一種廢氣渦輪增壓發動機的排氣歧管的製作方法

2023-07-06 00:55:36

本發明涉及車用增壓發動機零部件，具體涉及一種廢氣渦輪增壓發動機的排氣歧管。

背景技術：

面對日益嚴峻的能源短缺和環境惡化問題，油耗限值和排放法規變得越來越嚴格和苛刻。燃油消耗和汙染物排放是主機廠需要應對和考慮的，必須滿足相應的法規要求。然而，從另一個角度，也就是乘用車消費者的駕駛角度出發，燃油消耗和汙染物排放這兩個方面可能並不是他們最關注的因素，乘用車消費者希望發動機的動力輸出能夠得到保證甚至更高，能夠帶來足夠的駕駛樂趣。從這些方面來看，相關法規和乘用車消費者對發動機都有了更高的要求，也就是說，在滿足低油耗和低排放的情況下，發動機的動力輸出還要足夠強。在這樣的多重壓力和限制之下，發動機增壓正在成為一種被普遍採用的技術，同時，「downsizing」和「downspeeding」的概念也被越來越多的主機廠商認可並逐步實施，但是隨著發動機排量的減小、轉速的變低，發動機的低端扭矩輸出受到不利的影響，進而影響到乘用車消費者對整車的駕駛樂趣。為了更大程度地提高廢氣渦輪增壓發動機的瞬態響應性、儘可能多地利用排氣脈衝能量，排氣歧管成為發動機設計的一個非常重要的內容。

當前的廢氣渦輪增壓發動機，大多數採用的是4-1緊湊型排氣歧管。這種形式的排氣歧管不可避免地造成各缸排氣之間的互相干涉，這對排氣脈衝能量的利用非常不利，這種歧管雖然不知緊湊，但廢氣利的用率不足，特別在發動機排量變小以後，對發動機的低端扭矩輸出的不利影響更加突出，同時，由於排氣不暢，這種形式的排氣歧管使缸內殘餘廢氣處於較高水平，進一步影響到發動機的抗爆性，從而對發動機的扭矩輸出產生不良的影響。

對於自然吸氣發動機，設計人員通常採用4-2-1型排氣歧管來解決或改善各氣缸的排氣幹涉問題。這種4-2-1型排氣歧管基於發動機的發火次序進行分組，對於發火次序是1-3-4-2的四缸發動機，1、4缸分為一組，2、3缸分為另外一組。這樣的分組會使得發動機排氣更加順暢，可以降低缸內殘餘廢氣，進而改善發動機抗爆性能，提高發動機低端扭矩輸出。但是，對於廢氣渦輪增壓發動機，除了排氣幹涉和缸內殘餘廢氣這兩個問題之外，還要兼顧發動機的瞬態響應性，這就要求整個排氣歧管的總容積要儘可能的小。

技術實現要素：

本發明的目的是針對上述降低排氣幹涉、抑制爆震傾向、提升低端扭矩以及改善瞬態響應性需求，提出一種車用廢氣渦輪增壓發動機的排氣歧管：根據發動機發火次序把各排氣支管進行分組，減小排氣幹涉，改善發動機瞬態想影響。出於同樣的目的，儘可能地減小排氣歧管的總容積，在各個支管的長度和布置上做細緻考量。採用4-2-1型排氣歧管來解決或改善各氣缸的排氣幹涉問題。各排氣支管根據發動機的發火次序進行分組，對於發火次序是1-3-4-2的四缸發動機，1、4缸分為一組，2、3缸分為另外一組，並使其中一缸的支管正對排氣歧管的出氣口。具體技術方案如下：

一種廢氣渦輪增壓發動機的排氣歧管，包括第一組排氣支管，第二組排氣支管，導流隔板以及廢氣出口，其中，所述第一組排氣支管和第二組排氣支管匯集於廢氣出口；所述導流隔板設置於廢氣出口內，用於隔開兩組排氣支管，和/或，每組排氣支管所包含的排氣支管；所述廢氣出口正對第一組排氣支管或第二組排氣支管中的一缸支管的出口。

