專利名稱：車輛的排氣裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于對在內(nèi)燃機(jī)中使用的燃燒過氣體進(jìn)行排放的廢氣排放裝置，更具體地說，本發(fā)明涉及這樣一種廢氣排放裝置，其中該裝置用于利用氣流把燃燒過氣體排放到消聲器尾管以提高燃料效率和車輛扭矩，其中該消聲器尾管設(shè)置在車輛廢氣排放路徑上。
背景技術(shù)：
已經(jīng)公知的是，利用內(nèi)燃機(jī)的車輛通過四沖程循環(huán)獲得驅(qū)動(dòng)功率，其中該四沖程循環(huán)由吸入沖程、壓縮沖程、燃燒沖程和排放沖程組成。
由于在發(fā)動(dòng)機(jī)沖程(吸入沖程和排放沖程)期間的氣流作用，在吸入沖程期間，當(dāng)空氣穿過空氣凈化器、節(jié)流閥等時(shí)，在沒有相對較大阻力情況下空氣被引入到內(nèi)燃機(jī)內(nèi)。
然而，在排放沖程期間，由于燃燒過氣體穿過使用催化劑和消聲器的空氣凈化器排放到尾管，因此在燃燒過氣體流中出現(xiàn)相對較大阻力。
在從內(nèi)燃機(jī)缸體到尾管的排放期間，在排氣集管中，出現(xiàn)這樣的現(xiàn)象，即在內(nèi)燃機(jī)四沖程期間，進(jìn)氣閥和排氣閥同時(shí)立即打開，也就是說，出現(xiàn)通常所說的“閥門重疊”的時(shí)刻。在此過程期間，出現(xiàn)了這樣的現(xiàn)象，即廢氣被再次引入到缸體內(nèi)，從而排氣集管即刻成為真空，導(dǎo)致形成第一排氣壓力，干擾廢氣的排放。
此外，在作為空氣凈化器的三元催化凈化器中，廢氣流速如此顯著地降低，以致于當(dāng)廢氣通過HoneyCom型廢氣凈化器的細(xì)孔時(shí)，產(chǎn)生第二排氣壓力，同時(shí)當(dāng)廢氣穿過用于把消聲器分為多個(gè)隔間的間隔件時(shí)，產(chǎn)生第三排氣壓力，從而聲音被消聲器吸收。在此排氣過程中，由于廢氣以3到5公斤/厘米的壓力以及在大約600攝氏度下排放，因此消聲器是必要的。該消聲器設(shè)計(jì)成是發(fā)動(dòng)機(jī)容積的十五到二十倍。由于具有空氣阻力導(dǎo)致廢氣不能穿過消聲器排放，因此發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩減少了百分之五到十。
這樣，可以理解的是，僅通過更有效地排放廢氣就可提高發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩和燃料效率。
為了更有效地排放廢氣，已經(jīng)提出了各種方法。
第2000-56951號韓國專利申請公開文件提出了利用當(dāng)行駛車輛時(shí)產(chǎn)生的空氣流的車輛排放管。在該排放管中，排放管的流線體與尾管結(jié)合，從而通過迅速穿過流線體的空氣流而形成低壓區(qū)，而由于低壓而廢氣迅速地被吸到排放管內(nèi)，以輔助廢氣排放。
然而，傳統(tǒng)的車輛排放容器安裝到車輛時(shí)太大并且復(fù)雜。此外，由于當(dāng)車輛停止或者在低速行駛時(shí)不能產(chǎn)生空氣流，因此狹窄的排氣通路反而干擾廢氣排放。這樣就難以使傳統(tǒng)排放管付諸于實(shí)際應(yīng)用。
根據(jù)在第1998-75223號韓國專利申請文件中公開的具有旋渦發(fā)生器的主消音器的尾管，渦流葉片設(shè)置在尾管的中間區(qū)段，以通過利用廢氣而旋轉(zhuǎn)，從而渦流葉片在廢氣作用下旋轉(zhuǎn)，以產(chǎn)生渦流并排放廢氣。然而，由于此結(jié)構(gòu)反而產(chǎn)生阻力并干擾廢氣流而實(shí)際上難以使用此結(jié)構(gòu)。
根據(jù)在第99434號韓國注冊的實(shí)用新型中公開的車輛廢氣排放裝置，通過螺釘把管道固定到尾管端部，而在徑向，用于產(chǎn)生渦流的多個(gè)葉片形成在管道的內(nèi)圓周上，從而廢氣轉(zhuǎn)換為渦流，以提高排放效率。然而，把廢氣形成渦流的結(jié)構(gòu)不足以迅速和平穩(wěn)地排放廢氣，由于排放壓力的原因，它的效果不明顯，除了自然排放外，只部分地輔助形成排放渦流，因此效率非常低。
