CN114370311A - 一种内燃发动机的可变式排气***结构 - Google Patents

一种内燃发动机的可变式排气***结构 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种内燃发动机的可变式排气***结构，包括***主体，***主体内分隔形成的消音腔，消音管两端分别连通不同的消音腔，使上游到下游的消音腔逐个连通，***主体内设置有尾管，尾管内套装有可相对活动的调节管，尾管上设有开口Ⅰ、Ⅱ；调节管上对应设有通气口Ⅰ、通气口Ⅱ；当通气口Ⅱ与开口Ⅱ错开封堵，内燃机排出的气体从开口Ⅰ、通气口Ⅰ进入调节管排出到大气；当调节管在尾管内旋转和/或移动使通气口Ⅱ与开口Ⅱ重合，内燃机排出的气体从开口Ⅱ、通气口Ⅱ进入调节管排出到大气，改变气流流经的通路，进而实现不同的消声效果，产生不同的声音效果，同时降低排气背压，从而提升发动机动力等；最终令车辆实现不同的使用性能。

Description

一种内燃发动机的可变式排气***结构
技术领域
本发明涉及一种内燃发动机的排气***结构。
背景技术
内燃机工作时所排出的高温、高压气体必需经过排气***才能排放到大气环境中；***的主要作用就是降低排气噪声对环境和人的影响，使其达到国家噪声法规要求。由于排出气体压力差的存在，内燃机排出气体经排气管进入***后，会按照内部结构所形成的消音腔室以及消音管的排列顺序依次流经，最后藉由尾管排出到大气中；排出气体在流动过程中，因其经过各消音管和消音腔室，高压气体经过多次膨胀、收缩、反射等，其能量、噪声被不断消耗、吸收、衰减，从而起到消声的作用。如专利CN201811529829.5所示的***结构，其内部结构均为固定式，即内部的多个消音腔室、消音管等均是通过焊接形成以及固定下来，使用过程中不会发生变动，所以流经***的气体也从设定好的消音管、消音腔室，依次逐级膨胀、扩散最终排出***，其消声效果是恒定不变的，由此形成的排气背压值(排气阻力)也是固定的，因而对于与该***匹配的发动机输出动力性能也不会产生变化。
现有技术中，存在可以改变气流路径的***，但其使用了很多复杂的电子控制***，有专用的节气门体、拉线、电路控制***等，布置占用空间大，结构复杂，成本很高。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供一种内燃发动机的可变式排气***结构。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种内燃发动机的可变式排气***结构，包括***主体，***主体内腔由腔室隔板分隔成两个或两个以上的消音腔，腔室隔板上支撑有消音管，所述消音管两端分别连通不同的消音腔，使上游到下游的消音腔逐个连通，所述***主体内设置有尾管，尾管内套装调节管，调节管可相对于尾管转动和/或移动，尾管上设有开口Ⅰ和开口Ⅱ，开口Ⅰ位于下游末端的消音腔内，开口Ⅱ位于其它消音腔内；调节管上对应开口Ⅰ设有通气口Ⅰ、对应开口Ⅱ设有通气口Ⅱ；当通气口Ⅱ与开口Ⅱ错开，将开口Ⅱ封堵，内燃机排出的气体流经上游到下游的所有消音腔后再从开口Ⅰ、通气口Ⅰ进入调节管排出到大气；当调节管在尾管内旋转和/或移动使通气口Ⅱ与开口Ⅱ重合，内燃机排出的气体从所述开口Ⅱ、通气口Ⅱ进入调节管排出到大气。
所述调节管与尾管的管横截面为圆形，调节管可相对于尾管转动，通气口Ⅱ与开口Ⅱ通过改变角度而错位或重合。
所述***主体通过两块腔室隔板形成三个消音腔，从上游到下游依次为A、B、C，其中，消音腔C夹设在消音腔A、B之间；消音腔A通过消音管Ⅰ连通消音腔B，消音腔B通过消音管Ⅱ连通消音腔C，所述尾管横跨消音腔A、C、B。
