可变排气管件、可变排气管装置、发动机和车辆的制作方法

1.本发明涉及发动机的排气技术领域，具体地涉及一种可变排气管件，一种可变排气管装置，一种发动机和一种车辆。


背景技术：

2.目前，发动机主要采用两种排气管结构。一种排气管结构是长距排气歧管，这种长距排气歧管具有较长的长度，但是对发动机的排放控制不利。另一种排气管结构是短距排气歧管，这种短距排气歧管的长度比长距排气歧管的长度短，但是使用短距排气歧管时，发动机的动力性能会有所降低。


技术实现要素：

3.第一方面，本发明的目的是提供一种可变排气管件，该可变排气管件在实际使用中，由于能够根据发动机的工况选择短距排气歧管和/或长距排气歧管排气，以选择排气路径的长度，因此能够有利于发动机的排放控制并确保发动机的动力性能。
4.为了实现上述目的，本发明提供一种可变排气管件，该可变排气管件包括排气总管段、短距排气歧管和长距排气歧管，其中，所述短距排气歧管和所述长距排气歧管各自的一端连接于所述排气总管段，所述短距排气歧管和所述长距排气歧管各自的另一端用于连通于发动机的同一个气缸的排气口；所述长距排气歧管的延伸长度大于所述短距排气歧管的延伸长度。
5.在该技术方案中，由于短距排气歧管和长距排气歧管各自的一端连接于排气总管段，短距排气歧管和长距排气歧管各自的另一端用于连通于发动机的同一个气缸的排气口，这样，可以使得同一个气缸的排气口与短距排气歧管连通，和/或，可以使得同一个气缸的排气口与长距排气歧管连通，这样，可以根据发动机的运行工况，在发动机冷启动工况下，将同一个气缸的排气口和短距排气歧管连通，使发动机各缸排气全部经由各自对应的短距排气歧管汇入排气总管段，然后流入催化器，由于发动机与催化器之间的排气流动距离较短，排气的热量散失较少，从而能实现催化器的快速起燃，更有效地控制汽油发动机冷启动阶段的排放，同时可以降低催化器贵金属含量，降低成本。而待催化器完全起燃后，将同一个气缸的排气口和长距排气歧管连通，使发动机各缸排气全部经由各自对应的长距排气歧管汇入排气总管段，然后流入催化器，这样相对于短距排气歧管而言就增加了排气长度，能够充分利用排气谐振效应提升发动机的扫气效果，减少发动机的缸内残余废气，降低发动机的爆震风险，提升发动机的动力性。该可变排气管件可以实现发动机的催化器快速起燃的同时，不损失发动机的动力性能，因此能够有利于发动机的排放控制并确保发动机的动力性能。
6.另外，如果需要，还可以将同一个气缸的排气口同时与短距排气歧管和长距排气歧管连通，并且还可以调节同一个气缸的排气口同时与短距排气歧管和长距排气歧管的连通面积。
7.进一步地，所述短距排气歧管的数量为多个；所述排气总管段连接有长距排气副管，所述长距排气副管并联有多个所述长距排气歧管；所述长距排气歧管的数量和所述短距排气歧管的数量相同，其中，一个所述长距排气歧管和一个所述短距排气歧管各自的另一端用于连通于发动机的同一个气缸的排气口。
8.更进一步地，所述长距排气副管的数量为多个并且与所述排气总管段并联连通，每个所述长距排气副管并联有多个所述长距排气歧管。
9.进一步地，所述可变排气管件包括以下至少一种方式：方式一：所述短距排气歧管连接在所述排气总管段的管壁上，所述长距排气歧管连接在所述排气总管段的一端；方式二：所述长距排气歧管包括曲线弯曲歧管段；方式三：所述短距排气歧管为直管段。
10.更进一步地，所述排气总管段的一端形成有曲线弯曲管段，所述长距排气歧管与所述曲线弯曲管段连接。
11.更进一步地，在所述可变排气管件包括长距排气副管时，所述长距排气副管的一端的曲线弯曲排气副管段与所述曲线弯曲管段连接，所述长距排气副管的另一端并联有多个所述长距排气歧管。