此外，根據(jù)在第257874號韓國專利文件中公開的利用渦流的廢氣排放裝置，渦流產(chǎn)生管道設(shè)置在安裝在廢氣路徑上的消聲器前部管道上，并包括用于引入外界空氣并形成渦流的葉片，而分管道包括閥門，閥門開啟程度與節(jié)流閥的開啟程度成比例。
然而，由于穿過其中而引入外界空氣的管道安裝在除去排氣噪聲的消聲器前部管道上，因此排氣噪聲形成在管道上，從而噪音較大。當(dāng)加速時(shí)閥門開啟程度較大，從而排氣噪聲較大。此外，由于廢氣排放到比消聲器內(nèi)部具有較低空氣阻力的分管道上，引入空氣與阻力相遇，從而廢氣排放裝置難以實(shí)現(xiàn)實(shí)際用途。
根據(jù)傳統(tǒng)的廢氣排放裝置，由于外界空氣被引入消聲器的入口，在該消聲器中保留有空氣阻力，此效應(yīng)對于迅速排放廢氣而沒用的。由于設(shè)置了與發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)流閥協(xié)同操作的外界空氣調(diào)節(jié)風(fēng)門，因此導(dǎo)致排放裝置的結(jié)構(gòu)及其制造設(shè)備復(fù)雜。由于外界空氣引入并穿過消聲器，例如灰塵、沙子等等包含在外界空氣中的異物聚集在消聲器中，從而消聲器性能降低。
本發(fā)明的申請人已經(jīng)在韓國知識產(chǎn)權(quán)局(KIPO)提交了車輛的廢氣排放裝置的第2002-13963號韓國專利申請以及第287763號韓國實(shí)用新型申請。
所有前者專利申請和后者實(shí)用新型申請均公開了這樣一種車輛消聲器，其中當(dāng)車輛行駛時(shí)產(chǎn)生的外界空氣通過喇叭狀管道被壓縮，以增加排放尾管的排氣壓力，從而流速增加。
換句話說，外界空氣被濃縮以增加穿過較小橫截面的空氣的壓力，從而在排氣管中廢氣被迅速地排放。
這些傳統(tǒng)裝置具有增加廢氣流速以提高扭矩和燃料效率的一些優(yōu)點(diǎn)，然而當(dāng)車輛停止或者在低速行駛時(shí)效果微不足道。
此外，如在第2004-13721號韓國專利申請中公開的那樣，本申請人已經(jīng)提出兩個(gè)固定葉片從朝向尾管側(cè)的彎曲部上切去，并彼此隔開，從而產(chǎn)生快速排放廢氣流，而在閥門重疊期間再引入的外界空氣排放到葉片以增加發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩。
本發(fā)明提出對在第2004-13721號韓國專利申請中公開的裝置進(jìn)行改進(jìn)，以獲得改進(jìn)的效果。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題因此，針對以上問題以及針對改進(jìn)由本發(fā)明申請人提交的相關(guān)裝置以及它們的效率提出本發(fā)明，同時(shí)本發(fā)明的一個(gè)目的是提供車輛的廢氣排放裝置，其中穿過消聲器尾管排放的廢氣產(chǎn)生射流，利用文氏管現(xiàn)象增加廢氣的排放速度，而引入的外界空氣被循環(huán)和排放，以增加排放速度，從而廢氣被迅速地排放。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種這樣的車輛廢氣排放裝置，其中該廢氣排放裝置用于迅速地排放廢氣，并對再引入的廢氣排放到尾管的中間區(qū)段，從而阻止了使廢氣被再次引入到發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)的閥門重疊，同時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩增加。
本發(fā)明的還一個(gè)目的是提供一種這樣的車輛廢氣排放裝置，其中該廢氣排放裝置具有堅(jiān)固的結(jié)構(gòu)，以顯著地增加耐久性，并當(dāng)應(yīng)用于沒有改變傳統(tǒng)消聲器結(jié)構(gòu)的發(fā)動(dòng)機(jī)上時(shí)具有良好的兼容性。