位于所述消音腔A内的尾管上设有开口Ⅱ，位于消音腔C内的尾管上设有开口Ⅰ。
所述通气口Ⅰ由环布在所述调节管上的一整圈网孔形成，与开口Ⅰ始终保持连通。
所述通气口Ⅰ与通气口Ⅱ根据角度错位排列布置在调节管上。
所述通气口Ⅱ开孔面积小于开口Ⅱ。
本发明的有益效果是：当本发明调节管的通气口Ⅱ与尾管的开口Ⅱ错开，将开口Ⅱ封堵，此时内燃机排出的气体流经上游到下游的所有消音腔后再从开口Ⅰ、通气口Ⅰ进入尾管内的调节管排出到大气，消音效果最佳；当通过转动和/或移动调节管使开口Ⅱ和通气口Ⅱ重合，改变气流流经的通路，气体在下游末端消音腔之前的消音腔内经开口Ⅱ、通气口Ⅱ进入调节管排出到大气，进而实现不同的消声效果，即产生不同的声音品质效果，满足不同用户的需求；同时可降低排气背压，使排气更加顺畅，从而实现发动机动力的提升；本发明结构简单，易于实现，且成本低廉，可在不同环境或工况下使用实现不同的排气音效及动力性能，给驾乘者带来更加愉悦的驾乘感受。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的工作原理图；
图2是本发明在城市道路工况下的工作原理图；
图3是图2中调节管相对尾管拆分后的状态示意图；
图4是本发明在郊区或越野工况下的工作原理图；
图5是图4中调节管相对尾管拆分后的状态示意图；
图6、图7是本发明另一种实施例的工作原理图；
图8是本发明另一种实施例调节管相对尾管拆分后的状态示意图。
具体实施方式
参照图1至图5的一种内燃发动机的可变式排气***结构，包括***主体1，***主体1的内腔由两块腔室隔板7分隔为三个消音腔，从上游到下游依次为A、B、C，其中，消音腔C夹设在消音腔A、B之间，消音腔A通过消音管Ⅰ8连通消音腔B，消音腔B通过消音管Ⅱ9连通消音腔C，尾管2横跨消音腔A、C、B。尾管2内套装有调节管3，调节管3与尾管2的管横截面为圆形，调节管3能够相对尾管2转动；尾管2上设有开口Ⅰ6和开口Ⅱ4，所述开口Ⅰ6位于下游末端的消音腔,即消音腔C内，所述开口Ⅱ4位于其它消音腔内，例如消音腔A、消音腔B，本实施例中开口Ⅱ4位于消音腔A内。调节管3上对应开口Ⅰ6设有通气口Ⅰ10、对应开口Ⅱ4设有通气口Ⅱ5；当通气口Ⅱ5与开口Ⅱ4错开，将开口Ⅱ4封堵，内燃机排出的气体流经上游到下游的消音腔A、B、C后再从开口Ⅰ6、通气口Ⅰ10进入调节管3排出到大气；当调节管3在尾管2内转动通过改变角度使通气口Ⅱ5与开口Ⅱ4重合，内燃机排出的气体从消音腔A内的开口Ⅱ4、通气口Ⅱ5进入调节管3排出到大气，通过调节管3改变尾管2上与消音腔的连通关系，改变气流流经的通路，进而实现不同的消声效果。
具体地，当通气口Ⅱ5与开口Ⅱ4错开，将开口Ⅱ4封堵，调节管3通过通气口Ⅰ10、开口Ⅰ6连通消音腔C进行排气，内燃机4排出的高压气体进入消音腔A，由气压差的带动下高压气体经消音管Ⅰ8连通至消音腔B，再由消音管Ⅱ9连通至消音腔C，经过各消音管和消音腔室，高压气体经过多次干涉、膨胀、收缩、反射等，其能量、噪声被不断消耗、吸收、衰减，最终经开口Ⅰ6、通气口Ⅰ10进入调节管3排出到大气，其排出的气体噪声已被降至符合国家相关城市道路的噪声法规要求，使车辆在城市道路中采用较为安静的排气消音效果。但当车辆行驶在郊外或越野环境中，可控制调节管3在尾管2内转动使通气口Ⅱ5与开口Ⅱ4重合，使调节管3通过通气口Ⅱ5、开口Ⅱ4连通消音腔A进行排气，此时，***内的气流流经通路最短，在没有经过后续消音结构的情况下，排气声变得粗犷有力，且同时排气背压降低，排气更加顺畅，从而提升了发动机动力，给驾乘车带来更愉悦的郊外驾乘感受。
本发明结构简单，易于实现，且成本低廉，可在不同环境或工况下使用实现不同的排气音效及动力性能，满足不同用户的需求，给驾乘者带来更加愉悦的驾乘感受。
