一种排气背压动态调节装置、方法及发动机排气系统与流程

1.本技术涉及车辆发动机技术领域，特别涉及一种排气背压动态调节装置、方法及发动机排气系统。


背景技术：

2.发动机通过排气管将尾气引入egp，排气管为空心圆筒状结构。排气管走向、长度及egp载体分布导致排气系统产生排气背压，排气背压较大时将明显影响发动机的动力性，并使发动机的燃油消耗率上升，进一步影响发动机的经济性。


技术实现要素：

3.本技术实施例提供一种排气背压动态调节装置、方法及发动机排气系统，以解决相关技术中排气背压较大时影响发动机性能的问题。
4.第一方面，提供了一种排气背压动态调节装置。
5.一种排气背压动态调节装置，其包括：
6.安装管体，以用于同发动机的排气口连接；
7.进气单元，其与所述安装管体连，以用于向所述安装管体内送入气流；以及，
8.导流单元，其设于所述安装管体内并与所述进气单元连通，其上活动设有出气口，并配置为可将所述进气单元所提供的气流，以与所述安装管体内尾气流向相同/相反的流向送入所述安装管体内。
9.通过上述方案，进气单元向安装管体内所送入的气流在通过导流单元时，可在出气口的引导下以与安装管体内尾气一致的流向进入安装管体，进而当送入气流的速度大于安装管体内尾气流速时，将在两者混合后提高尾气的流动速度，进而实现尾气可快速排出，降低发动机的排气口处的排气背压，最终有效保障发动机的高效使用；
10.此外，在驾驶人员需要制动发动机时，本技术可控制出气口活动至使其排出的气流与安装管体内尾气流向相反，进而该气流在进入安装管体后将进一步增大发动机排气口处的排气背压，此时可有效配合发动机的制动，使其可更加快速的进行降速与停机，实现提高采用本技术方案后发动机的紧急制动效果，在发动机的使用过程中具有较强的实际意义。
11.一些实施例中，所述导流单元包括：
12.导向器，其转动设置于所述安装管体内，其内设有与所述进气单元连通的导流腔，所述出气口设置于其一侧并连通所述导流腔与所述安装管体；
13.控制器，其与所述导向器连接并驱动所述导向器转动，以控制所述出气口与所述安装管体内的朝向。
14.通过上述方案，利用控制器即可驱动导向器进行转动，进而控制导向器上的出气口转动至合适位置，以改变从导流腔排出的气流在进入安装管体内时的流向，最终实现根据需要增大或降低发动机的排气背压。
15.一些实施例中，所述导向器一端设有转动轴，所述转动轴穿过所述安装管体并与所述控制器连接；
16.所述导向器另一端设有进气管，所述进气管与所述转动轴共轴，其连通所述进气单元且两者呈转动配合。
17.通过上述方案，导向器通过转动轴在和控制器连接后即可实现在需要时借助控制器调节导向器出气口的朝向，进而实现改变导流单元送入安装管体内的气体流向；同时，导向器另一端连通进气单元的同时与进气单元的转动连接，且转动轴向与转动轴一致，实现其连通进气单元的同时可顺利进行气流送入流向的调节。得以将导向器上出气口的朝向切换转变为导向器转动轴的旋转，进而易于实现，且具有较低的结构与控制成本，利于实际生产与使用。
18.一些实施例中，所述进气单元包括：
19.供气件；
20.进气环道，其两端分别连接所述供气件与所述导流单元，且在所述供气件与所述安装管体之间呈螺旋状绕设。
21.通过上述方案，供气件输送的气流通过进气环道进入安装管体内，同时由于进气环道呈螺旋状绕设，使供气件输送的气流得以在进气环道内顺畅流动并得到加速，进而形成快速的气流进入安装管体内，实现带动安装管体内的尾气或阻碍安装管体内的尾气流动。
22.一些实施例中，所述的排气背压动态调节装置还包括：
23.调控单元，其与所述导流单元控制连接，以用于控制所述出气口所送出气流的流向。
24.通过上述方案，借助调控单元实现导流单元的远程控制，进而本装置在安装使用时可更加方便快捷，利于实际使用。
25.一些实施例中，所述调控单元与车辆的整车vecu系统连接，配置为根据车辆的制动踏板开度控制所述出气口所送出气流的流向。
26.通过上述方案，实现调控单元可随时从整车vecu系统内获取制动踏板的态度，进而判断当前驾驶员的需求，并快速调整安装管体内的出气口朝向，进而实现根据需要降低或增大发动机的排气背压，实现本装置的自动化使用，具有较强的实用意义。
27.一些实施例中，所述的排气背压动态调节装置还包括：
28.换热单元，其设于所述安装管体内，并与发动机的排气歧管连通，以用于将发动机排气歧管内尾气的热量传递至与所述安装管体内。
29.通过上述方案，本装置在实现调节发动机排气背压的同时，可将发动机排气歧管处的高温尾气热量转移至安装管体内，进而对安装管体的尾气进行升温，升温后的尾气将在后续的还原处理过程中得以更快的进行反应，有效减少或避免后续再次对尾气进行升温，充分利用发动机的热量；另一方面，也可有效降低发动机处对外部车体结构的热量发散，进而利于控制车体温度，避免车体温度过高而产生其他问题。
