專利名稱：一種加速排氣的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種加速排氣的裝置，利用該裝置可以由于加速排氣系統(tǒng)的阻尼而降低排氣氣流的速度，并將該氣流排放到大氣中。
在例如活塞發(fā)動機中，從發(fā)動機的效率方面考慮，希望排氣能迅速地從汽缸中排放到大氣中，但是為了使排氣的排出位置與人員相離，另外從安全方面考慮而采用了排氣管，由于在排氣管上附加安裝有消音器和催化裝置，負背壓變得過大，以致排氣受到阻礙，使排氣效率降低?；谶@一點，本發(fā)明人發(fā)明了使排氣在加速的狀態(tài)下排放到大氣中的裝置，并向國內(nèi)外提出申請。
其中有特公平7-42852號(特許第2015958號)和以其為基礎(chǔ)的美國專利第5280143號等項發(fā)明。這些發(fā)明的目的在于完全利用排氣能量，并有效利用由此而形成的負壓，提高排氣效率。但是，上述發(fā)明及以前相關(guān)的發(fā)明的裝置具有部件數(shù)量多這一未解決的問題，另外還存在有當活塞發(fā)動機的排氣量變化時，不能得到應(yīng)該得到的效果的問題，隨之產(chǎn)生的問題是必須按照排氣量的大小來設(shè)置多種產(chǎn)品。
本發(fā)明就是著眼于上述問題而做出的，它具有通用性，以便即使排氣量發(fā)生某種程度的大小的變化，也都能獲得對應(yīng)于各自的效果。而且，本發(fā)明可以用較少種類的產(chǎn)品來應(yīng)付不同排氣量的需求，此外，通過減少零件的數(shù)量，也能容易地達到降低成本的目的。
用于解決上述課題的本發(fā)明，利用加速筒對排氣氣流進行加速，該加速筒的一端具有連接排氣管的連接部，另一端具有排氣的噴射口，為了使從一端流向另一端的排氣加速，形成了流路的橫截面面積逐漸減小的錐狀周壁面，在一端側(cè)的周壁面上，開有通向外部的通孔，同時，還設(shè)有圍筒和排氣筒，圍筒的一端結(jié)合在加速筒的通孔的上游，另一端包圍加速筒的噴射口而在其間形成環(huán)狀間隙，隨著排氣氣流加速所產(chǎn)生的負壓，可使排氣氣流通過間隙和通孔排出，排氣筒與圍筒的另一端的開口部分相連，該開口部分用于將從噴射口13噴射出的加速的排氣氣流和從環(huán)狀間隙流出的吸引排氣氣流排放到大氣中，可將排氣筒的長度設(shè)定為從噴射口13向下游流出的排氣氣流能與排氣筒30接觸的長度。
本發(fā)明是一種促進排氣的裝置，利用該裝置可以加速由于排氣系統(tǒng)的阻尼而降低的排氣氣流的速度，并將該氣流排放到大氣中。
加速排氣氣流的流速并將該加速氣流排放到大氣中，就這一點來說，本發(fā)明繼承了發(fā)明人自己開發(fā)出的基本原理。即本發(fā)明具有將排氣氣流加速至臨近從燃燒室排出的速度的加速部A、抽吸出由加速而產(chǎn)生較強負壓的負壓吸引部B和將高速的排氣氣流排放到大氣中的大氣排放部C，負壓吸引部B具有在上游處與最大限度地加速之前的排氣氣流相通并為其提供旁路的結(jié)構(gòu)。
相對于加速部分A加速排氣管中央部分的作為主要的排氣氣流來說，排氣管壁附近的速度較低的排氣氣流借助于上述的結(jié)構(gòu)，由負壓吸引部分B的吸引作用加速。負壓吸引部分B中所產(chǎn)生的流速大致達到加速部分A所產(chǎn)生的流速，排氣氣流全部變成高速氣流。該高速氣流的速度可達到接近于音速的速度范圍，這就意味著本發(fā)明以與從汽缸排出的排氣速度相近的良好的效率工作著。結(jié)果，使排氣氣流的流速提高、流量增加。
因此，本發(fā)明的排氣加速裝置必須具有錐狀的加速筒10，配置在該加速筒10外側(cè)的圍筒20和排氣筒30，排氣筒30用于將在加速筒10中被加速的加速氣流和從加速筒10和圍筒20之間的環(huán)狀間隙21流出的吸引排氣氣流排放到大氣中。加速筒10對應(yīng)于上述的加速部A，加速筒10和圍筒20之間的空間，特別是環(huán)狀間隙21附近對應(yīng)于負壓吸引部B，排氣筒30對應(yīng)于大氣排放部C。
本發(fā)明的特征在于將以往多孔組成的負壓吸引部分的流路僅由完整流路的環(huán)狀間隙21構(gòu)成，本發(fā)明裝置的基本組成部件最少，數(shù)量為三個。環(huán)狀間隙21沿圓周連續(xù)，不存在阻礙氣流流動的部分，從而也就不會受排氣流量變化的影響。


