本發(fā)明涉及發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域，尤其涉及一種降低發(fā)動(dòng)機(jī)各氣缸間排氣干擾的排氣結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

隨著國家第四階段油耗法規(guī)的逐步實(shí)施，發(fā)動(dòng)機(jī)當(dāng)前面臨的主要難題是如何降低燃油耗，以滿足越來越嚴(yán)苛的法規(guī)要求。

當(dāng)前汽油發(fā)動(dòng)機(jī)降低油耗的技術(shù)手段很多，如：降低機(jī)械摩擦、降低泵氣損失、熱管理、提高燃燒效率、增壓小型化等等，其中阿特金森循環(huán)技術(shù)作為降低泵氣損失和提高燃燒效率的措施，在混合動(dòng)力車型上得到廣泛應(yīng)用，由于阿特金森循環(huán)進(jìn)氣量偏小，且需要大的幾何壓縮比，外特性性能得不到很好的發(fā)揮，動(dòng)力輸出偏弱。

傳統(tǒng)采用4-1形式的排氣支管的發(fā)動(dòng)機(jī)，在2000rpm至額定轉(zhuǎn)速的工作范圍內(nèi)，排氣行程相鄰的兩個(gè)氣缸的排氣壓力會(huì)相互干涉，導(dǎo)致廢氣殘留量的增加，氣缸溫度上升，高溫導(dǎo)致混合氣被提前點(diǎn)燃，就產(chǎn)生了爆震。如圖1示出現(xiàn)有技術(shù)中發(fā)動(dòng)機(jī)排氣結(jié)構(gòu)，以及圖2為對應(yīng)的發(fā)動(dòng)機(jī)排氣支管排氣干涉的原理圖。圖1中現(xiàn)有技術(shù)發(fā)動(dòng)機(jī)的四個(gè)氣壓缸，分別第一氣壓缸1、第二氣壓缸2、第三氣壓缸3和第四氣壓缸4。

在現(xiàn)有的發(fā)動(dòng)機(jī)中，第三氣壓缸排氣形成中，排氣壓力對第一氣壓缸產(chǎn)生的影響，參見圖1，示出了第三氣壓缸排氣壓力形成的壓力波路徑21’。進(jìn)一步，圖2中箭頭A’、箭頭B’和箭頭C’分別表示轉(zhuǎn)速為2000rpm、4000rpm和8000rpm時(shí)，第三氣壓缸排氣壓力對第一氣壓缸產(chǎn)生影響的位置。

可以知曉，圖1中示出的四氣缸發(fā)動(dòng)機(jī)在轉(zhuǎn)速2000-8000rpm的范圍內(nèi)，對第一氣壓缸的排氣形成會(huì)造成影響，這會(huì)導(dǎo)致第一氣壓缸具有廢氣殘留，氣缸內(nèi)溫度上升，高溫導(dǎo)致混合氣被提前點(diǎn)燃，產(chǎn)生爆震。同理，第四缸會(huì)對第三缸產(chǎn)生干擾，第二缸對第四缸產(chǎn)生干擾，第一缸會(huì)對第二缸產(chǎn)生干擾。

另外一方面，傳統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)在排氣總管后設(shè)置催化器，進(jìn)行碳?xì)浠衔锾幚?，一般其工作溫度?00-800攝氏度才能高效地把汽車尾氣轉(zhuǎn)化為對環(huán)境無害的氣體。所以如何讓催化器快速升溫，降低暖機(jī)工況下的尾氣排放，是所有汽油發(fā)動(dòng)機(jī)所必須考慮的問題?，F(xiàn)有其它降低排氣干擾技術(shù)的4-2-1排氣歧管，通過大幅增加排氣支管的長度來降低干擾，排氣歧管結(jié)構(gòu)形式?jīng)]有本質(zhì)變化，催化器在總管上，過長的排氣歧管必然導(dǎo)致催化器溫度提升較慢。需要通過在冷車怠速階段推遲點(diǎn)火時(shí)間以及提高怠速轉(zhuǎn)速，保證了催化器能快速達(dá)到最適工作溫度，減少了排放，很顯然，該發(fā)動(dòng)機(jī)在冷車怠速階段油耗會(huì)相對較高，且燃燒不穩(wěn)定，而且對于未來更高的排放標(biāo)準(zhǔn)，該技術(shù)會(huì)面對更大的挑戰(zhàn)。而且這種結(jié)構(gòu)排氣歧管體積龐大，很難布置。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種降低發(fā)動(dòng)機(jī)各氣缸間排氣干擾的排氣結(jié)構(gòu)，以解決現(xiàn)有技術(shù)中的問題，能夠降低排氣干擾，降低了爆震，同時(shí)能夠縮短排氣支管的長度，減小了排氣歧管的體積，催化器分成兩部分并前移，提高碳?xì)浠衔锏奶幚砟芰?，同時(shí)，又可實(shí)現(xiàn)斷油停缸的功能(斷一、四缸或二、三缸)。