30.一些实施例中，所述排气歧管与所述换热单元之间通过隔热管路连接。
31.通过上述方案，有效降低排气歧管内高温尾气的热量发散，使其可高效的将热量传递至换热单元处进行再利用，进而保障安装管体内尾气可得到较好的升温效果以及降低
整体装置向车体发散的热量。
32.第二方面，本技术还提供一种排气背压动态调节方法。
33.一种发动机排气背压动态调节方法，包括以下步骤：
34.获取制动踏板开度信号；
35.若制动踏板开度信号等于0，于发动机所连接的排气管路内送入流向与尾气一致的气流；
36.若制动踏板开度信号大于0，于发动机所连接的排气管路内送入流向与尾气相反的气流。
37.通过上述方案，实现利用制动踏板开度状态，判断汽车的行驶状态，并根据汽车的行驶状态，控制发动机排气背压的大小，以进一步配合提升当前汽车的行驶需求，最终实现显著提高发动机的动力性以及制动能力。
38.第三方面，本技术还提供一种发动机排气系统。
39.一种发动机排气系统，其包括：
40.发动机；
41.尾气后处理模块；
42.排气管路，其连接所述发动机与所述尾气后处理模块；
43.如上所述的排气背压动态调节装置，其设于所述排气管路上。
44.通过上述方案，使该系统在使用时具有较好的排气效果并实现可对发动机进行辅助制动，同时可实现对发动机所产生的热量进行有效利用，提高尾气后处理模块的处理效率，并同步降低对整个车体的升温作用，具有较高的节能效果。
45.本技术提供的技术方案带来的有益效果包括：
46.本技术实施例提供了一种排气背压动态调节装置、方法及发动机排气系统，由于进气单元向安装管体内所送入的气流在通过导流单元时，可在出气口的引导下以与安装管体内尾气一致的流向进入安装管体，进而当送入气流的速度大于安装管体内尾气流速时，将在两者混合后提高尾气的流动速度，进而实现尾气可快速排出，降低发动机的排气口处的排气背压，最终有效保障发动机的高效使用；同时，在驾驶人员需要制动发动机时，本技术可控制出气口活动至使其排出的气流与安装管体内尾气流向相反，进而该气流在进入安装管体后将进一步增大发动机排气口处的排气背压，此时可有效配合发动机的制动，使其可更加快速的进行降速与停机，实现提高采用本技术方案后发动机的紧急制动效果，在发动机的使用过程中具有较强的实际意义。
附图说明
47.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
48.图1为本技术实施例提供的排气背压动态调节装置整体示意图；
49.图2为本技术实施例提供的导向器结构示意图；
50.图3为本技术实施例提供的发动机排气系统示意图。
51.图中：
52.1、安装管体；
53.2、进气单元；20、供气件；21、进气环道；
54.3、导流单元；30、导向器；300、出气口；301、转动轴；302、进气管；
55.4、调控单元；
56.5、换热单元；
57.6、发动机；
58.7、排气管路；
59.8、排气背压动态调节装置；
60.9、后处理模块。
具体实施方式
61.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
62.发动机通过排气管将尾气引入egp，排气管为空心圆筒状结构。排气管走向、长度及egp载体分布导致排气系统产生排气背压，排气背压较大时将明显影响发动机的动力性，并使发动机的燃油消耗率上升，进一步影响发动机的经济性。
63.因此，本技术实施例提供了一种排气背压动态调节装置、方法及发动机排气系统，以解决上述问题。
64.参照图1，一种排气背压动态调节装置8，其包括：
65.安装管体1，以用于同发动机6的排气口连接；
66.进气单元2，其与所述安装管体1连，以用于向所述安装管体1内送入气流；以及，
67.导流单元3，其设于所述安装管体1内并与所述进气单元2连通，其上活动设有出气口300，并配置为可将所述进气单元2所提供的气流，以与所述安装管体1内尾气流向相同/相反的流向送入所述安装管体1内。
68.其中，出气口300在本实施例中设置于导流单元3的一端，且导流单元3于安装管体1内呈活动设置，进而实现出气口300可跟随导流单元3同步活动，以实现其朝向改变时可送入不同流向的气流进入安装管体1内。
69.此外，在一些实施例中，导流单元3可呈固定安装于安装管体1内，出气口300则设置有若干个并分布在导流单元3的两侧，以具有与安装管体1内尾气相同/相反朝向的出气口300，并在出气口300上活动阀门，进而通过控制调节两侧出气口300上的阀门开合，即可实现控制导流单元3将气流以不同的流向送入排气管内。
