专利名称：车辆的排气装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于对在内燃机中使用的燃烧过气体进行排放的废气排放装置，更具体地说，本发明涉及这样一种废气排放装置，其中该装置用于利用气流把燃烧过气体排放到消声器尾管以提高燃料效率和车辆扭矩，其中该消声器尾管设置在车辆废气排放路径上。
背景技术：
已经公知的是，利用内燃机的车辆通过四冲程循环获得驱动功率，其中该四冲程循环由吸入冲程、压缩冲程、燃烧冲程和排放冲程组成。
由于在发动机冲程(吸入冲程和排放冲程)期间的气流作用，在吸入冲程期间，当空气穿过空气净化器、节流阀等时，在没有相对较大阻力情况下空气被引入到内燃机内。
然而，在排放冲程期间，由于燃烧过气体穿过使用催化剂和消声器的空气净化器排放到尾管，因此在燃烧过气体流中出现相对较大阻力。
在从内燃机缸体到尾管的排放期间，在排气集管中，出现这样的现象，即在内燃机四冲程期间，进气阀和排气阀同时立即打开，也就是说，出现通常所说的“阀门重叠”的时刻。在此过程期间，出现了这样的现象，即废气被再次引入到缸体内，从而排气集管即刻成为真空，导致形成第一排气压力，干扰废气的排放。
此外，在作为空气净化器的三元催化净化器中，废气流速如此显著地降低，以致于当废气通过HoneyCom型废气净化器的细孔时，产生第二排气压力，同时当废气穿过用于把消声器分为多个隔间的间隔件时，产生第三排气压力，从而声音被消声器吸收。在此排气过程中，由于废气以3到5公斤/厘米的压力以及在大约600摄氏度下排放，因此消声器是必要的。该消声器设计成是发动机容积的十五到二十倍。由于具有空气阻力导致废气不能穿过消声器排放，因此发动机扭矩减少了百分之五到十。
这样，可以理解的是，仅通过更有效地排放废气就可提高发动机的扭矩和燃料效率。
为了更有效地排放废气，已经提出了各种方法。
第2000-56951号韩国专利申请公开文件提出了利用当行驶车辆时产生的空气流的车辆排放管。在该排放管中，排放管的流线体与尾管结合，从而通过迅速穿过流线体的空气流而形成低压区，而由于低压而废气迅速地被吸到排放管内，以辅助废气排放。
然而，传统的车辆排放容器安装到车辆时太大并且复杂。此外，由于当车辆停止或者在低速行驶时不能产生空气流，因此狭窄的排气通路反而干扰废气排放。这样就难以使传统排放管付诸于实际应用。
根据在第1998-75223号韩国专利申请文件中公开的具有旋涡发生器的主消音器的尾管，涡流叶片设置在尾管的中间区段，以通过利用废气而旋转，从而涡流叶片在废气作用下旋转，以产生涡流并排放废气。然而，由于此结构反而产生阻力并干扰废气流而实际上难以使用此结构。
根据在第99434号韩国注册的实用新型中公开的车辆废气排放装置，通过螺钉把管道固定到尾管端部，而在径向，用于产生涡流的多个叶片形成在管道的内圆周上，从而废气转换为涡流，以提高排放效率。然而，把废气形成涡流的结构不足以迅速和平稳地排放废气，由于排放压力的原因，它的效果不明显，除了自然排放外，只部分地辅助形成排放涡流，因此效率非常低。
此外，根据在第257874号韩国专利文件中公开的利用涡流的废气排放装置，涡流产生管道设置在安装在废气路径上的消声器前部管道上，并包括用于引入外界空气并形成涡流的叶片，而分管道包括阀门，阀门开启程度与节流阀的开启程度成比例。
然而，由于穿过其中而引入外界空气的管道安装在除去排气噪声的消声器前部管道上，因此排气噪声形成在管道上，从而噪音较大。当加速时阀门开启程度较大，从而排气噪声较大。此外，由于废气排放到比消声器内部具有较低空气阻力的分管道上，引入空气与阻力相遇，从而废气排放装置难以实现实际用途。
