[发明专利]具有纹理化表面的排气导管

说明书

本公开提供了“具有纹理化表面的排气导管”。提供了一种用于车辆的汽车发动机的排气系统，所述排气系统带具有纹理化表面的排气导管。所述系统包括：多个气缸排气道；以及排气歧管，所述排气歧管包括流体地联接到所述多个气缸排气道的多个排气流道，其中所述多个排气流道中的至少一个排气流道包括从所述排气流道向外突出的多个台阶或凹坑。在一个示例中，所述系统促进排气流中的氧气和碳氢化合物的有效混合以减少发动机排放。

技术领域

本公开总体上涉及一种用于在车辆的汽车发动机的排气系统中使用的具有纹理化表面的排气导管。

背景技术

尤其是在催化器转化效率低时的冷起动状况下，减少发动机排放是具有挑战性的。在冷起动状况下，增加量的碳氢化合物(HC)通过排气道排放到排气系统中。碳氢化合物可以在高温下在氧气(O₂)的存在下被氧化。然而，需要O₂和HC的适当混合以帮助增加HC氧化并减少发动机排放。然而，在以前的排气系统中，尚未实现排气歧管中的期望水平的排气混合。

Goffe在美国专利序列号14/486,217中教示了一种针对增加排气混合的概率的方法。其中描述了一种柴油机排气处理的混合室，所述混合室利用纹理化表面。混合室位于柴油机排气流体计量器附近。纹理化是存在于混合室的内表面上的多个半球形突起的形式，所述纹理化导致柴油机排气的流动在混合室的内径向表面附近中断。Sakamoto等人在美国专利序列号14/411,809中示出了另一个系统。其中，描述了一种用于内燃发动机的排气通道结构。内燃发动机的内排气道被设置有三个或更多个弯曲部。弯曲部中的一者的内壁被配置有沿着排气流的方向向内突出的台阶，由此增强排气的热辐射和湍流扩散。

然而，本文的发明人已经认识到诸如上述那些方法的潜在问题。作为一个示例，在Goffe和Sakamoto中描述的导管的内径向表面的纹理化导致排气通道的总横截面面积减小。此外，台阶或突起的高度可能增加压力损失，由此导致排气流分离。另外，在Goffe和Sakamoto中描述的系统不涉及增加排气流道中的HC氧化。

发明内容

本文的发明人已经认识到上述问题以及其他问题，并且已经开发出一种排气系统，所述排气系统包括：多个气缸排气道；以及排气歧管，所述排气歧管包括流体地联接到所述多个气缸排气道的多个排气流道，其中所述多个排气流道中的至少一个排气流道包括从所述排气流道向外突出的多个台阶或凹坑。

根据本公开的排气系统包括具有纹理化表面的排气流道，所述纹理化表面被配置为促进排气流中的O₂和HC的混合以减少发动机排放。作为一个示例，纹理化可以呈存在于排气流道的内径向表面上向外延伸的多个台阶或凹坑的形式，使得排气流道的外径向表面看起来具有多个突起。当排气流过流道时，多个台阶或凹坑在排气流道的表面附近产生湍流并增强O₂和HC的混合，由此增强碳氢化合物的氧化速率。

在另一个示例中，每个纹理化表面结构的形状被配置为使得每个台阶或凹坑的面垂直于排气流道的表面。尤其是在反向流动状况下，这种配置可以产生强烈的湍流并增强整体混合效果。另外，当排气向下游流动时，这种配置有助于减少压力损失。因此，本公开的系统不仅增加了排气流道和歧管中的HC氧化速率，而且使压力损失保持最小化。

根据本公开，排气流道的表面纹理化不会减小排气通道的总横截面。排气流道的内径向表面中的多个台阶或凹坑允许排气混合而不增加流动损失。因此，本公开的排气系统可以应用于具有带排气流道和排气歧管的发动机的任何车辆。

应当理解，提供以上发明内容是为了以简化的形式介绍在具体实施方式中进一步描述的一系列概念。这不意味着识别所要求保护的主题的关键或本质特征，所要求保护的主题的范围唯一地由在详细描述之后的权利要求限定。此外，所要求保护的主题不限于解决以上或在本公开的任何部分中提到的任何缺点的实施方式。

附图说明

图1示出了根据本公开的车辆排气系统的示例性实施例。