本發(fā)明提供一種降低發(fā)動(dòng)機(jī)各氣缸間排氣干擾的排氣結(jié)構(gòu)，包括：分別與每個(gè)氣缸連通的排氣支管，每兩個(gè)排氣支管交匯形成交匯管，每個(gè)所述交匯管分別連通有催化器，每個(gè)所述催化器的排氣口交匯形成排氣總口。

如上述的降低發(fā)動(dòng)機(jī)各氣缸間排氣干擾的排氣結(jié)構(gòu)，其中，優(yōu)選的是，所述催化器前設(shè)置有氧傳感器。

如上述的降低發(fā)動(dòng)機(jī)各氣缸間排氣干擾的排氣結(jié)構(gòu)，其中，優(yōu)選的是，所述氧傳感器設(shè)置在交匯管處。

如上述的降低發(fā)動(dòng)機(jī)各氣缸間排氣干擾的排氣結(jié)構(gòu)，其中，優(yōu)選的是，所述排氣支管通過法蘭安裝并連通每個(gè)所述氣缸。

如上述的降低發(fā)動(dòng)機(jī)各氣缸間排氣干擾的排氣結(jié)構(gòu)，其中，優(yōu)選的是，所述催化器為三元催化器。

如上述的降低發(fā)動(dòng)機(jī)各氣缸間排氣干擾的排氣結(jié)構(gòu)，其中，優(yōu)選的是，所述發(fā)動(dòng)機(jī)為四氣缸發(fā)動(dòng)機(jī)，每個(gè)氣缸分別為第一氣壓缸、第二氣壓缸、第三氣壓缸和第四氣壓缸，與每個(gè)氣缸連通的排氣支管分別為第一排氣支管、第二排氣支管、第三排氣支管和第四排氣支管；其中，第一排氣支管和第四排氣支管交匯形成第一交匯管，所述第一交匯管連通第一催化器；第二排氣支管和第三排氣支管交匯形成第二交匯管，所述第二交匯管連通第二催化器。

本發(fā)明提供的降低發(fā)動(dòng)機(jī)各氣缸間排氣干擾的排氣結(jié)構(gòu)，能夠降低排氣干擾，讓排氣更徹底，減小了廢氣在氣缸內(nèi)的殘留量，提升了進(jìn)氣量的同時(shí)，降低了缸內(nèi)混合氣溫度，降低了爆震。

附圖說明

圖1為現(xiàn)有技術(shù)中發(fā)動(dòng)機(jī)排氣結(jié)構(gòu)的示意圖；

圖2為現(xiàn)有技術(shù)中發(fā)動(dòng)機(jī)排氣支管排氣干涉的原理圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的降低發(fā)動(dòng)機(jī)各氣缸間排氣干擾的排氣結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的降低發(fā)動(dòng)機(jī)各氣缸間排氣干擾的排氣結(jié)構(gòu)中排氣支管排氣干涉的原理圖；