根据传统的废气排放装置，由于外界空气被引入消声器的入口，在该消声器中保留有空气阻力，此效应对于迅速排放废气而没用的。由于设置了与发动机节流阀协同操作的外界空气调节风门，因此导致排放装置的结构及其制造设备复杂。由于外界空气引入并穿过消声器，例如灰尘、沙子等等包含在外界空气中的异物聚集在消声器中，从而消声器性能降低。
本发明的申请人已经在韩国知识产权局(KIPO)提交了车辆的废气排放装置的第2002-13963号韩国专利申请以及第287763号韩国实用新型申请。
所有前者专利申请和后者实用新型申请均公开了这样一种车辆消声器，其中当车辆行驶时产生的外界空气通过喇叭状管道被压缩，以增加排放尾管的排气压力，从而流速增加。
换句话说，外界空气被浓缩以增加穿过较小横截面的空气的压力，从而在排气管中废气被迅速地排放。
这些传统装置具有增加废气流速以提高扭矩和燃料效率的一些优点，然而当车辆停止或者在低速行驶时效果微不足道。
此外，如在第2004-13721号韩国专利申请中公开的那样，本申请人已经提出两个固定叶片从朝向尾管侧的弯曲部上切去，并彼此隔开，从而产生快速排放废气流，而在阀门重叠期间再引入的外界空气排放到叶片以增加发动机的扭矩。
本发明提出对在第2004-13721号韩国专利申请中公开的装置进行改进，以获得改进的效果。
发明内容
技术问题因此，针对以上问题以及针对改进由本发明申请人提交的相关装置以及它们的效率提出本发明，同时本发明的一个目的是提供车辆的废气排放装置，其中穿过消声器尾管排放的废气产生射流，利用文氏管现象增加废气的排放速度，而引入的外界空气被循环和排放，以增加排放速度，从而废气被迅速地排放。
本发明的另一个目的是提供一种这样的车辆废气排放装置，其中该废气排放装置用于迅速地排放废气，并对再引入的废气排放到尾管的中间区段，从而阻止了使废气被再次引入到发动机内的阀门重叠，同时发动机的扭矩增加。
本发明的还一个目的是提供一种这样的车辆废气排放装置，其中该废气排放装置具有坚固的结构，以显著地增加耐久性，并当应用于没有改变传统消声器结构的发动机上时具有良好的兼容性。
本发明的再一个目的是提供一种这样的车辆废气排放装置，其中该装置用于显著地降低废气的再引入，以阻止例如碳的燃烧后物质聚集在其中，从而发动机的寿命延长，同时例如昂贵废气净化器的排气系统各种元件可保持清洁。
技术方案根据发明的一个方面，上述和其他方面可通过提供这样一种车辆的废气排放装置而实现，其中该装置包括第一和第二固定叶片，这些叶片通过切割尾管的侧部而形成流线形，其中尾管设置在消声器的废气排放路径上，从车辆发动机排放的废气穿过该废气排放路径，该固定叶片向内弯曲，并彼此隔开以彼此相对；以及循环废气排放装置，该装置具有管道主体，该主体焊接到尾管上，并与第一和第二固定叶片连通，以把第一和第二固定叶片与外界空气密封隔离。
有益效果如上所述，根据本发明的废气排放装置，废气穿过其中废气被排放的消声器尾管排放，由于该废气排放速度增加，同时外界空气被迅速地引入，从而废气被迅速地排放，因此车辆被有效地加速，同时车辆的爬坡性能也得到提高。由于废气被迅速地排放，而引入的外界空气在尾管中间区段循环并排放到外面，阻止了使废气被再引入到发动机内的阀门重叠，同时发动机的扭矩增加。结构简单并且坚固，其耐久性显著地增加，并在传统消声器结构没有改变情况下能够应用到车辆上，从而兼容性是良好的。此外，阻止了废气和例如碳的污染物被再次引入，从而发动机的寿命延长，同时例如排气系统排气净化器的各种部件保持清洁，而它们的寿命也得到延长。
尽管已经针对车辆废气排放装置描述了本发明，然而本领域技术人员可以理解的是，本发明的废气排放装置可用于任何的内燃机消声器上，同时在附加权利要求书公开的本发明范围内，改型非常容易。