本發(fā)明的再一個(gè)目的是提供一種這樣的車輛廢氣排放裝置，其中該裝置用于顯著地降低廢氣的再引入，以阻止例如碳的燃燒后物質(zhì)聚集在其中，從而發(fā)動(dòng)機(jī)的壽命延長，同時(shí)例如昂貴廢氣凈化器的排氣系統(tǒng)各種元件可保持清潔。
技術(shù)方案根據(jù)發(fā)明的一個(gè)方面，上述和其他方面可通過提供這樣一種車輛的廢氣排放裝置而實(shí)現(xiàn)，其中該裝置包括第一和第二固定葉片，這些葉片通過切割尾管的側(cè)部而形成流線形，其中尾管設(shè)置在消聲器的廢氣排放路徑上，從車輛發(fā)動(dòng)機(jī)排放的廢氣穿過該廢氣排放路徑，該固定葉片向內(nèi)彎曲，并彼此隔開以彼此相對；以及循環(huán)廢氣排放裝置，該裝置具有管道主體，該主體焊接到尾管上，并與第一和第二固定葉片連通，以把第一和第二固定葉片與外界空氣密封隔離。
有益效果如上所述，根據(jù)本發(fā)明的廢氣排放裝置，廢氣穿過其中廢氣被排放的消聲器尾管排放，由于該廢氣排放速度增加，同時(shí)外界空氣被迅速地引入，從而廢氣被迅速地排放，因此車輛被有效地加速，同時(shí)車輛的爬坡性能也得到提高。由于廢氣被迅速地排放，而引入的外界空氣在尾管中間區(qū)段循環(huán)并排放到外面，阻止了使廢氣被再引入到發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)的閥門重疊，同時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩增加。結(jié)構(gòu)簡單并且堅(jiān)固，其耐久性顯著地增加，并在傳統(tǒng)消聲器結(jié)構(gòu)沒有改變情況下能夠應(yīng)用到車輛上，從而兼容性是良好的。此外，阻止了廢氣和例如碳的污染物被再次引入，從而發(fā)動(dòng)機(jī)的壽命延長，同時(shí)例如排氣系統(tǒng)排氣凈化器的各種部件保持清潔，而它們的壽命也得到延長。
盡管已經(jīng)針對車輛廢氣排放裝置描述了本發(fā)明，然而本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，本發(fā)明的廢氣排放裝置可用于任何的內(nèi)燃機(jī)消聲器上，同時(shí)在附加權(quán)利要求書公開的本發(fā)明范圍內(nèi)，改型非常容易。


從以下結(jié)合附圖的詳細(xì)描述中，本發(fā)明的特征和其他優(yōu)點(diǎn)將更加清楚地得到理解，其中在附圖中圖1為示出了由本申請發(fā)明人提交的作為傳統(tǒng)技術(shù)的車輛廢氣排放裝置的剖視圖；圖2為示出了根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的車輛廢氣排放裝置的剖視圖；圖3為示出了根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的車輛廢氣排放裝置的剖視圖；以及圖4為示出了根據(jù)本發(fā)明再一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的車輛廢氣排放裝置的剖視圖。
實(shí)現(xiàn)發(fā)明的最佳方式在下文中，將參考附圖來詳細(xì)描述根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的車輛的廢氣排放裝置。
圖2示出了根據(jù)本發(fā)明基本優(yōu)選實(shí)施例的車輛的廢氣排放裝置。
根據(jù)本發(fā)明基本優(yōu)選實(shí)施例的車輛廢氣排放裝置包括第一和第二固定葉片30、40和循環(huán)廢氣排放裝置50。通過把形成在傳統(tǒng)消聲器10后端上的尾管20側(cè)部切去而形成流線形固定葉片30、40，其中消聲器10設(shè)置在廢氣排放路徑上，從車輛發(fā)動(dòng)機(jī)排放的廢氣穿過該廢氣排放路徑，該固定葉片30、40向內(nèi)彎曲，并彼此隔開以彼此相對；而循環(huán)廢氣排放裝置50具有管道主體52，該主體焊接到尾管上，并與第一和第二固定葉片30、40連通，以把第一和第二固定葉片30、40與外界空氣密封隔離。