12.另外，第二方面，本发明提供一种可变排气管装置，包括以上任意所述的可变排气管件和排气切换装置，其中，一个所述短距排气歧管、一个所述长距排气歧管和一个所述排气切换装置形成对应于发动机一个气缸的排气单元；其中，在一个所述排气单元中，所述排气切换装置包括排气入口和不同的排气出口，所述排气入口用于连接发动机的一个气缸的排气口，所述短距排气歧管的另一端和所述长距排气歧管的另一端分别连接于各自对应的所述排气出口；其中，所述排气切换装置能够动作以将所述排气入口和所述短距排气歧管连通，和/或，所述排气切换装置能够动作以将所述排气入口和所述长距排气歧管连通。
13.这样，在实际使用中，在发动机冷启动工况下，排气切换装置将同一个气缸的排气口和短距排气歧管连通，待催化器完全起燃后，排气切换装置将同一个气缸的排气口和长距排气歧管连通，因此，如上所述的，该可变排气管装置可以实现发动机的催化器快速起燃的同时，不损失发动机的动力性能，因此能够有利于发动机的排放控制并确保发动机的动力性能。
14.另外，第三方面，本发明提供一种可变排气管装置，包括以上任意所述的可变排气管件、排气入口管段和排气切换装置，其中，一个所述排气入口管段、两个所述排气切换装置、一个所述短距排气歧管和一个所述长距排气歧管形成对应于发动机一个气缸的排气单元；其中，在一个所述排气单元中，所述排气入口管段的一端用于连接发动机的一个气缸的排气口，所述排气入口管段的另一端并联有两个所述排气切换装置，所述短距排气歧管的另一端连接于一个所述排气切换装置，所述长距排气歧管的另一端连接于另一个所述排气切换装置；其中，两个所述排气切换装置能够动作以分别开启，或者两个所述排气切换装置能够动作以同时开启。
15.这样，在实际使用中，在发动机冷启动工况下，一个排气切换装置将同一个气缸的排气口和短距排气歧管连通，待催化器完全起燃后，另一个排气切换装置将同一个气缸的排气口和长距排气歧管连通，因此，如上所述的，该可变排气管装置可以实现发动机的催化器快速起燃的同时，不损失发动机的动力性能，因此能够有利于发动机的排放控制并确保发动机的动力性能。
16.此外，第四方面，本发明提供一种发动机，所述发动机包括以上第二方面所述的可变排气管装置，其中，所述排气切换装置的数量与所述发动机的气缸的数量相同，其中，一个气缸的排气口和一个所述排气切换装置的所述排气入口连通；或者，所述发动机包括以上第三方面所述的可变排气管装置，其中，所述排气入口管段的数量与所述发动机的气缸的数量相同，其中，一个气缸的排气口和一个所述排气入口管段的一端连通。
17.这样，如上所述的，该发动机的排放和动力性能能够得到良好的保证。
18.最后，第五方面，本发明提供一种车辆，所述车辆包括控制单元和以上第四方面所述的发动机，其中，所述控制单元能够根据发动机的工况控制所述排气切换装置动作。这样，如上所述的，该车辆的整体品质得到有效提升。
附图说明
19.图1是本发明具体实施方式提供的一种发动机的示意图，其中，显示了本发明具体实施方式提供的一种可变排气管装置和一种可变排气管件；
20.图2是图1中的发动机的气缸的排气口和短距排气歧管连通的示意图；
21.图3是图1中的发动机的气缸的排气口和长距排气歧管连通的示意图；
22.图4是本发明具体实施方式提供的另一种可变排气管装置的示意图。
23.附图标记说明
24.1-排气总管段，2-短距排气歧管，3-长距排气歧管，4-排气口，5-长距排气副管，6-曲线弯曲歧管段，7-曲线弯曲排气副管段，8-曲线弯曲管段，9-排气切换装置，10-排气入口管段，11-催化器，12-发动机。
具体实施方式
25.以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
26.第一方面，参考图1，本发明提供的可变排气管件包括排气总管段1、短距排气歧管2和长距排气歧管3，其中，短距排气歧管2和长距排气歧管3各自的一端连接于排气总管段1，短距排气歧管2和长距排气歧管3各自的另一端用于连通于发动机的同一个气缸的排气口4；长距排气歧管3的延伸长度大于短距排气歧管2的延伸长度。