圖1是表示本發(fā)明的排氣加速裝置實施例1的斷面圖；圖2是表示本發(fā)明的排氣加速裝置實施例2的斷面圖；圖3是表示本發(fā)明的排氣加速裝置實施例3的斷面圖4是表示本發(fā)明的排氣加速裝置實施例4的斷面圖；圖5是用于說明本發(fā)明裝置的安裝實例和作用的側(cè)面圖。
圖1示出了本發(fā)明裝置的實施例1。該裝置由三個零件構(gòu)成，它包括加速筒10、圍筒20和排氣筒30，各部件分別為單一構(gòu)造體。
加速筒10的一端具有連接排氣管11的連接部分12，另一端具有排氣的噴射口13，為了使從一端流向另一端的排氣氣流加速，在兩端部之間形成了流路的橫截面面積逐漸減小的錐狀壁面14，在一端側(cè)的壁面上設(shè)有多個與外部相通的通孔15。旁路通過負壓部分B的排氣氣流從通孔15中通過，通孔15位于連接部分12的內(nèi)徑以外的徑向位置上。16是倒錐狀的壁面，在連接部緊接著的后方提供了放大了的斷面面積，因此，排氣氣流在此膨漲。
圍筒20的一端在通孔15的上游處與加速筒10相連，另一端延續(xù)到加速筒的后端，在與噴射口13的外部之間形成環(huán)狀間隙21。因此，圍筒20基本上將加速筒10圍住，其前端22嵌合在形成在加速筒10的通孔的前方的嵌合凹部17上，使圍筒20與加速筒10連為一體。圍筒20的筒體圓周部分23與加速筒10之間形成空間24，以便為吸引排氣氣流提供旁路。與加速部相對照，所示出的空間24的流路的斷面面積逐漸增大，但也有不是那樣的構(gòu)成形式。圍筒20的后端25用于連接排氣筒30。
排氣氣流在加速部分以最大限度地被加速的狀態(tài)從噴射口13噴出時，其后方與速度成比例地產(chǎn)生負壓。在本發(fā)明中將該部分作為環(huán)狀間隙21從而增大了負壓區(qū)域31，另外也沒有成為阻尼的構(gòu)件，所以，負壓吸引能力顯著提高。因此，這將使應(yīng)付吸引排氣氣流流量的變化、特別是增大變得容易，并且具有通用性。
加速排氣氣流和吸引排氣氣流作為高速排氣氣流從排氣筒30排放到大氣中。這時，高速排氣氣流從噴射口13向下游擴散而排放到大氣中，將排氣筒30的長度設(shè)定為保持高速排氣氣流流勢的外周部分32與排氣筒30的后緣34接觸所得到的長度。這樣，外周部分32就封閉住后部負壓區(qū)域33，并且能維持一定的負壓。另外，在排氣筒30不封閉上述外周部分32時，就不會完全達到預期的效果。
圖2示出了本發(fā)明裝置的實施例2，它與實施例1的不同之處在于圍筒20是由多個零件的組合而構(gòu)成的。因而僅對圍筒20進行說明，該圍筒20由內(nèi)外多重筒體29-1、29-2等來構(gòu)成筒體圓周部23，并使用了單獨的后端構(gòu)件27。其中，可以在最里側(cè)的筒體上形成許多小孔。多重筒體29-1、29-2等用其前端22′和25′與嵌合凹部17′、27′保持同心，并且由穿通加速筒10和后端構(gòu)件27的連接軸28連成一體。
其它的構(gòu)成部分由于可以與實施例1中的相同，因而采用了相同符號并省略了詳細說明。與實施例1相比，該實施例2更適合于大型場合。另外，表面上看實施例2中的部件數(shù)量雖然比實施例1多，但由于筒體29-1等不需要進行加工，要加工的部件實際上只有三個。
圖3示出了本發(fā)明裝置的實施例3，該實施例相當于在實施例1的排氣筒30上設(shè)置冷卻筒35。因此，其它構(gòu)成部分的表示符號可以與實施例1中的相同。冷卻筒35制做成其長度與排氣筒30相同或略長于排氣筒30，并以其前端與圍筒后端部的安裝部分36相連。通過由排氣筒30排放到大氣中的排氣氣流在后端形成負壓部37外部氣體從氣孔38導入排氣筒30與冷卻筒35之間可以降低排氣溫度。
圖4示出了本發(fā)明裝置的實施例4，該實施例是在實施例2的基礎(chǔ)上附加了冷卻筒35，其后端形成有頸縮部分，使得負壓的保持效果提高。而且，利用圍筒20的多重結(jié)構(gòu)，將由正面的空氣導入口導入的外部氣體從形成在最內(nèi)側(cè)的筒體29-1上的通氣孔41輸入內(nèi)部空間24，通過使之與排氣氣流產(chǎn)生高速攪拌就能夠降低排氣氣流的溫度。其它構(gòu)成部分可以與實施例2中的相同。