被切去向內(nèi)彎曲的第一和第二固定葉片30、40分別具有45度的最大彎曲角，并具有延伸到尾管20中心線的彎曲端部。
下面詳細(xì)描述根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的廢氣排放裝置的操作。
當(dāng)循環(huán)廢氣排放裝置50用于尾管20時(shí)，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)通過通常過程排放的廢氣送入消聲器10，并在噪音在消聲器膨脹室被吸收后排放到外面。
根據(jù)如圖1所示的由本發(fā)明申請人提交的前者韓國專利申請的操作，由于第一固定葉片30的彎曲表面導(dǎo)致廢氣向下流動(dòng)，并由于文氏管現(xiàn)象而迅速穿過較窄橫截面。廢氣與第二固定葉片40的彎曲表面沖撞而向上流動(dòng)，而由于廢氣流速而導(dǎo)致產(chǎn)生射流。這時(shí)，外界空氣穿過第二固定葉片40的開口被引入到內(nèi)部氣流的高壓側(cè)，從而引入的外界空氣被加速以進(jìn)行快速排氣。
此時(shí)，在第一固定葉片30的開口，壓力下降，而由發(fā)動(dòng)機(jī)閥門重疊期間產(chǎn)生的廢氣回流現(xiàn)象而導(dǎo)致的回流穿過第一固定葉片30的開口排放到外界，從而廢氣的回流被去除，以阻止回流干擾排氣系統(tǒng)通過消聲器的排氣性能。
如上所述，穿過尾管20的廢氣穿過第一和第二固定葉片30、40，其中這些葉片的直徑變狹窄，而由于文氏管現(xiàn)象同時(shí)導(dǎo)致流速迅速變大，廢氣流形成射流，并被加速，從而廢氣迅速排放。在非常短時(shí)間內(nèi)重復(fù)引起發(fā)動(dòng)機(jī)閥門重疊期間，由于回流排放到作為第一固定葉片30的低壓力區(qū)域的開口，從排氣集管到消聲器的區(qū)域立即在負(fù)壓以下，從而燃料入口沒有干擾。
在這里，在本發(fā)明中，由于循環(huán)廢氣排放裝置用于使第一和第二固定葉片30、40互相連通并覆蓋尾管20使其與外界空氣密封，因此相反地，廢氣流增加并加速。
換句話說，由于第二固定葉片40比位于廢氣穿過其中排放的尾管20內(nèi)側(cè)的第一固定葉片30更接近外界環(huán)境，同時(shí)由于第一和第二固定葉片30、40形成在其中的管道主體通過循環(huán)廢氣排放裝置管道主體52與外界環(huán)境密封隔離，因此廢氣在相反方向流動(dòng)，正如上述韓國專利申請中公開的那樣。
這樣，廢氣流的加速與以上描述的韓國專利申請中的相同，然而，在發(fā)動(dòng)機(jī)閥門重疊期間外界空氣的引入和廢氣流被顛倒。外界空氣的引入通過第二固定葉片40進(jìn)行，而由于通過文氏管現(xiàn)象產(chǎn)生的低壓力區(qū)，引入的外界空氣穿過第一固定葉片30，并用來使廢氣的排放速度加速。
因此，由于出現(xiàn)推拉反應(yīng)，即由于第一固定葉片30的較低壓力導(dǎo)致引入外界空氣，從而朝第二固定葉片40引入的高壓氣流朝第一固定葉片加速并向外排放，因此廢氣比在上述韓國專利申請公開的情況中更迅速地排放。
因此，廢氣穿過在其中廢氣被排放的消聲器更迅速地排放。同時(shí)地，在發(fā)動(dòng)機(jī)閥門重疊期間，在循環(huán)廢氣排放裝置50中，廢氣的回流被引入和排放，并直接排放到尾管外面，從而該回流不干擾廢氣流。由于廢氣被平穩(wěn)地排放，因此發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩增加，而且還節(jié)省了燃料。此外，在燃料燃燒期間產(chǎn)生的滯留在排放系統(tǒng)中的異物被有效地排放，從而排放系統(tǒng)的昂貴元件得到保護(hù)，以及它們的壽命得到延長。
發(fā)明模式如上所述構(gòu)造的廢氣排放裝置可如圖3和4所示進(jìn)行改型。換句話說，如圖3所示，廢氣排放裝置包括多個(gè)尾管，在其中循環(huán)廢氣排放裝置50相應(yīng)地包括上述第一和第二固定葉片30、40形成在其中的尾管20和用于圍繞該固定葉片30、40的管道主體52，并以相互并聯(lián)關(guān)系連接到消聲器的排氣側(cè)。這樣，廢氣排放裝置的橫截面增加，從而廢氣平穩(wěn)地排放，而該廢氣排放裝置的外形可改進(jìn)。
