氣管與右排氣管之間的連結是關閉的。

參照第14圖，在V8雙渦輪引擎的整個轉速範圍裡，最主要的諧波次方是3.0以及3.5。在V8雙渦輪引擎的中轉速範圍，該4.0、4.5、5.0的諧波次方也佔了主要地位。高次方諧波(6-10)也存在但是顯然較不密集。低頻聲音，例如1.5、2.0次方的，就沒有顯示出來。

在第15圖的聲譜圖裡，該圖係與排氣管之間關閉連結的設定有關，該聲音的放射是可以看出不同的。特別是，在左排氣管與右排氣管之間的開放連結，會允許較低的諧波次方出現，例如1.5或2.0次方。進一步言，為與如上所述的關閉連結的設定有所區隔，呈現了一個較寬的頻譜，其是從4到10次方，包含所有的半次方諧波，其定義了一個較明確寬廣的音頻帶。特別是當rpm範圍介於4000-6200rpm時，該寬廣的音頻帶相比於第14圖的聲譜，是更為集中的。

人類的耳朵能夠分辨如同第14圖與第15圖的聲音放射差異。 第14圖所呈現的聲音將會較不強烈，較平緩，較悅耳。第15圖所呈現的聲音將會更強有力，具有一個較高的頻率，且強調了引擎的基本特性。

如果完整的引擎汽缸數目是N(例如8，如同第1圖所示)，且引擎的樣式是四行程，任何一個引擎汽缸群所包含的汽缸數目就是N/2(亦即如同第1圖所示的引擎3，左汽缸群35有四個汽缸，右汽缸群37 也有四個汽缸)。如此一來左排氣管5以及右排氣管7被連結起來時的基本的點火聲音次序頻率就如同下列方程式，其中f代表引擎的迴轉速度：FOcon=N．f/2

當這個引擎速度從理想數值一直變動到最高轉速，任何一個點火次序都具有一個最低到最高的頻率。當排氣管5、7之間的連結被完全封閉，那麼代表點火聲音的次序的頻率的方程式就改寫為：FOdiscon=N．f/4

點火順序頻率可以藉由引擎的配置被顯著的改變(例如汽缸頭的角度以及曲軸的配置)。然而，關於聲音的分佈會被維持在如同前述的兩個\操作狀態之間。

在理解了前面清楚描述的特徵與圖式以及請求項內容之後，可以理解本發明的不同實施例以及許多可能的組合。

Claims (14)