具有這種結(jié)構(gòu)的本發(fā)明裝置，例如在連接到汽車發(fā)動機40排氣系統(tǒng)的管路11上時，可以在它們之間設(shè)置催化裝置41和消音裝置42等負載阻尼，位于排氣系統(tǒng)的末端或下流，本發(fā)明裝置具有安裝上述部件極容易的優(yōu)點。從發(fā)動機40的燃燒室43排出的排氣由上述負載阻尼降低流速后到達本裝置，并在加速部分A被加速到臨近極限狀態(tài)，接近汽缸的排出速度，與此同時，在較寬的區(qū)域31內(nèi)產(chǎn)生較強的負壓。與上述過程相同，該負壓使部分通過通孔15吸引加速前的排氣氣流，通過旁路在排氣筒上游部與加速的排氣氣流匯合、作為高速排氣氣流擴散地流出并排放到大氣中。因此，能夠大大加快排放到大氣中的速度，提高排氣系統(tǒng)的整體速度，因涉及到汽缸的排氣口，所以燃燒室內(nèi)的燃燒氣體在排氣時序時便快速排出并換入新氣。即能夠最大限度地加速排氣。
本發(fā)明是具有上述內(nèi)容的一種裝置，因此，與以往的裝置相比，隨著排氣氣流的最大限度的加速，將會大量地產(chǎn)生較強的負壓并維持環(huán)狀間隙，因此，盡管發(fā)動機的排氣量存在著程度上的大小差異，使用一種本發(fā)明的裝置就足以應(yīng)付這種差異。因此而產(chǎn)生的效果是能夠提供一種裝置，該裝置可用較少的產(chǎn)品種類來對應(yīng)多種發(fā)動機、使用更方便、而且成本低。
權(quán)利要求
1.一種加速排氣的裝置，利用該裝置可以加速由于排氣系統(tǒng)的阻尼而降低的排氣氣流的速度，并將該氣流排放到大氣中，其特征是它包括加速筒、圍筒和排氣筒；所述加速筒的構(gòu)成如下它一端具有連接排氣管的連接部，另一端具有排氣的噴射口，為了使從一端流向另一端的排氣氣流加速，形成了流路的橫截面面積逐漸減小的錐狀壁面，在一端側(cè)的周壁面上，開有通向外部的通孔；所述圍筒的構(gòu)成如下它的一端結(jié)合在通孔的上游處的加速筒上，其另一端包圍加速筒的噴射口而在其與加速筒之間形成環(huán)狀間隙，借助隨著排氣氣流加速所產(chǎn)生的負壓使排氣氣流通過環(huán)狀間隙和通孔排出；所述排氣筒的構(gòu)成如下它與圍筒的另一端的開口部相連，該開口部用于將從噴射口噴射出的加速的排氣氣流和從環(huán)狀間隙流出的吸引排氣氣流排放到大氣中，排氣筒的長度被設(shè)定為從噴射口向下游排出的排氣氣流能與排氣筒接觸的長度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的加速排氣的裝置，利用該裝置可以加速由于排氣系統(tǒng)的阻尼而降低的排氣氣流的速度，并將該氣流排放到大氣中，其特征在于，它具有錐狀的加速筒、配置在該加速筒外側(cè)的圍筒和排氣筒，排氣筒用于將在加速筒中加速的加速氣流和從加速筒和圍筒之間的環(huán)狀間隙流排出的吸引排氣氣流排放到大氣中。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的加速排氣的裝置，其特征在于，在排氣筒的外側(cè)，重疊地設(shè)置有包圍排氣筒且后端部超出排氣筒后緣的冷卻筒，外部氣體從形成在冷卻筒上的氣孔導入到排氣筒30的外周上。
4.根據(jù)權(quán)利要求2的加速排氣的裝置，其特征在于，從將外部氣體導入圍筒的導入口吸入的外部氣體被導入到加速筒10和圍筒20之間，與吸引排氣氣流產(chǎn)生高速攪拌。
全文摘要
一種加速排氣的裝置,該裝置具有通用性,即使排氣量以某種程度上變化時,也能獲得一定的排氣效果,而且成本低。該裝置包括:一端具有連接排氣管11的連接部分12、另一端具有排氣氣流的噴射口13、加速從一端流向另一端的排氣氣流的做成錐狀的加速筒10;包圍加速筒10的外側(cè)、在噴射口13之間形成的沿周向連續(xù)的環(huán)狀間隙21、在加速筒10的上游處設(shè)有通孔的圍筒20;排氣筒30。該吸引排氣氣流和加速排氣氣流由設(shè)置在圍筒20后端的排氣筒30排放到大氣中。
文檔編號F02B27/04GK1201104SQ98115269
公開日1998年12月9日 申請日期1998年6月3日 優(yōu)先權(quán)日1997年6月3日
發(fā)明者角田義明 申請人:角田杰拉萬