一种发动机排气系统的制作方法

本发明涉及发动机技术领域，特别是一种发动机排气系统。

背景技术：

发动机排气系统的设计不仅要考虑特定的底盘布置，排气系统的长度、管径等都要考虑到排气气体的流动。为使各缸排气干扰不出现排气倒流现象，并尽可能利用惯性排气，应将排气支管做得尽可能长，且各缸支管间应相互独立，长度尽可能相等。汽油机分增压机型和非增压机型。增压机型的排气一般为铸铝歧管，管长较短，支管汇合后接催化器涡轮机对进气进行增压，气体经涡轮机后进入三元催化器进行催化转化，有些汽油机带有两级催化器，然后再经消声器最终排出。非增压机型也称自然吸气机型，歧管的管长较长，以达到较高的排气均匀性，尾气直接进入三元催化器进行催化转化，后续系统与增压机型类似。催化转化器的体积为截面积与长度的乘积，孔密度为目数/壁厚，孔密度与截面积决定催化器过孔和比表面积的大小，从而决定其催化转化能力。

请参照图1，图1为现有技术中公开的四缸发动机排气系统的结构示意图；其中包括气缸1＇、排气支管2＇、前催化器3＇、后催化器4＇、前氧传感器5＇、后氧传感器6＇、消声器7＇，目前的发动机排气系统一般采用四根排气支管2’直接接入前催化器3＇的进气前端锥上，且尽量使排气支管2＇出口对着催化器的中心。进气端锥上装有前氧传感器5＇，用于监测排气中的氧含量。排气经前催化器3＇催化转化，进入后催化器4＇，后催化器4＇后端装有后氧传感器6＇，用于监测催化转化后排气中的氧含量，(催化器体积+后催化器)一般在1.5l左右，孔密度一般在600cpsi/4.3mil或更大。

现有技术中的排气支管2＇由于出气形式和传感器位置的限制，排气支管2＇无法避免出气口完全相互避开，因而无法避免相邻点火的两缸排出的气体在排气支管2＇中相互干涉，排气效果不佳。

技术实现要素：

本发明的一个目的是提供一种发动机排气系统，以解决现有技术中的不足，它能够避免相邻点火顺序的两缸排出的气体在排气支管中相互干涉的问题。

本公开提出了一种发动机排气系统，其中，包括气缸、排气支管、汇合管和后处理组件；

所述排气支管的数量与所述气缸的数量相等且均为多个，多个所述排气支管与多个所述气缸一一对应；

所述排气支管的一端与对应的所述气缸相连，多个所述排气支管的另一端均与所述汇合管相连；所述汇合管与所述后处理组件相连；

所述汇合管上设有收缩部，所述收缩部的直径小于所述汇合管的剩余部分的直径。

可选地，所述汇合管包括汇合总管和至少两个汇合支管；

所述收缩部位于所述汇合总管上；

每个所述汇合支管的一端均与至少两个所述排气支管连通；所述汇合支管的另一端均与所述汇合总管连通。

可选地，所述气缸的数量为4个，所述汇合支管的数量为2个，每个所述汇合支管与2个所述排气支管连接。

可选地，通过所述排气支管连接到同一所述汇合支管上的两个所述气缸在同一时刻分别处于进气行程和做功行程，或通过所述排气支管连接到同一所述汇合支管上的两个所述气缸在同一时刻分别处于压缩行程和排气行程。

可选地，所述发动机排气系统还包括导流板，所述导流板的一边沿与两个所述排气支管交汇处连接，所述导流板位于所述汇合支管内。

可选地，所述导流板的长度为所述汇合支管长度的一半。

可选地，两个所述汇合支管的中心线之间的夹角为30-70度。

可选地，所述收缩部位于所述汇合总管长度方向上的二分之一处，所述汇合总管沿中间到两端的方向直径逐渐变大，且所述汇合总管邻近所述后处理组件的一端的直径大于所述汇合总管邻近所述汇合支管的一端的直径。。