70.在另一些实施例中，也可设置至少两组导流单元3，两组导流单元3于安装管体1内的出气口300相反，进而实现在开启其中一组导流单元3时，可向安装管体1内送入与尾气流向相同/相反的气流。
71.这样设置，进气单元2向安装管体1内所送入的气流在通过导流单元3时，可在出气口300的引导下以与安装管体1内尾气一致的流向进入安装管体1，进而当送入气流的速度
大于安装管体1内尾气流速时，将在两者混合后提高尾气的流动速度，进而实现尾气可快速排出，降低发动机6的排气口处的排气背压，最终有效保障发动机6的高效使用；
72.此外，在驾驶人员需要制动发动机6时，本技术可控制出气口300活动至使其排出的气流与安装管体1内尾气流向相反，进而该气流在进入安装管体1后将进一步增大发动机6排气口处的排气背压，此时可有效配合发动机6的制动，使其可更加快速的进行降速与停机，实现提高采用本技术方案后发动机6的紧急制动效果，在发动机6的使用过程中具有较强的实际意义。
73.参照图1，可选地，所述导流单元3包括：
74.导向器30，其转动设置于所述安装管体1内，其内设有与所述进气单元2连通的导流腔，所述出气口300设置于其一侧并连通所述导流腔与所述安装管体1；
75.控制器(图中未示出)，其与所述导向器30连接并驱动所述导向器30转动，以控制所述出气口300与所述安装管体1内的朝向。
76.其中，导向器30于本实施例中呈环状结构，中部形成供安装管体1内尾气快速通过的中心圆孔，导流腔呈匹配导向器30的环形腔，并与进气单元2连通。出气口300则设于导向器30的一侧环形端面，进而通过控制器转动导向器30，即可调节出气口300正对或背对安装管体1内尾气的流向，得以实现向安装管体1内送入与尾气流向相同/相反的气流。控制器于本实施例中具体为可双向转动的驱动电机，其输出轴与导向器30连接，以实现通过驱动电机控制导向器30一侧的出气口300转动至不同朝向。
77.同时，为保障气流可快速与尾气混合或可充分阻挡减速尾气，出气口300于导向器30的一侧端面上沿轴向间隔布设有多个。
78.这样设置，利用控制器即可驱动导向器30进行转动，进而控制导向器30上的出气口300转动至合适位置，以改变从导流腔排出的气流在进入安装管体1内时的流向，最终实现根据需要增大或降低发动机6的排气背压。
79.参照图2，可选地，所述导向器30一端设有转动轴301，所述转动轴301穿过所述安装管体1并与所述控制器连接；
80.所述导向器30另一端设有进气管302，所述进气管302与所述转动轴301共轴，其连通所述进气单元2且两者呈转动配合。
81.其中，导向器30通过转动轴301在和作为控制器的驱动电机连接后，即可实现在需要时借助控制器调节导向器30出气口300的朝向，进而实现改变导流单元3送入安装管体1内的气体流向；同时，导向器30另一端连通进气单元2的同时与进气单元2的转动连接，且转动轴301向与转动轴301一致，实现其连通进气单元2的同时可顺利进行气流送入流向的调节。
82.这样设置，将导向器30上出气口300的朝向切换转变为导向器30转动轴301的旋转，进而易于实现，且具有较低的结构与控制成本，利于实际生产与使用。
83.参照图1，可选地，所述进气单元2包括：
84.供气件20；
85.进气环道21，其两端分别连接所述供气件20与所述导流单元3，且在所述供气件20与所述安装管体1之间呈螺旋状绕设。
86.其中，供气件20在本实施例中选用吸气电机，以实现可将外部空气直接进行吸入
向安装管体1内送入，进而保障成本可控。同时，在一些实施例中，可采用其他形式，如气泵等，且气流来源可选择设置独立气源，并根据需要可于气源内压缩填充不同类型的气体向安装管体1内进行输送。
87.这样设置，供气件20输送的气流通过进气环道21进入安装管体1内，同时由于进气环道21呈螺旋状绕设，使供气件20输送的气流得以在进气环道21内顺畅流动并得到加速，进而形成快速的气流进入安装管体1内，实现带动安装管体1内的尾气或阻碍安装管体1内的尾气流动。
88.参照图1，可选地，排气背压动态调节还包括：
89.调控单元4，其与所述导流单元3控制连接，以用于控制所述出气口300所送出气流的流向。
90.其中，调控单元4与导流单元3内的控制器电性连接。
91.这样设置，借助调控单元4实现导流单元3的远程控制，进而本装置在安装使用时可更加方便快捷，利于实际使用。
92.可选地，所述调控单元4与车辆的整车vecu系统连接，配置为根据车辆的制动踏板开度控制所述出气口300所送出气流的流向。
93.这样设置，实现调控单元4可随时从整车vecu系统内获取制动踏板的态度，进而判断当前驾驶员的需求，并快速调整安装管体1内的出气口300朝向，进而实现根据需要降低或增大发动机6的排气背压，实现本装置的自动化使用，具有较强的实用意义。
94.参照图1与图3，可选地，排气背压动态调节还包括：
