技术领域
[0001] 本
发明属于
汽车技术领域，涉及一种
内燃机，特别是机动车的内燃机的排气系统。
背景技术
[0002] 为降低
发动机的排气噪声，提高整车舒适性，排气消声器采用复杂的结构设计。由于消声器腔内的气流滞留时间长，导致排气背压上升，最大排气
歧管的背压可达到74（Kpa/5600rpm），详见图1。现有的排气系统一般都是固定结构，排气背压随
发动机转速提高而增加，发动机常用的工作范围在800-2800rpm之间，此时排气系统的最高背压不大于
21Kpa，不到最大排气背压的30%，对发动机性能的影响有限。但当整车在低档
加速或高速行驶时，发动机处于高转速工况，排气背压明显增加，影响发动机的性能。过高的排气背压影响发动机的动
力性和经济性。
发明内容
[0003] 本发明的目的在于提供降低排气背压的排气系统，可降低发动机高转速时的排气背压，提高发动机的性能。
[0004] 为达到上述目的，本发明的解决方案是：
[0005] 一种降低排气背压的排气系统，包括
排气歧管、前消声器、两个并联设置的第一后消声器与第二后消声器，所述前消声器、第一后消声器与第二后消声器经由排气歧管连接，且所述第二后消声器的进气口端布置有可控
阀门以用于调整排气流量；
[0006] 排气背压
传感器，所述排气背压传感器位于排气歧管前端用以测量发动机排气背压；
[0007]
控制器，所述控制器分别与车辆发动机转速
信号传感器、所述排气背压传感器以及所述可控阀门通信相连，所述控制器实时采集并处理发动机的转速信号和排气背压的压力信号以调整所述可控阀门的开度。
[0008] 所述排气歧管与所述前消声器、第一后消声器以及第二后消声器之间分别经由平面
法兰连接以保证排气系统的
密封性。
[0009] 所述排气歧管上预留安装
螺纹孔，所述排气背压传感器上预留安装螺纹，所述排气背压传感器与所述排气歧管直接装配。
[0010] 所述控制器为小型的芯片控制器。
[0011] 所述第一后消声器与第二后消声器结构相同。
[0012] 一种降低排气背压的排气系统的控制方法，包括以下步骤:
[0013] (1)车辆启动后，控制器实施监测车辆发动机转速信号以及排气背压传感器压力信号，当判断排气歧管处的压力信号小于
阈值时，前消声器与第一后消声器工作，车辆正常运行；当判断排气歧管处的压力信号大于阈值时，转入步骤（2）；
[0014] （2）控制器控制第二后消声器前的可控阀门打开一定的开度，使得部分排气从制第二后消声器处排出。
[0015] 所述步骤（2）中，所述控制器监测到发动机转速越高，可控阀门的开度越大，直至可控阀门全部打开为止。
[0016] 优选的，所述排气系统排气背压的阀值以及可控阀门的开度可任意设定，以用于前期发动机台架开发时的性能验证。
[0017] 由于采用上述方案，本发明的有益效果是：
[0018] 本发明所示的一种降低排气背压的排气系统及控制方法，相对于现有的排气系统而言，除了前消声器与第一后消声器的出气口外，增加一个第二后消声器出气口，同时，在第二后消声器进气口端布置一个可控阀门用于控制排气流量，在排气歧管前端安装一个排气背压传感器用于测量发动机排气背压，此外，还设有一个控制器，用于实时采集发动机的转速信号和排气背压的压力信号以调整所述可控阀门的开度。
[0019] 当排气背压较低时，为保证整车降噪性能，可控阀门关闭，排气只能从通过排气歧管沿前消声器与第一后消声器路径通过；当从排气背压传感器检测到排气背压增加，超过一定的标定阀值时，第二后消声器的前的可控阀门打开，部分排气可从第二后消声器处排出，从而保证排气背压可稳定在一定的标定阀值内。可控阀门开度随发动机转速增加而增加，直至可控阀门全部打开。
[0020] 故本发明所示降低排气背压的排气系统及控制方法的在低速阶段常用工况（发动机转速低于2800rpm），对整车排气系统的降噪效果不影响；在高速阶段（发动机转速高于2800rpm），可降低整车的排气背压，提高发动机的动力性和经济性；此外，对于排气系统的排气背压阀值以及阀门的开度可设定，灵活控制排气系统的背压，便于前期发动机台架开发时性能的验证。
附图说明
[0021] 图1为本发明一
实施例的降背压装置结构示意图；
[0022] 图2为GC-1N车型的原始排气背压大小示意图；
[0023] 图3为GC-1N车型的原始排气背压与图1所示实施例的排气背压对比数据示意图。
具体实施方式
[0024] 以下结合附图所示实施例对本发明作进一步的说明。
[0025] 如图1所示，第一实施例中，本发明提供了一种降低排气背压的排气系统，包括排气歧管、安装于排气歧管前端的排气背压传感器2、分别与排气歧管连接的前消声器4、第一后消声器6与第二后消声器7以及控制器5。
[0026] 排气歧管安装在发动机总成1后部，，排气背压传感器2位于排气歧管前端用以实时测量发动机排气背压，在排气歧管上预留安装