可选地，所述后处理组件包括催化器、颗粒捕集器、压差传感器、排气总管和控制器；

所述汇合总管与所述催化器连接，所述催化器与所述排气总管连接；

所述颗粒捕集器安装在所述排气总管内；

所述压差传感器的一个检测端安装在所述颗粒捕集器的一端，另一个检测端安装在所述颗粒捕集器的另一端；所述压差传感器用于检测所述颗粒捕集器两端的压力差；

所述压差传感器、所述颗粒捕集器均与控制器相连；

所述控制器用于判断所述颗粒捕集器两端的压力差是否大于预设值，如果是，则控制所述颗粒捕集器加热以使所述颗粒捕集器上的颗粒氧化。

可选地，所述后处理组件还包括前氧传感器和后氧传感器；

所述前氧传感器被安装于所述排气总管内，以检测所述排气总管内的尾气的氧含量；

所述后氧传感器安装在所述排气总管内，且所述后氧传感器位于所述催化器与所述颗粒捕集器之间；所述后氧传感器用于检测经所述催化器催化后的尾气中氧含量。

本发明通过在催化器与排气支管之间连接一个汇合管，通过设置汇合管，能够防止单个排气支管所排出的气体进入其他排气支管，影响其他缸的排气。有利于防止排气时发生干涉。

通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且连同其说明一起用于解释本发明的原理。

图1为现有技术中公开的四缸发动机排气系统的结构示意图；

图2为本发明具体实施方式提出的四缸发动机排气系统的结构示意图；

图3为本发明具体实施方式提出的汇合管的安装结构示意图；

图4为本发明具体实施方式提出的汇合管的结构示意图；

图5为本发明具体实施方式提出的另一实例中的汇合管的结构示意图；

图6为本发明具体实施方式提出的汇合管的剖视图；

图7为本发明具体实施方式提出的汇合支管与排气支管的连接结构示意图；

图8为本发明具体实施方式提出的汇合支管的安装结构示意图。

附图标记说明：

1'-气缸，2'-排气支管，3'-前催化器，4'-后催化器，5'-前氧传感器，6'-后氧传感器，7'-消声器；

1-气缸，2-排气支管，3-汇合管，4-后处理组件，5-导流板，6-安装套，7-温度传感器，8-废气再循环阀，9-消声器，10-控制器。

31-汇合总管，32-汇合支管；

311-收缩部；

41-催化器，42-颗粒捕集器，43-压差传感器，44-前氧传感器，45-后氧传感器。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

请参照图2和3，本发明具体实施方式提出了一种发动机排气系统，其中，包括气缸1、排气支管2、汇合管3和后处理组件4。

所述排气支管2的数量与所述气缸1的数量相等且均为多个，多个所述排气支管2与多个所述气缸1一一对应。具体地，所述排气支管2的一端与对应的所述气缸1相连，多个所述排气支管2的另一端均与所述汇合管3相连；所述汇合管3与所述后处理组件4相连，所述汇合管3上设有收缩部311，所述收缩部311的直径小于所述汇合管3的剩余部分的直径。所述收缩部311位于所述汇合总管31上。进一步地，任意两个所述排气支管2远离所述气缸1的一端之间的夹角不大于90度。

具体实施时，由不同气缸1排出的气体通过对应的排气支管2进入到汇合管，经由汇合管能够进入到后处理组件4中。由于任意两个所述排气支管2之间的夹角不大于90度，能够有利于防止一个排气支管2所排出的气体进入到其他排气支管，能够减少排气支管2之间的干涉，同时更有利于利用尾气自身的惯性将尾气排出到后处理组件4中。

可选地，请参照图3到图6，所述汇合管3包括汇合总管31和至少两个汇合支管32。每个所述汇合支管32的一端均与至少两个所述排气支管2连通。所述汇合支管32的另一端均与所述汇合总管31连通。具体实施时，所述汇合支管32的数量根据气缸的数量和每个所述汇合支管32对应的所述排气支管2的数量来定。如六缸发动机，若每个汇合支管32对应的所述排气支管2的数量为3个，则，所述汇合支管32的数量就应当为2个。如此，通过设置汇合支管32与汇合总管31，能够减小直接接入汇合总管31的管道的数量；同时，由于不同气缸1在同一时刻所处的行程不同，为了完全避免通过排气支管2连接在同一个汇合支管32上的气缸1在排气时产生影响。通过增加汇合点的数量，来减少每个汇合点接入的管道的数量，有利于将不同行程的气缸1通过排气支管2连接到同一汇合支管32。如此，能够最大程度地减小排气时发生干涉。

可选地，请参照图2和图3，所述气缸1的数量为4个，所述汇合支管32的数量为2个，每个所述汇合支管32与2个所述排气支管2连接。即，对于四缸发动机来说，所述汇合支管32的数量为2个，每个所述汇合支管32连接两个排气支管2。对于六缸发动机或八缸发动机来说，可根据需要来设置汇合支管32的数量及每个汇合支管32的数量。具体地，需要满足的条件是，所述汇合支管32的数量与每个所述汇合支管32上的所述排气支管2的数量之积等于气缸1的数量。

可选地，通过所述排气支管2连接到同一所述汇合支管32上的两个所述气缸1在同一时刻分别处于进气行程和做功行程，或通过所述排气支管2连接到同一所述汇合支管32上的两个所述气缸1在同一时刻分别处于压缩行程和排气行程。如此，使所述汇合支管32上的两个所述气缸1所处的气缸行程不同，如同一时刻分别处于进气行程和做功行程，或同一时刻分别处于压缩行程和排气行程，能够防止在排气门未完全关闭的情况下，受到其他气缸1的排气影响。

可选地，请参照图7，所述发动机排气系统还包括导流板5，所述导流板5的一边沿与两个所述排气支管2交汇处连接，所述导流板位于所述汇合支管32内。通过设置导流板5，能够使所述排气支管2内的尾气沿导流板5进入到汇合支管32内，以实现导流的作用，防止排气支管2排出的尾气进入到同一汇合支管32上的其他排气支管2内。进一步地，所述导流板5的长度为所述汇合支管32长度的一半。为了进一步提高排气干扰的效果，所述导流板5伸入到所述汇合支管32内的长度为所述汇合支管32长度的一半。即，如一种实施例中，所述汇合支管32的长度为50mm，则所述导流板5的长度为25mm，此处所说的导流板5的长度是指所述导流板5沿所述汇合支管32方向上的尺寸。