27.在该技术方案中，由于短距排气歧管和长距排气歧管各自的一端连接于排气总管段，短距排气歧管和长距排气歧管各自的另一端用于连通于发动机的同一个气缸的排气口，这样，可以使得同一个气缸的排气口与短距排气歧管连通，和/或，可以使得同一个气缸的排气口与长距排气歧管连通，这样，可以根据发动机的运行工况，在发动机冷启动工况下，将同一个气缸的排气口和短距排气歧管连通，使发动机各缸排气全部经由各自对应的短距排气歧管汇入排气总管段，然后流入催化器11，如图2中的箭头所示，由于发动机与催化器之间的排气流动距离较短，排气的热量散失较少，从而能实现催化器的快速起燃，更有效地控制汽油发动机冷启动阶段的排放，同时可以降低催化器贵金属含量，降低成本。而待催化器完全起燃后，将同一个气缸的排气口和长距排气歧管连通，使发动机各缸排气全部经由各自对应的长距排气歧管汇入排气总管段，然后流入催化器11，如图3中的箭头所示，这样相对于短距排气歧管而言就增加了排气长度，能够充分利用排气谐振效应提升发动机
的扫气效果，减少发动机的缸内残余废气，降低发动机的爆震风险，提升发动机的动力性。该可变排气管件可以实现发动机的催化器快速起燃的同时，不损失发动机的动力性能，因此能够有利于发动机的排放控制并确保发动机的动力性能。
28.该可变排气管件可以适用于单缸发动机，也即是，发动机的一个气缸的排气口可以连通有一个短距排气歧管2和一个长距排气歧管3。或者，一种实施例中，该可变排气管件也可以适用于多缸发动机，参考图1，短距排气歧管2的数量为多个；排气总管段1连接有长距排气副管5，长距排气副管5并联有多个长距排气歧管3；长距排气歧管3的数量和短距排气歧管2的数量相同，其中，一个长距排气歧管3和一个短距排气歧管2各自的另一端用于连通于发动机的同一个气缸的排气口4。此时，发动机的每个气缸的排气口4可以连通有一个短距排气歧管2和一个长距排气歧管3。例如，长距排气副管5为一个并且并联有两个长距排气歧管时，该可变排气管件可以适用于两缸发动机，或者，长距排气副管5为一个并且并联有两个长距排气歧管，同时还包括单独的一个长距排气歧管3时，该可变排气管件可以适用于三缸发动机。
29.另外，如图1所示的，长距排气副管5的数量为多个并且与排气总管段1并联连通，每个长距排气副管5并联有多个长距排气歧管3。例如在图1中，长距排气副管5的数量为两个，并且每个长距排气副管5并联有两个长距排气歧管3时，该可变排气管件可以适用于四缸发动机。
30.另外，该可变排气管件包括以下至少一种方式：方式一：为了便于排气和连接，如图1所示的，短距排气歧管2连接在排气总管段1的管壁上，长距排气歧管3连接在排气总管段1的一端，这样，可以缩短短距排气歧管2的排气路径，并延长长距排气歧管3的排气路径。当然，可选择地，短距排气歧管2和长距排气歧管3都可以连接在排气总管段1的管壁上或者排气总管段1的一端上；方式二：另外，为了便于长距排气歧管3的连接，如图1所示的，长距排气歧管3包括曲线弯曲歧管段6，这样，通过曲线弯曲歧管段6，不仅便于长距排气歧管3的延伸布置，还可以使得长距排气歧管3的排气通道更顺畅，还可以延长长距排气歧管3的排气路径；方式三：另外，为了减小短距排气歧管2的排气路径，如图1所示的，短距排气歧管2为直管段，当然，可选择地，短距排气歧管2也可以包括曲线弯曲管段。
31.另外，如图1所示的，为了便于连接长距排气歧管3的连接，提升排气的顺畅性，并延长排气路径，排气总管段1的一端形成有曲线弯曲管段8，长距排气歧管3与曲线弯曲管段8连接。当然，曲线弯曲管段8的曲线弯曲朝向可以根据实际需求来申请，例如，在该可变排气管件连接在发动机上时，可以根据空间布置需求，曲线弯曲管段8曲线弯曲以远离发动机。
32.另外，如图1所示的，在可变排气管件包括长距排气副管5时，长距排气副管5的一端的曲线弯曲排气副管段7与曲线弯曲管段8连接，长距排气副管5的另一端并联有多个长距排气歧管3。这样，通过曲线弯曲管段8可以便于连接长距排气副管5，以使得长距排气副管5能够根据空间布置需求来并联连接多个长距排气歧管3。