从以下结合附图的详细描述中，本发明的特征和其他优点将更加清楚地得到理解，其中在附图中图1为示出了由本申请发明人提交的作为传统技术的车辆废气排放装置的剖视图；图2为示出了根据本发明优选实施例的车辆废气排放装置的剖视图；图3为示出了根据本发明另一个优选实施例的车辆废气排放装置的剖视图；以及图4为示出了根据本发明再一个优选实施例的车辆废气排放装置的剖视图。
实现发明的最佳方式在下文中，将参考附图来详细描述根据本发明优选实施例的车辆的废气排放装置。
图2示出了根据本发明基本优选实施例的车辆的废气排放装置。
根据本发明基本优选实施例的车辆废气排放装置包括第一和第二固定叶片30、40和循环废气排放装置50。通过把形成在传统消声器10后端上的尾管20侧部切去而形成流线形固定叶片30、40，其中消声器10设置在废气排放路径上，从车辆发动机排放的废气穿过该废气排放路径，该固定叶片30、40向内弯曲，并彼此隔开以彼此相对；而循环废气排放装置50具有管道主体52，该主体焊接到尾管上，并与第一和第二固定叶片30、40连通，以把第一和第二固定叶片30、40与外界空气密封隔离。
被切去向内弯曲的第一和第二固定叶片30、40分别具有45度的最大弯曲角，并具有延伸到尾管20中心线的弯曲端部。
下面详细描述根据本发明优选实施例的废气排放装置的操作。
当循环废气排放装置50用于尾管20时，当发动机启动时通过通常过程排放的废气送入消声器10，并在噪音在消声器膨胀室被吸收后排放到外面。
根据如图1所示的由本发明申请人提交的前者韩国专利申请的操作，由于第一固定叶片30的弯曲表面导致废气向下流动，并由于文氏管现象而迅速穿过较窄横截面。废气与第二固定叶片40的弯曲表面冲撞而向上流动，而由于废气流速而导致产生射流。这时，外界空气穿过第二固定叶片40的开口被引入到内部气流的高压侧，从而引入的外界空气被加速以进行快速排气。
此时，在第一固定叶片30的开口，压力下降，而由发动机阀门重叠期间产生的废气回流现象而导致的回流穿过第一固定叶片30的开口排放到外界，从而废气的回流被去除，以阻止回流干扰排气系统通过消声器的排气性能。
如上所述，穿过尾管20的废气穿过第一和第二固定叶片30、40，其中这些叶片的直径变狭窄，而由于文氏管现象同时导致流速迅速变大，废气流形成射流，并被加速，从而废气迅速排放。在非常短时间内重复引起发动机阀门重叠期间，由于回流排放到作为第一固定叶片30的低压力区域的开口，从排气集管到消声器的区域立即在负压以下，从而燃料入口没有干扰。
在这里，在本发明中，由于循环废气排放装置用于使第一和第二固定叶片30、40互相连通并覆盖尾管20使其与外界空气密封，因此相反地，废气流增加并加速。
换句话说，由于第二固定叶片40比位于废气穿过其中排放的尾管20内侧的第一固定叶片30更接近外界环境，同时由于第一和第二固定叶片30、40形成在其中的管道主体通过循环废气排放装置管道主体52与外界环境密封隔离，因此废气在相反方向流动，正如上述韩国专利申请中公开的那样。
这样，废气流的加速与以上描述的韩国专利申请中的相同，然而，在发动机阀门重叠期间外界空气的引入和废气流被颠倒。外界空气的引入通过第二固定叶片40进行，而由于通过文氏管现象产生的低压力区，引入的外界空气穿过第一固定叶片30，并用来使废气的排放速度加速。
因此，由于出现推拉反应，即由于第一固定叶片30的较低压力导致引入外界空气，从而朝第二固定叶片40引入的高压气流朝第一固定叶片加速并向外排放，因此废气比在上述韩国专利申请公开的情况中更迅速地排放。
因此，废气穿过在其中废气被排放的消声器更迅速地排放。同时地，在发动机阀门重叠期间，在循环废气排放装置50中，废气的回流被引入和排放，并直接排放到尾管外面，从而该回流不干扰废气流。由于废气被平稳地排放，因此发动机的扭矩增加，而且还节省了燃料。此外，在燃料燃烧期间产生的滞留在排放系统中的异物被有效地排放，从而排放系统的昂贵元件得到保护，以及它们的寿命得到延长。