1. 一種汽車內燃機的排氣系統，包含：一左排氣管，可以連接到該內燃機引擎的一左汽缸群；以及一右排氣管，可以連接到該內燃機引擎的一右汽缸群；任一排氣管包含一排氣管結構，包括：一排氣管進氣段，用以接收來自該汽缸群的排氣氣體，並可與排氣管連接；至少一排氣出氣段，可以向外界開啟；以及一連結通管，介於該排氣管進氣段以及排氣管出氣段，包含一進氣段孔徑，用以接收來自該排氣管進氣段的排氣氣體，以及一出氣段孔徑，用以傳送該排氣氣體朝向該排氣出口；其中，該左連結通管以及該右連結通管係接合的，以實現一通管接合構造，如此一來該連結通管形成一共同連結孔徑，以在排氣管之間傳遞排氣氣體；以及其中該排氣系統包含至少一閥門構件，用以開啟及/或關閉該共同連結孔徑；以及在該排氣系統中包含一閥門裝置，該閥門裝置用以部份及/或完全防止該排氣氣體在該左排氣管及/或右排氣管的流動路徑，其具有一個對應的排氣管孔徑，位於該進氣段孔徑以及至少一出氣段孔徑之間；在該排氣系統中包含一控制單元，該控制單元用以控制該閥門構件以及該閥門裝置，根據以下至少一個設定：a.共同連結孔徑關閉，同時左與右排氣管孔徑開啟；b.共同連結孔徑開啟，同時左與右排氣管孔徑開啟；以及/或c.共同連結孔徑開啟，同時左與右排氣管孔徑完全關閉；以及其中該控制單元用以控制該閥門構件以及該閥門裝置，根據以下至少一更進一步的設定：d.共同連結孔徑開啟，同時左及/或右排氣管孔徑部份關閉；e.共同連結孔徑開啟，同時一排氣管孔徑開啟，而另一排氣管孔徑完全關閉。
2. 如請求項1所述的汽車內燃機的排氣系統，其中，該連結通管係彎曲的，特別是具有角度及/或曲度，較佳的是如此一來該通管接合構造會呈現X型及/或該通管接合構造可以實現能夠在排氣管之間傳遞排氣氣體的唯一連結，及/或該共同連結孔徑定義一混合區域，介於一個被由左及/或右排氣管截面區域定義的參考區域的尺寸的0.25~4倍之間。
3. 如請求項1所述的汽車內燃機的排氣系統，其中，該至少一閥門構件包含一關閉元件，用以覆蓋至少50%的混合區域，該混合區域由共同連結孔徑定義，其中該關閉元件包含一旁通孔徑，其中該關閉元件可以旋轉達到90度的程度，以在完全開啟與完全關閉的狀態之間切換。
4. 如請求項1所述的汽車內燃機的排氣系統，其中任一排氣管更包含一旁通通管導向一第二排氣出氣段向外界開啟，其中該旁通通管分流自閥門裝置的上段，特別是來自通管接合構造的的上段。
5. 如請求項4所述的汽車內燃機的排氣系統，其中，該閥門裝置係包含在該通管接合構造之中，其中該接合構造包含一第一閥門構件以及一第二閥門構件，其中該第一與第二閥門構件係可獨立活動的。
6. 如請求項5所述的汽車內燃機的排氣系統，其中，該第一閥門構件是一左閥門構件，可以選擇性的活動以開啟該共同連結孔徑及/或該左排氣管孔徑，同時該第二閥門構件是一右閥門構件，可以選擇性的活動以開該共同連結孔徑及/或該右排氣管孔徑。
7. 如請求項5所述的汽車內燃機的排氣系統，其中，該第一閥門構件是一中央閥門構件，用以選擇性開啟或者關閉該共同連結孔徑，同時該第二閥門構件是一共同閥門構件用以開啟或關閉排氣管孔徑。
8. 一種汽車內燃機的排氣系統，包含：一左排氣管，可以連接到該內燃機引擎的一左汽缸群；以及一右排氣管，可以連接到該內燃機引擎的一右汽缸群；任一排氣管包含一排氣管結構，其定義一排氣管進氣段，用以接收來自該汽缸群的排氣氣體，並可與排氣管連接；至少二排氣出氣段，特別是一主要排氣出氣段以及一旁通排氣出氣段，向外界開啟；其中，任一排氣管更包含：一閥門裝置用以開啟及/或關閉一排氣管孔徑，其設置在排氣管進氣段與該至少二排氣出氣段之一之間，如此一來在排氣裝置處於開啟狀態時，排氣氣體可以從排氣管進氣段被傳送到至少二排氣出氣段，如此一來，在排氣裝置處於關閉狀態時，排氣氣體可以不從該排氣管進氣段流入到至少二排氣出氣段之一，特別是主要排氣出氣段；以及至少一連結，用以在排氣管之間傳送排氣氣體，以及其中該排氣系統包含至少一閥門構件用以開啟及/或關閉該至少一連結；其特徵為，在該排氣系統中包含一控制單元，該控制單元用以控制該閥門構件以及該閥門裝置，根據以下至少一個設定：a.連結關閉，同時左與右排氣管孔徑開啟；b.連結開啟，同時左與右排氣管孔徑開啟；以及/或c.連結開啟，同時左與右排氣管孔徑完全關閉；以及其中該控制單元用以控制該閥門構件以及該閥門裝置，根據以下至少一更進一步的設定：d.連結開啟，同時左及/或右排氣管孔徑部份關閉；e.連結開啟，同時一排氣管孔徑開啟，而另一排氣管孔徑完全關閉。
9. 如請求項8所述的汽車內燃機的排氣系統，其中，該主要排氣出氣段的截面區域大於該旁通排氣出氣段的截面區域。
10. 如請求項8或9所述的汽車內燃機的排氣系統，其中，該閥門裝置係設置在左或右排氣管下端，相對於該連結而言。
11. 如請求項8所述的汽車內燃機的排氣系統，其中，任一排氣管更包含一旁通管路用以從該排氣管進氣段傳送排氣氣體到至少二開口的其中之一；及/或該旁通管路係從對應的排氣管的主要通管分支而來，其中該主要通管包含對應的排氣管進氣段以及該至少二排氣開口的至少其中之一。
12. 如請求項1或8中所述的汽車內燃機的排氣系統，其中，該排氣系統包含一控制單元，用以控制該閥門構件根據引擎預定的轉速範圍，開啟或者關閉該連結或者共同連結孔徑。
13. 如請求項1或8中所述的汽車內燃機的排氣系統，其中，該控制單元用以控制該閥門構件以及該閥門裝置，更進一步根據以下設定：a.連結或者共同連結孔徑關閉，同時左與右排氣管孔徑完全關閉。
14. 如請求項8所述的汽車內燃機的排氣系統，其中，該連結提供了一實質上為X型的通管接合構造，該通管接合構造屬於該左排氣管以及右排氣管，及/或只有一個連接點被用來作為在排氣管之間傳導排氣氣體的用途。