進一步地，排氣支管的分組根據發動機的發火次序進行分組。

進一步地，所述第一組排氣支管包括第1缸排氣支管和第4缸排氣支管，所述第二組排氣支管包括第2缸排氣支管和第3缸排氣支管。

進一步地，還包括排氣歧管入口法蘭，其連接至排氣道，所述排氣道用於將發動機燃燒後的廢氣輸送至排氣歧管入口法蘭上設置的第一組排氣支管和第二組排氣支管。

進一步地，所述導流隔板包括第一導流隔板和第二導流隔板，所述第一組排氣支管經過第一導流隔板連接至廢氣出口，所述第二組排氣支管經過第二導流隔板連接至廢氣出口。

進一步地，所述廢氣出口為排氣歧管出氣口，其連接至增壓器渦輪端入口。

進一步地，所述排氣歧管出氣口位於靠近第1缸排氣支管和第2缸排氣支管的一側。

進一步地，還包括廢氣渦輪連接法蘭，其上設置所述排氣歧管出氣口。

進一步地，廢氣渦輪連接法蘭面大致平行於排氣支管軸向，廢氣出口方向為向上或向下；或者，廢氣渦輪連接法蘭面大致垂直於排氣支管軸向。

進一步地，所述第2缸排氣支管正對排氣歧管出氣口，或者，第2、3缸排氣支管儘量貼近排氣側缸蓋法蘭面，而第1、4缸排氣支管儘量貼近二、三缸支管。

與目前現有技術相比，本發明進一步挖掘、利用廢氣脈衝能量，提升發動機低端扭矩，改善發動機的瞬態響應性，把其中一根支管的出口正對連接廢氣渦輪的連接法蘭出口，在支管匯合處，設置導流隔板，能夠在保持結構簡單、易於加工和布置緊湊的前提下，獲得較好的效果。

附圖說明

圖1為本發明實施例的整體結構示意圖；

圖2為本發明實施例的流道結構剖面圖。

其中，1：排氣支管入口法蘭；2：第1缸排氣支管；3：第2缸排氣支管；4：第3缸排氣支管；5：第4缸排氣支管；6：排氣歧管出氣口；7：導流隔板。

具體實施方式

下面根據附圖對本發明進行詳細描述，其為本發明多種實施方式中的一種優選實施例。

如圖1和圖2所示，該發明的排氣歧管裝置主要由排氣歧管入口法蘭、排氣支管、排氣歧管出氣口和兩組排氣支管的導流隔板組成。

發動機燃燒後的廢氣通過排氣道進入排氣支管入口法蘭1。

第1缸排氣支管2和第4缸排氣支管5分為一組，第2缸排氣支管3和第3缸排氣支管4分為一組。

兩組排氣支管各自匯集於排氣歧管出氣口6，在排氣歧管出氣口6內部，由導流隔板7隔開，如圖2所示。

第2缸排氣支管3正對排氣歧管出氣口6，排氣歧管出口6位於靠近第1缸排氣支管2和第2缸排氣支管3的一側。

排氣歧管出氣口6與增壓器渦輪端入口連接。

在另一個優選實施例中，為了進一步挖掘、利用廢氣脈衝能量，提升發動機低端扭矩，改善發動機的瞬態響應性，把其中一根支管的出口正對連接廢氣渦輪的連接法蘭出口。

出於同樣的改善發動機瞬態響應性的目的，儘可能地減小排氣歧管的總容積，在各個支管的長度和布置上做細緻考量。

針對不同的廢氣渦輪增壓器布置和安裝情況，對廢氣渦輪連接法蘭設置了三種可能的布置方向，分別為，連接法蘭面大致平行於排氣支管軸向，但廢氣出口方向為向上或向下兩種，即廢氣渦輪增壓器布置在排氣歧管上方或下方；連接法蘭面大致垂直於排氣支管軸向，即出口方向與發動機缸蓋排氣道出口方向一致，即廢氣渦輪增壓器布置在排氣歧管外側。

根據發動機1-3-4-2的點火次序，把四根排氣支管分為兩組，其中，第一缸支管和第四缸支管分為一組，其餘兩缸的支管分為一組。在兩組排氣支管匯集處，即廢氣出口設有導流隔板以隔開兩組支管。第二缸支管正對廢氣渦輪連接法蘭的出口，廢氣渦輪連接法蘭面平行於排氣支管軸向且開口向上，為縮短支管長度，第二、三缸排氣支管儘量貼近排氣側缸蓋法蘭面，而第一、四缸排氣支管儘量貼近二、三缸支管。

上面結合附圖對本發明進行了示例性描述，顯然本發明具體實現並不受上述方式的限制，只要採用了本發明的方法構思和技術方案進行的各種改進，或未經改進直接應用於其它場合的，均在本發明的保護範圍之內。