发明模式如上所述构造的废气排放装置可如图3和4所示进行改型。换句话说，如图3所示，废气排放装置包括多个尾管，在其中循环废气排放装置50相应地包括上述第一和第二固定叶片30、40形成在其中的尾管20和用于围绕该固定叶片30、40的管道主体52，并以相互并联关系连接到消声器的排气侧。这样，废气排放装置的横截面增加，从而废气平稳地排放，而该废气排放装置的外形可改进。
如图4所示，废气排放装置包括循环废气排放装置50，其中该循环废气排放装置50包括第一和第二固定叶片30、40形成在其中的尾管20和用于围绕固定叶片30、40的管道主体52，并且通过夹持件54与消声器10的排气侧联接。废气排放装置容易联接到传统的车辆废气排放装置的端部。
根据应用于车辆的本发明循环废气排放装置的测试，当压力计安装在具有大约1500立方厘米发动机容积的车辆的排气集管出口以及测量排气压力时，在大约2,500每分钟转数下测量为0.5KPs最大值排气压力。同时，当在没有应用该循环废气排放装置来进行相同测试时，测量的最大排气压力为1KPs。这样，当应用本发明的该循环废气排放装置时最大排气压力减少一半，于是可以肯定的是废气已经有效地排放。
本发明的循环废气排放装置可设计成管道主体被粘接或者焊接以与第一和第二固定叶片互相连通。循环废气排放装置的内体积没有明显地考虑，但足以使两个固定叶片互相连通，导致形成空气流。
权利要求
1.一种车辆的废气排放装置，包括第一和第二固定叶片(30和40)，这些叶片通过切割尾管(20)的侧部而形成流线形，其中尾管(20)设置在消声器(10)的废气排放路径上，从车辆发动机排放的废气穿过该废气排放路径，该固定叶片(30和40)向内弯曲，并彼此隔开以彼此相对；以及循环废气排放装置(50)，该装置具有管道主体(52)，该主体焊接到尾管上，并与第一和第二固定叶片(30和40)连通，以把第一和第二固定叶片(30和40)与外界空气密封隔离。
2.如权利要求1所述的车辆废气排放装置，还包括多个尾管，其中循环废气排放装置(50)分别包括其中形成有第一和第二固定叶片(30和40)的尾管(20)，以及用于围绕该固定叶片(30和40)的管道主体(52)，并以相互并联关系连接到消声器的排气侧。
3.如权利要求1所述的车辆废气排放装置，其中循环废气排放装置(50)包括其中形成有第一和第二固定叶片(30和40)的尾管(20)以及用于围绕固定叶片(30和40)的管道主体(52)，并且循环废气排放装置(50)通过夹持件(54)与消声器(10)的排气侧联接。
全文摘要
本发明涉及一种用于对在内燃机中使用的燃烧过气体进行排放的废气排放装置，更具体地说，本发明涉及这样一种废气排放装置，其中该装置用于利用气流把燃烧过气体排放到消声器尾管以提高燃料效率和车辆扭矩，其中该消声器尾管设置在车辆废气排放路径上。该废气排放装置包括第一和第二固定叶片(30和40)，这些叶片通过切割形成在消声器(10)后端的尾管(20)的侧部而形成流线形，其中消声器(10)设置在从车辆发动机排放的废气穿过其中的废气排放路径上，该固定叶片(30和40)向内弯曲，并彼此隔开以彼此相对；以及循环废气排放装置(50)，该装置具有管道主体(52)，该主体焊接到尾管上，并与第一和第二固定叶片(30和40)连通，以把第一和第二固定叶片(30和40)与外界空气密封隔离。
文档编号F01N13/08GK101048581SQ200580036840
公开日2007年10月3日 申请日期2005年10月28日 优先权日2004年10月29日
发明者金寿元 申请人:金寿元