仍以四缸发动机为例，为了进一步提高防干扰效果；与同一所述汇合支管32连接的两个排气支管2靠近所述汇合支管32的一端平行设置，如此，能够让两个所述排气支管2的出气方向一致。具体地，请参照图8，为了实现上述安装效果，还进一步包括安装套6，所述安装套6的截面为d字形，所述安装套6套设在所述排气支管2上，且位于所述排气支管2的出口处。连接于同一所述汇合支管32上的两所述排气支管2上的两所述安装套6的平板贴合连接。

可选地，请参照图3，两个所述汇合支管32的中心线之间的夹角为30-70度。具体实施时，可以是30度、35度、40度、45度、50度、55度、60度、65度、70度等。如此，能够防止所述汇合支管32在排气的过程中过多地进入到另一汇合支管32中。

可选地，所述收缩部311位于所述汇合总管31长度方向上的二分之一处；所述汇合总管31沿中间到两端的方向直径逐渐变大，且所述汇合总管31邻近所述后处理组件4的一端的直径大于所述汇合总管31邻近所述汇合支管32的一端的直径。。在一个实施例中，所述汇合总管31为腰锥形结构，且最小直径为70mm。通过使汇合总管31的截面积突变，能够有效避免排气压力突然降低，保证排气的均匀性。在另一实施例中，也可以将所述汇合总管31直径最小处的长度延长为20mm。如此，能够使排气均匀性提高2％-3％。

可选地，请参照图2，所述后处理组件4包括催化器41、颗粒捕集器42、压差传感器43、排气总管和控制器10。

所述汇合总管31与所述催化器41连接，所述催化器41与所述排气总管连接。所述颗粒捕集器42安装在所述排气总管内。所述压差传感器43的一个检测端安装在所述颗粒捕集器42的一端，另一个检测端安装在所述颗粒捕集器42的另一端；所述压差传感器43用于检测所述颗粒捕集器42两端的压力差。所述压差传感器43、所述颗粒捕集器42均与控制器10相连。所述控制器10用于判断所述颗粒捕集器42两端的压力差是否大于预设值，如果是，则控制所述颗粒捕集器42加热以使所述颗粒捕集器42上的颗粒氧化；具体地，所述控制器10可以发出颗粒捕集器加热的信号，以使所述颗粒捕集器42加热，从而达到氧化所述颗粒捕集器42上的颗粒的作用。如果否，则不加热所述颗粒捕集器42。当然，所述压差传感器43还能够起到其他作用，如，根据压力差的大小来判断是否需要更换或清洁颗粒捕集器42。

具体实施时，还可以在颗粒捕集器42的前端设置温度传感器7，通过设置温度传感器7，能够对进入颗粒捕集器42尾气的温度；也可直接通过判断进入颗粒捕集器42的尾气的温度是否达到起燃温度来控制是否加热颗粒捕集器42。如果不能够达到起燃温度，则控制加热颗粒捕集器42加热。

仍以四缸发动机为例，四根所述排气支管的长度分别为298mm，287mm，285mm，305mm。汇合支管32的长度和汇合总管31的长度均为50mm，催化器41与颗粒捕集器42之间的管路长度和所述催化器41的长度之和为400mm左右，如此能够避免尾气进入颗粒捕集器42内时尾气温度过低无法达到起燃温度的问题。

具体地，催化器体积为1l，孔密度750cpsi/2.5mil，颗粒捕集器42的体积为2l。

可选地，所述后处理组件4还包括前氧传感器44和后氧传感器45。

所述前氧传感器44被安装于所述排气总管内，以检测所述排气总管内的尾气的氧含量。

所述后氧传感器45安装在所述排气总管内，且所述后氧传感器45位于所述催化器41与所述颗粒捕集器42之间。所述后氧传感器45用于检测经所述催化器41催化后的尾气中氧含量。具体地，通过前氧传感器44和后氧传感器45对排气系统内的氧含量进行监控。通过与控制器10的配合，来判断催化器41是否需要清洁或维修。如根据利用前氧传感器44测得的值与后氧传感器45测得的值作差，当所得差值小于某固定值时，则说明所述催化器41需要清洁或维修。

具体地，还包括废气再循环阀8和再循环管，所述再循环管的一端连接在所述催化器41与所述颗粒捕集器42之间的管路上，另一端连接在进气管上；所述废气再循环阀8安装在所述再循环管上。

具体地，还包括消声器9，所述消声器9安装在排气总管上，且所述消声器9位于颗粒捕集器42之后，以减少排气噪声。

本领域技术人员能够理解的是，颗粒捕集器用于捕集燃烧产生的颗粒物，gpf的起燃温度应不低于450℃。

虽然已经通过例子对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。