圖5本發(fā)明實(shí)施例提供的降低發(fā)動(dòng)機(jī)各氣缸間排氣干擾的排氣結(jié)構(gòu)中排氣支管的壓力波的路徑圖。

附圖標(biāo)記說明：

1—第一氣壓缸、2—第二氣壓缸、3—第三氣壓缸、4—第四氣壓缸、5—法蘭、6—第一交匯管、7—第二交匯管、8—氧傳感器安裝孔、9—第一催化器、10—第二催化器、11—第一排氣支管、12—第二排氣支管、13—第三排氣支管、14—第四排氣支管、15—排氣總口、21—本發(fā)明第三氣壓缸排氣壓力形成的壓力波路徑、21’—現(xiàn)有技術(shù)中第三氣壓缸排氣壓力形成的壓力波路徑

具體實(shí)施方式

下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能解釋為對本發(fā)明的限制。

本發(fā)明提供一種降低發(fā)動(dòng)機(jī)各氣缸間排氣干擾的排氣結(jié)構(gòu)(以下簡稱排氣結(jié)構(gòu))，包括有與每氣缸發(fā)動(dòng)機(jī)中每個(gè)氣缸連通的排氣支管，每兩個(gè)排氣支管交匯形成交匯管，每個(gè)交匯管分別連通有催化器(交匯管不共用同一個(gè)催化器)，每個(gè)催化器的排氣口交匯形成排氣總口。

為了方便理解，以四氣缸發(fā)動(dòng)機(jī)為例說明，四個(gè)氣缸分別為為第一氣壓缸1、第二氣壓缸2、第三氣壓缸3和第四氣壓缸4，與每個(gè)氣缸連通的分別為第一排氣支管11、第二排氣支管12、第三排氣支管13和第四排氣支管14。第一排氣支管11和第四排氣支管14交匯形成第一交匯管6，第一交匯管6連通第一催化器9；第二排氣支管12和第三排氣支管13交匯形成第二交匯管7，第二交匯管7連通第二催化器10。

本發(fā)明的排氣結(jié)構(gòu)能夠降低氣缸之間排氣干擾，讓排氣更徹底，減小了廢氣在氣缸內(nèi)的殘留量，提升了進(jìn)氣量的同時(shí)，降低了缸內(nèi)混合氣溫度，降低了爆震傾向，點(diǎn)火提前角可以更提前，燃燒效率得到提升。具體如何達(dá)到該效果請繼續(xù)參閱下文。

為了方便說明該效果以及易于理解，以下均已四氣缸發(fā)動(dòng)機(jī)為例說明，關(guān)于發(fā)動(dòng)機(jī)工作的原理，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是可以知曉的，在此就不贅述，以下說明中主要涉及第三氣壓缸排氣形成中，排氣壓力對第一氣壓缸產(chǎn)生的影響，參見圖1，示出了第三氣壓缸排氣壓力形成的壓力波路徑21’。

繼續(xù)參見圖1，示出了現(xiàn)有技術(shù)中一種四氣缸發(fā)動(dòng)機(jī)排氣結(jié)構(gòu)的示意圖，圖2為對應(yīng)該四氣缸發(fā)動(dòng)機(jī)排氣支管排氣干涉的原理圖。

圖2中箭頭A’、箭頭B’和箭頭C’分別表示轉(zhuǎn)速為2000rpm、4000rpm和8000rpm時(shí)，第三氣壓缸排氣壓力對第一氣壓缸產(chǎn)生影響的位置。應(yīng)該理解，在第三氣壓缸排氣時(shí)，排氣的壓力波會(huì)經(jīng)過一定的時(shí)間傳遞到第一氣壓缸，即有一定的滯后性。轉(zhuǎn)速越快，滯后的時(shí)間越長，對第一氣壓缸的影響的位置在圖2中顯示的就越靠后。

從圖2中可以知曉，圖1中示出的一種四氣缸發(fā)動(dòng)機(jī)在轉(zhuǎn)速2000-8000rpm的范圍內(nèi)，對第一氣壓缸的排氣形成會(huì)造成影響，這會(huì)導(dǎo)致第一氣壓缸具有廢氣殘留，氣缸內(nèi)溫度上升，高溫導(dǎo)致混合氣被提前點(diǎn)燃，產(chǎn)生爆震。