如圖4所示，廢氣排放裝置包括循環(huán)廢氣排放裝置50，其中該循環(huán)廢氣排放裝置50包括第一和第二固定葉片30、40形成在其中的尾管20和用于圍繞固定葉片30、40的管道主體52，并且通過夾持件54與消聲器10的排氣側(cè)聯(lián)接。廢氣排放裝置容易聯(lián)接到傳統(tǒng)的車輛廢氣排放裝置的端部。
根據(jù)應(yīng)用于車輛的本發(fā)明循環(huán)廢氣排放裝置的測試，當(dāng)壓力計(jì)安裝在具有大約1500立方厘米發(fā)動(dòng)機(jī)容積的車輛的排氣集管出口以及測量排氣壓力時(shí)，在大約2,500每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)下測量為0.5KPs最大值排氣壓力。同時(shí)，當(dāng)在沒有應(yīng)用該循環(huán)廢氣排放裝置來進(jìn)行相同測試時(shí)，測量的最大排氣壓力為1KPs。這樣，當(dāng)應(yīng)用本發(fā)明的該循環(huán)廢氣排放裝置時(shí)最大排氣壓力減少一半，于是可以肯定的是廢氣已經(jīng)有效地排放。
本發(fā)明的循環(huán)廢氣排放裝置可設(shè)計(jì)成管道主體被粘接或者焊接以與第一和第二固定葉片互相連通。循環(huán)廢氣排放裝置的內(nèi)體積沒有明顯地考慮，但足以使兩個(gè)固定葉片互相連通，導(dǎo)致形成空氣流。
權(quán)利要求
1.一種車輛的廢氣排放裝置，包括第一和第二固定葉片(30和40)，這些葉片通過切割尾管(20)的側(cè)部而形成流線形，其中尾管(20)設(shè)置在消聲器(10)的廢氣排放路徑上，從車輛發(fā)動(dòng)機(jī)排放的廢氣穿過該廢氣排放路徑，該固定葉片(30和40)向內(nèi)彎曲，并彼此隔開以彼此相對；以及循環(huán)廢氣排放裝置(50)，該裝置具有管道主體(52)，該主體焊接到尾管上，并與第一和第二固定葉片(30和40)連通，以把第一和第二固定葉片(30和40)與外界空氣密封隔離。
2.如權(quán)利要求1所述的車輛廢氣排放裝置，還包括多個(gè)尾管，其中循環(huán)廢氣排放裝置(50)分別包括其中形成有第一和第二固定葉片(30和40)的尾管(20)，以及用于圍繞該固定葉片(30和40)的管道主體(52)，并以相互并聯(lián)關(guān)系連接到消聲器的排氣側(cè)。
3.如權(quán)利要求1所述的車輛廢氣排放裝置，其中循環(huán)廢氣排放裝置(50)包括其中形成有第一和第二固定葉片(30和40)的尾管(20)以及用于圍繞固定葉片(30和40)的管道主體(52)，并且循環(huán)廢氣排放裝置(50)通過夾持件(54)與消聲器(10)的排氣側(cè)聯(lián)接。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于對在內(nèi)燃機(jī)中使用的燃燒過氣體進(jìn)行排放的廢氣排放裝置，更具體地說，本發(fā)明涉及這樣一種廢氣排放裝置，其中該裝置用于利用氣流把燃燒過氣體排放到消聲器尾管以提高燃料效率和車輛扭矩，其中該消聲器尾管設(shè)置在車輛廢氣排放路徑上。該廢氣排放裝置包括第一和第二固定葉片(30和40)，這些葉片通過切割形成在消聲器(10)后端的尾管(20)的側(cè)部而形成流線形，其中消聲器(10)設(shè)置在從車輛發(fā)動(dòng)機(jī)排放的廢氣穿過其中的廢氣排放路徑上，該固定葉片(30和40)向內(nèi)彎曲，并彼此隔開以彼此相對；以及循環(huán)廢氣排放裝置(50)，該裝置具有管道主體(52)，該主體焊接到尾管上，并與第一和第二固定葉片(30和40)連通，以把第一和第二固定葉片(30和40)與外界空氣密封隔離。
文檔編號F01N13/08GK101048581SQ200580036840
公開日2007年10月3日 申請日期2005年10月28日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月29日
發(fā)明者金壽元 申請人:金壽元