95.换热单元5，其设于所述安装管体1内，并与发动机6的排气歧管连通，以用于将发动机6排气歧管送内的尾气热量传递至与所述安装管体1内。
96.其中，换热单元5在安装管体1上的换热位置设置于进气单元2的下游，进而使换热单元5可对速度提升后的尾气进行换热，使其相对于进气单元2上游未得到提速的尾气，具有更快的换热速度，进而以实现迅速提高安装管体1内的尾气温度，并降低热量损失。
97.这样设置，本装置在实现调节发动机6排气背压的同时，可将发动机6排气歧管处的高温尾气热量转移至安装管体1内，进而对安装管体1的尾气进行升温，升温后的尾气将在后续的还原处理过程中得以更快的进行反应，有效减少或避免后续再次对尾气进行升温，充分利用发动机6的热量；另一方面，也可有效降低发动机6处对外部车体结构的热量发散，进而利于控制车体温度，避免车体温度过高而产生其他问题。
98.参照图3，可选地，所述排气歧管与所述换热单元5之间通过隔热管路连接。
99.这样设置，有效降低排气歧管内高温尾气的热量发散，使其可高效的将热量传递至换热单元5处进行再利用，进而保障安装管体1内尾气可得到较好的升温效果以及降低整体装置向车体发散的热量。
100.本技术所提供的排气背压动态调节装置8的工作原理及有益效果为：
101.进气单元2向安装管体1内所送入的气流在通过导流单元3时，可在出气口300的引导下以与安装管体1内尾气一致的流向进入安装管体1，进而当送入气流的速度大于安装管体1内尾气流速时，将在两者混合后提高尾气的流动速度，进而实现尾气可快速排出，降低发动机6的排气口处的排气背压，最终有效保障发动机6的高效使用；同时，在驾驶人员需要制动发动机6时，本技术可控制出气口300活动至使其排出的气流与安装管体1内尾气流向
相反，进而该气流在进入排气管道后将进一步增大发动机6排气口处的排气背压，此时可有效配合发动机6的制动，使其可更加快速的进行降速与停机，实现提高采用本技术方案后发动机6的紧急制动效果，在发动机6的使用过程中具有较强的实际意义；
102.此外，实现调节发动机6排气背压的同时，可将发动机6排气歧管处的高温尾气热量转移至安装管体1内，进而对安装管体1的尾气进行升温，升温后的尾气将在后续的还原处理过程中得以更快的进行反应，有效减少或避免后续再次对尾气进行升温，充分利用发动机6的热量；另一方面，也可有效降低发动机6处对外部车体结构的热量发散，进而利于控制车体温度，避免车体温度过高而产生其他问题。
103.第二方面，本技术实施例提供一种排气背压动态调节方法。
104.一种排气背压动态调节方法，包括以下步骤：
105.获取制动踏板开度信号；
106.若制动踏板开度信号等于0，于发动机6所连接的排气管路7内送入流向与尾气相同的气流；
107.若制动踏板开度信号大于0，于发动机6所连接的排气管路7内送入流向与尾气相反的气流。
108.这样设置，实现利用制动踏板开度状态，判断汽车的行驶状态，并根据汽车的行驶状态，控制发动机6排气背压的大小，以进一步配合提升当前汽车的行驶需求，最终实现显著提高发动机6的动力性以及制动能力。
109.参照图3，第三方面，本技术实施例提供一种发动机6排气系统，其包括：
110.发动机6；
111.尾气后处理模块9；
112.排气管路7，其连接所述发动机6与所述尾气后处理模块9；
113.如上所述的排气背压动态调节装置8，其设于所述排气管路7上。
114.其中，尾气后处理模块9用于处理发动机6所排尾气，以符合国家相关标准。
115.这样设置，使该系统在使用时具有较好的排气效果并实现可对发动机6进行辅助制动，同时可实现对发动机6所产生的热量进行有效利用，提高尾气后处理模块9的处理效率，并同步降低对整个车体的升温作用，具有较高的节能效果。
116.在本技术的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
117.需要说明的是，在本技术中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者
设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
118.以上所述仅是本技术的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本技术。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本技术的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本技术将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。