圖3示出了本申請的排氣結(jié)構(gòu)(以四氣缸發(fā)動(dòng)機(jī)為例)的示意圖，結(jié)合圖4，為申請四氣缸發(fā)動(dòng)機(jī)排氣結(jié)構(gòu)中的排氣支管排氣干涉的原理圖，箭頭A、箭頭B和箭頭C分別表示轉(zhuǎn)速為2000rpm、4000rpm和8000rpm時(shí)，第三氣壓缸排氣壓力對第一氣壓缸產(chǎn)生影響的位置?？梢钥闯觯景l(fā)明的降低發(fā)動(dòng)機(jī)各氣缸間排氣干擾的排氣結(jié)構(gòu)在大部分轉(zhuǎn)速情況下對第一氣壓缸的排氣形成都不會(huì)產(chǎn)生影響。

下面說明本發(fā)明會(huì)有以上有益效果的至少一個(gè)原因，以四氣缸發(fā)動(dòng)機(jī)為例，當(dāng)?shù)谝粴鈮焊滋幱谂艢庑谐棠┝藭r(shí)，進(jìn)氣門提前打開進(jìn)氣，排氣壓力降到最低，這時(shí)第三氣壓缸排氣門正好打開，較強(qiáng)的排氣壓力波(參見圖5，示出了壓力波路徑，圖5中標(biāo)號21表示壓力波傳遞路徑)，由第三排氣支管13傳遞到第一氣排氣支管的入口處，本發(fā)明由于傳遞路線稍長，而且傳遞路徑中具有催化器，催化器的小孔結(jié)構(gòu)會(huì)產(chǎn)生壓力衰減，導(dǎo)致排氣壓力波達(dá)到第一氣壓缸排氣門時(shí)已經(jīng)衰減的很弱，對第一氣壓缸的排氣的影響降到最低。試驗(yàn)證明，催化器在發(fā)動(dòng)機(jī)額定點(diǎn)時(shí)會(huì)產(chǎn)生大約20kPa以上的壓降，因此催化器兼作為壓力衰減單元是非常的合適(催化器本身具有處理碳?xì)浠衔锏墓δ?，下面將詳?xì)說明)。

綜上所述，本發(fā)明的降低發(fā)動(dòng)機(jī)各氣缸間排氣干擾的排氣結(jié)構(gòu)比現(xiàn)有技術(shù)相比能夠降低排氣干擾，降低了爆震。

進(jìn)一步，本發(fā)明的排氣結(jié)構(gòu)減少了排氣支管的長度，從而減少了體積。相比于現(xiàn)有技術(shù)中在排氣總管上設(shè)置催化器，本發(fā)明將體積大的催化器分為兩個(gè)小的催化器，位置分別前移到交匯管上，有催化器排氣管形成排氣總管，不需要彎彎曲曲，并且由于經(jīng)過了催化器后，(如上述，催化器的降壓下過，相當(dāng)于加上了阻尼)，可以使壓力波的減小，從而大大縮短支管的長度，減小排氣歧管體積。

再進(jìn)一步，本發(fā)明催化器的位置更靠近氣缸，因此進(jìn)入催化器的氣體溫度也就更高，更易達(dá)到催化器的工作溫度，從而提高了碳?xì)浠衔锏奶幚砟芰?。在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，催化器為三元催化器。

下面繼續(xù)說明本發(fā)明的排氣結(jié)構(gòu)，上述催化器前設(shè)置有氧傳感器，可以分組對氣缸獨(dú)立地進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)的閉環(huán)控制，這樣可以通過其中一組氣缸的斷油，實(shí)現(xiàn)停缸的功能，進(jìn)一步降低發(fā)動(dòng)機(jī)燃油消耗率。優(yōu)選地，氧傳感器設(shè)置在交匯管處，交匯管處可以設(shè)置有氧傳感器安裝孔8。

在一種可選的實(shí)施方式中，排氣支管通過法蘭5安裝并連通每個(gè)所述氣缸。

以上依據(jù)圖式所示的實(shí)施例詳細(xì)說明了本發(fā)明的構(gòu)造、特征及作用效果，以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，但本發(fā)明不以圖面所示限定實(shí)施范圍，凡是依照本發(fā)明的構(gòu)想所作的改變，或修改為等同變化的等效實(shí)施例，仍未超出說明書與圖示所涵蓋的精神時(shí)，均應(yīng)在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。