除了本实施例中调节管3相对于尾管2转动的方式，调节管3与尾管2还可以通过移动或转动+移动的方式实现通气口Ⅱ5与开口Ⅱ4的错位或重合改变***内部气流流经的通路从而实现不同的消声效果。
作为优选，通气口Ⅰ10由环布在所述调节管3上的一整圈网孔形成，通过开口Ⅰ6始终与消音腔C保持连通，当消音腔A内的气体从开口Ⅱ4、通气口Ⅱ5进入调节管3排出到大气时，气体会流经通气口Ⅰ10，由通气口Ⅰ10与消音腔C配合产生谐振效果，消除特定频率的噪音，使排气声更加干净浑厚。
而参照图6至图8所展示的另一种实施例，通气口Ⅰ10与通气口Ⅱ5根据角度错位排列布置在调节管3上，通过转动调节管3可选择使通气口Ⅰ10与开口Ⅰ6连通或开口Ⅱ4与通气口Ⅱ5连通，实现气流流经通路的切换，进而实现不同的消音效果。
作为优选，通气口Ⅱ5开孔面积小于开口Ⅱ4，使通气口Ⅱ5能够轻易地转动离开开口Ⅱ4的覆盖面积，对开口Ⅱ4进行封闭。
上述实施例仅为本发明的优选实施例，并不能用以限制本发明的保护范围，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明原理的前提下，凡是以基本相同的技术手段实现本发明的技术目的和技术效果，都应属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种内燃发动机的可变式排气***结构，包括***主体(1)，***主体(1)内腔由腔室隔板(7)分隔成两个或两个以上的消音腔，腔室隔板上支撑有消音管，所述消音管两端分别连通不同的消音腔，使上游到下游的消音腔逐个连通，其特征在于：所述***主体(1)内设置有尾管(2)，尾管(2)内套装调节管(3)，调节管(3)可相对于尾管(2)转动和/或移动，尾管(2)上设有开口Ⅰ(6)和开口Ⅱ(4)，开口Ⅰ(6)位于下游末端的消音腔内，开口Ⅱ(4)位于其它消音腔内；调节管(3)上对应开口Ⅰ(6)设有通气口Ⅰ(10)、对应开口Ⅱ(4)设有通气口Ⅱ(5)；当通气口Ⅱ(5)与开口Ⅱ(4)错开，将开口Ⅱ(4)封堵，内燃机排出的气体流经上游到下游的所有消音腔后再从开口Ⅰ(6)、通气口Ⅰ(10)进入调节管(3)排出到大气；当调节管(3)在尾管(2)内旋转和/或移动使通气口Ⅱ(5)与开口Ⅱ(4)重合，内燃机排出的气体从所述开口Ⅱ(4)、通气口Ⅱ(5)进入调节管(3)排出到大气。
2.根据权利要求1所述的可变式排气***结构，其特征在于：所述调节管(3)与尾管(2)的管横截面为圆形，调节管(3)可相对于尾管(2)转动，通气口(5)Ⅱ与开口Ⅱ(4)通过改变角度而错位或重合。
3.根据权利要求1所述的可变式排气***结构，其特征在于：所述***主体(1)通过两块腔室隔板(7)形成三个消音腔，从上游到下游依次为A、B、C，其中，消音腔C夹设在消音腔A、B之间；消音腔A通过消音管Ⅰ(8)连通消音腔B，消音腔B通过消音管Ⅱ(9)连通消音腔C，所述尾管(2)横跨消音腔A、C、B。
4.根据权利要求3所述的可变式排气***结构，其特征在于：位于所述消音腔A内的尾管(2)上设有开口Ⅱ(4)，位于消音腔C内的尾管(2)上设有开口Ⅰ(6)。
5.根据权利要求2所述的可变式排气***结构，其特征在于：所述通气口Ⅰ(10)由环布在所述调节管(3)上的一整圈网孔形成，与开口Ⅰ(6)始终保持连通。
6.根据权利要求2所述的可变式排气***结构，其特征在于：所述通气口Ⅰ(10)与通气口Ⅱ(5)根据角度错位排列布置在调节管(3)上。
7.根据权利要求1至6任一权利要求所述的可变式排气***结构，其特征在于：所述通气口Ⅱ(5)开孔面积小于开口Ⅱ(4)。
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