螺纹孔，排气背压传感器2预留安装螺纹，排气背压传感器2直接安装在排气歧管上。
[0027] 前消声器4属于阻性结构，其作为整个排气系统的副消声器使用，主要用于消除发动机的高频噪声。第一后消声器6与第二后消声器7并联设置，二者功能结构是一致的，第一后消声器6与第二后消声器7属于抗性结构，作为整个排气系统的主消声器使用，主要用于消除发动机的低频噪声。本实施例中，排气歧管与前消声器4、第一后消声器6与第二后消声器7之间用平面法兰连接以保证排气系统的密封性。
[0028] 在第二后消声器7的进气口端处还布置有可控阀门5以用于控制排气流量。可控阀门5的开度可调，以有效的控制通过第二后消声器7处的排气量。
[0029] 控制器3为小型的芯片控制器。控制器5分别与发动机总成1中的车辆发动机转速信号传感器、排气背压传感器2以及可控阀门5相连，控制器3通过车辆发动机转速信号传感器监测发动机转速，当控制器3监测到发动机转速提高，发动机排气背压随之上升，此时排气背压传感器2将检测到排气背压输出给排气装置控制器3，排气装置控制器3计算当前排气背压是否达到系统设置的阀值，当排气背压达到阀值后，排气装置控制器3则发送指令至可控阀门5处，控制控制第二后消声器7前的可控阀门5打开一定的开度，让部分排气从第二后消声器处排出。
[0030] 第二实施例中，本发明对应第一实施例提供了一种降低排气背压的排气系统的控制方法，包括以下步骤:
[0031] (1)车辆启动后，控制器实施监测车辆发动机转速信号以及排气背压传感器压力信号，当判断排气歧管处的压力信号小于阈值时，车辆正常运行；当判断排气歧管处的压力信号大于阈值时，转入步骤（2）；
[0032] （2）控制器控制副消声器前的阀门打开一定的开度，使得副让部分排气从副消声器排出。步骤（2）中，发动机转速越高，阀门的开度越大，直至发动机阀门全部打开为止。且排气系统的排气背阀值以及阀门的开度可设定，以实现前期发动机台架开发时性能的验证。
[0033] 在发动机在低转速工况工作时，排气背压传感器2处检测到的排气歧管前端的排气背压较低，此时，位于第二后消声器7进气口前端的可控阀门5处于关闭状态，发动机排气只能通过排气歧管沿前消声器4与第一后消声器6的路径排出。控制器3通过发动机转速信号传感器监测当发动机转速提高，发动机排气背压也随之上升，排气背压传感器2把检测到排气背压输出给排气装置的控制器3。控制器3计算当前排气背压是否达到系统设置的阀值，当排气背压达到阀值后，排气装置控制器3控制第二后消声器7前的可控阀门5打开一定的开度，此时初原来的前消声器4至第一后消声器6排气路径外，部分排气还可通过排气歧管沿前消声器4至副消声器7排出，从而协助降低排气系统的背压。发动机转速越高，控制器3控制可控阀门5的开度越大，直至可控阀门的全部打开为止。
[0034] 以吉利自主研发新车型2013款帝豪GC-1N车型为例，系统设定的阀值为21Kpa（2800rpm）。图2为GC-1N车型原始排气背压大小示意图；图3为GC-1N车型原始排气背压大与采用本发明所示的降低排气背压的排气系统后的排气背压对比模拟数据示意图，如图3所示，对比无此装置的排气系统，本发明所示的降低排气背压的排气系统当增加第二后消声器7后可分解30Kpa的排气背压，排气系统的排气背压下降了30Kpa（74Kpa-44Kpa），具体工作原理如下：
[0035] 当GC-1N车型发动机转速在2800rpm以下运行时，第二后消声器7进气口前端前的可控阀门5关闭，排气仅通过前消声器4与第一后消声器6排出；
[0036] 当车型运行在2800rpm以上时，排气背压传感器2监测到排气背压大于21Kpa，控制器3计算出当前排气背压已经达到设定的阀值21Kpa，则控制可控阀门5部分开启，使部分排气从第后副消声器7处排出，从而保证整个排气背压稳定在21Kpa以下；
[0037] 随发动机转速增加，控制器3驱动可控阀门5调整开度，使得开度随之增加，排气背压始终都控制在21Kpa以下，直至可控阀门5完全打开。
[0038] 当发动机转速提升到4500rpm时，可控阀门5已经全部开启。此时发动机转速再增加时，发动机排气背压也将随之上升。当发动机达到最高转速5800rpm时，排气系统的最大背压可达到44Kpa。
[0039] 本发明所示的降低排气背压的排气系统和控制方法除在发动机高速高速阶段可降低整车的排气背压，提高发动机的动力性和经济性外，还可用于前期发动机台架开发时性能的验证实验中，通过排气系统的排气背压阀值以及阀门的开度可设定，灵活控制排气系统的背压，便于前期发动机台架开发时性能的验证。
[0040] 上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种
修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。