33.第二方面，本发明提供一种可变排气管装置，如图1所示的，该可变排气管装置包括以上第一方面中任意所述的可变排气管件和排气切换装置9，其中，一个短距排气歧管2、一个长距排气歧管3和一个排气切换装置9形成对应于发动机一个气缸的排气单元；其中，在一个排气单元中，排气切换装置9包括排气入口和不同的排气出口，排气入口用于连接发
动机的一个气缸的排气口4，短距排气歧管2的另一端和长距排气歧管3的另一端分别连接于各自对应的排气出口；其中，排气切换装置9能够动作以将排气入口和短距排气歧管2连通，和/或，排气切换装置9能够动作以将排气入口和长距排气歧管3连通。
34.这样，在实际使用中，在发动机冷启动工况下，排气切换装置将同一个气缸的排气口和短距排气歧管连通，待催化器完全起燃后，排气切换装置将同一个气缸的排气口和长距排气歧管连通，因此，如上所述的，该可变排气管装置可以实现发动机的催化器快速起燃的同时，不损失发动机的动力性能，因此能够有利于发动机的排放控制并确保发动机的动力性能。
35.当然，排气切换装置9还能够调节排气入口和短距排气歧管2的连通面积，和/或，排气切换装置9还能够调节排气入口和长距排气歧管3的连通面积。
36.排气切换装置9可以具有多种类型，例如，排气切换装置9可以为电控三通阀，或者可以为电控三通以上的控制阀。排气切换装置9可以与车辆的控制单元连接，使得控制单元能够根据发动机的工况来控制排气切换装置9的动作。
37.第三方面，本发明提供一种可变排气管装置，结合图1和图4，该可变排气装置包括以上第一方面任意所述的可变排气管件、排气入口管段10和排气切换装置9，其中，一个排气入口管段10、两个排气切换装置9、一个短距排气歧管2和一个长距排气歧管3形成对应于发动机一个气缸的排气单元；其中，在一个排气单元中，排气入口管段10的一端用于连接发动机的一个气缸的排气口4，排气入口管段10的另一端并联有两个排气切换装置9，短距排气歧管2的另一端连接于一个排气切换装置9，长距排气歧管3的另一端连接于另一个排气切换装置9；其中，两个排气切换装置9能够动作以分别开启，或者两个排气切换装置9能够动作以同时开启。
38.这样，在实际使用中，在发动机冷启动工况下，一个排气切换装置将同一个气缸的排气口和短距排气歧管连通，待催化器完全起燃后，另一个排气切换装置将同一个气缸的排气口和长距排气歧管连通，因此，如上所述的，该可变排气管装置可以实现发动机的催化器快速起燃的同时，不损失发动机的动力性能，因此能够有利于发动机的排放控制并确保发动机的动力性能。
39.排气切换装置9可以为电控的电磁两通阀，或者可以为电控的两通插板阀。
40.当然，排气切换装置9还能够调节排气入口和短距排气歧管2的连通面积，和/或，排气切换装置9还能够调节排气入口和长距排气歧管3的连通面积。
41.第四方面，本发明提供一种发动机，一种实施例中，该发动机12包括以上第二方面所述的可变排气管装置，其中，排气切换装置9的数量与发动机的气缸的数量相同，其中，一个气缸的排气口4和一个排气切换装置9的排气入口连通；或者，另一种实施例中，该发动机12包括以上第三方面所述的可变排气管装置，其中，排气入口管段10的数量与发动机的气缸的数量相同，其中，一个气缸的排气口4和一个排气入口管段10的一端连通。
42.这样，如上所述的，该发动机具备催化器快速起燃特性的同时拥有良好的动力性能，因此该发动机的排放和动力性能能够得到良好的保证。
43.第五方面，本发明提供一种车辆，该车辆包括控制单元和以上第四方面所述的发动机，其中，控制单元能够根据发动机的工况控制排气切换装置9动作以能够选择排气路径的长度。这样，如上所述的，该车辆的整体品质得到有效提升。
44.以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
45.另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
46.此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。