一种提高四缸自然吸气发动机低速外特性扭矩的排气系统
阅读：599发布：2020-05-16
专利汇可以提供一种提高四缸自然吸气发动机低速外特性扭矩的排气系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本实用新型公开了一种提高四缸自然吸气 发动机 低速外特性 扭矩 的排气系统，属于四缸 自然吸气发动机 技术领域。由于发动机上的进气 歧管 、 排气歧管 以及进排气歧管前后的进气系统和排气系统的设计无法实现兼顾高速功率和低速扭矩的要求，本实用新型通过在一级消声器上游或者下游安装优化过管长和管径的排气旁支管的，可以显著提升某些低转速外特性扭矩，且功率和最大扭矩点不损失，解决了目前的设计所无法解决的问题。，下面是一种提高四缸自然吸气发动机低速外特性扭矩的排气系统专利的具体信息内容。
一种提高四缸自然吸气发动机低速外特性扭矩的排气系统
技术领域
背景技术
[0002] 自然吸气发动机的动力性很大程度依赖于换气系统的关键部件设计，其中包括进气歧管、排气歧管以及进排气歧管前后的进气系统和排气系统的设计，此外还有气门升程曲线的设计。为了满足用户日益增长的对自然吸气发动机动力性的要求，发动机最大功率和低速扭矩是发动机设计时考虑的重要因素。而发动机以上关键部件的设计无法实现兼顾高速功率和低速扭矩的要求。在保证功率和最大扭矩不降低的前提下，如何提高低速扭矩来满足用户对车辆起步动力性的要求，是设计者需要探索的。发明内容
[0003] 本实用新型的目的是提高基础发动机的低速外特性扭矩，提高发动机的整体性能。本实用新型提供了一种能够提高自然吸气发动机低速扭矩的排气系统，在已经优化过换气系统关键部件的发动机上应用本发明，可以额外提高发动机低速外特性扭矩，且高速动力性不损失。该结构解决了换气系统关键部件常规优化后仍无法实现兼顾高低速动力性的问题。
[0004] 本实用新型中的一种提高四缸自然吸气发动机低速外特性扭矩的排气系统，由排气管1、三元催化器2、一级消声器3、二级消声器4和排气旁支管5构成；
[0005] 排气管1从上游至下游依次连接三元催化器2、一级消声器3和二级消声器4，所述的排气旁支管5为等径且末端封闭，入口连接于第一级消声器3的上游或下游。排气旁支管5的走向与排气流方向一致，管体细长，其直径为排气管的0.7～1倍，长度为500-1000mm。
[0006] 本实用新型的有益效果：
[0008] 图1进、排气压力波；
[0009] 图2实施例1排气系统结构示意图；
[0010] 图3实施例2排气系统结构示意图；
[0011] 图4实施例1外特性扭矩曲线；
[0012] 图5实施例2外特性扭矩曲线。
[0013] 标记：1-排气管，2-三元催化器，3-一级消声器，4-二级消声器，5-排气旁支管。
具体实施方式
[0014] 为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
[0015] 实施例1
[0016] 排量1.5L的自然吸气四缸汽油机，排气管直径47mm，排气管1从上游至下游依次连接三元催化器2、一级消声器3和二级消声器4，排气旁支管5布置在一级消声器上游，长度 700mm，管径37mm。示意图如图2所示。
[0017] 应用该结构，能够显著提高2500r/min低速外特性扭矩3.5N.m，如图4所示。
[0018] 实施例2
[0019] 排量1.5L的自然吸气四缸汽油机，排气管直径47mm，排气管1从上游至下游依次连接三元催化器2、一级消声器3和二级消声器4，排气旁支管5布置在一级消声器3下游，长度 1000mm，管径47mm。示意图如图3所示：
[0020] 应用该结构，能够显著提高2500r/min低速外特性扭矩6.6N.m。如图5所示。
[0021] 本实用新型在一级消声器上游或者下游安装优化过管长和管径的长管(即直径为排气管的0.7-1倍，长度为500-1000mm)，可以显著提升某些低转速外特性扭矩，且功率和最大扭矩点不损失。
[0022] 在低速外特性区域，为了获得更高的扭矩，需要提高充气效率，对于自然吸气发动机，需要尽可能的降低缸内残余废气比例。低转速外特性工况通常通过进、排气气门叠开的方式，利用进气压力和排气压力的压差，扫除缸内残余废气。针对上述原理，采用的技术手段是在一个已经优化到最优的换气系统中，加入本实用新型所述的排气系统旁支管，可以显著提高气门叠开时的进排气压差，提高排气门完全关闭后的进气压力，提高充气效率和进气量。
[0023] 如图1所示，中间两条点划线之间为有效的气门叠开角度，加排气旁支管后的进排气压差显著大于原机。如图所示，外侧两条点划线之间为排气门完全关闭后的进气过程，对该区域进行积分，虚线包围的面积大于实线包围的面积，说明增加排气旁支管后，平均进气压力增大，有助于增加充气效率。
[0024] 以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型所述原理的前提下，还可以对排气旁支管的管长和管径以及位置做若干优化以及对本排气系统进行若干改进和润饰，这些优化、改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
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