[发明专利]汽车汽油机用多脉冲定压式排气管

说明书

本发明涉及一种汽油机排气管，特别涉及一种汽车汽油机用多脉冲定压式排气管。

目前汽车汽油机所用排气管的结构为岐管等截面式，没有考虑各缸排气间的相互干扰的消除问题，更谈不上利用某一缸的排气引射其它缸的排气而降低、排气阀处的压力。近几十年来，人们在设计进排气管时开始利用进排气管中的压力波动，但这也仅能在某一个发动机转速附近利用管内压力波动多排废气多充新气，而在其它转速则无法利用管中压力波，甚至效果更不好(SAE pape 690499)，为了在各种转速下都能利用压力波动，有人发明了可调节的进气管(SAE paper 871977)，但这种结构比较复杂，其目的仍然是利用压力波动，而且需事先测出各种转速，甚至负荷下的最佳位置。用复杂的控制装置进行开环控制，这对制造和调整要求较高，实用的不多。美国专利US4165612及德国专利DE3903-566-A公开了一种排气管，该排气管具有至少两个歧管，该至少两个歧管连接在一起与一总管连通，虽然能降低排气阀处的压力，但压力仍偏大。

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，利用引射原理设计了一种多脉冲定压式排气管，具有在各个转速下排气阀处压力低、结构简单、工作可靠、无须调整就能达到与利用波动相同目的的特点。

本发明的结构原理是这样实现的：

将排气歧管设计为面积渐缩式，并且将至少两个歧管连在一起构造成总管，以利用各缸的排气脉冲引射和使总管压力稳定。另外歧管的长度要比较短不宜过长，总管可视要求设计为面积渐扩、渐缩和面积不变式。

此排气管的工作原理为，当某一缸排气时，利用歧管的截面积变化使气流加速，对其它歧管中的气体产生引射，降低排气阀处的背压，又由于各缸有规律地不断排气使各缸排气阀处一直有较低的排气背压，并且使得总管中气体压力比较稳定。另外由于总管和歧管中的面积变化和各缸气体的引射作用使得总管中的气体对歧管影响不大。

由此可见，本发明可使汽车用汽油机(增压和自然吸气式)在各缸排气阀处一直有低的排气背压，排气总管有较稳定的压力和避免总管压力影响排气歧管的排气。对于增压汽油机而言，排气排得净，有利于多充新气，使功率提高，燃油经济性变好，排气总管的压力稳定使废气涡轮能够稳定高效地工作，充分利用了排气能量；对于自然吸气式汽油机，排气排得干净，充新气多，功率扭矩提高，经济性变好，而且排气总管压力较稳定，有利于降低排气噪声。

附图是一直列六缸汽油机排气管结构示意图。

参照附图，本发明包括至少两个歧管(1-6)，歧管(1-6)的面积为渐缩型，歧管(1-6)的渐缩端连在一起并与一总管(7)相连通，总管(7)为面积不变式。

同样，总管(7)可设计为面积渐扩式、面积渐缩式。

附图实施例的排气顺序为1-5-3-6-2-4，720°曲轴转角循环一次，每120°曲轴转角有一缸排气。排气时，排气阀逐渐打开到最大，然后又逐渐关闭，当前面一缸排气至120°时，后边排气的缸开始排气，每缸排气持续期大约为240°曲轴转角。这样基本上使排气总管的压力稳定。又由于每个歧管的面积渐缩，使得这一缸排气时气体加速，对所有其它缸产生引射，结果各缸排气阀处压力较低，有利于排尽废气。

此排气管用于多缸机。如四缸直列式汽油机和六缸直列式汽油机。对提高发动机功率降低燃油消耗量效果显著。例如，某一自然吸气式四缸直列汽油机492Q(在我国被大量使用，每年产量达40万台以上)的初步试验表明，最大功率和扭矩提高了8％以上，外特性比油耗下降5％以上，起作用的转速范围为1500转/分到4000转/分。

从1988年以来，采用这种排气管的试验(如492Q自然吸气式汽油机仅换排气管进行废气涡轮增压试验)表明，发动机功率从83马力升到105马力，万有特性最低比油耗下降了10克/马力·小时左右。