一种燃油汽车排气系统
技术领域
本发明涉及与动力装置燃气进气或排气结合布置的技术领域，特别是涉及一种燃油汽车排气系统。
背景技术
汽车排气系统，是一种收集发动机工作所排出的废气并将废气排出的系统。传统的汽车排气系统一般由排气歧管、排气管、三元催化器、消声器、排气尾管等组成，其中三元催化器可去除排气中的有害气体，消声器可降低排气噪音。因此，为使汽车排放达到国家标准，人们一直在对汽车排气系统进行研究。
然而，传统的三元催化器一般采用蜂窝状，且随着使用时间的增长，废气中的固体颗粒物可能会将其蜂窝状小孔堵塞，造成排气背压增大、催化效率降低的风险。同时，传统的汽车排气系统存在废气排出行程比较长、结构比较复杂、布置方式受限于狭小的整车布置空间等问题，这就导致整车要么难以达到国家排放标准，要么排气背压较高，进而严重影响发动机的输出功率。
现有一种排气管，在该排气管的前端设有催化剂载体而后端设有消声管，该排气管虽可集催化消声于一体，但其整体轴向长度比较长，且催化、消声效率有限，无法满足现有车辆布置空间狭小且排放标准越来越严格的要求。
发明内容
基于此，本发明的目的是提供一种可高效催化和消声的燃油汽车排放系统。
为达到上述目的，本发明提供了一种燃油汽车排气系统，包括集催化消声于一体的排气管，所述排气管包括外壳、扩张管、紧缩管、入射管、出射管和若干个异型穿孔管，所述外壳的两端分别固设有所述扩张管和紧缩管，所述入射管固设于所述扩张管的进气端，所述出射管固设于所述紧缩管的排气端，所述外壳内固设有与外壳相通的若干个所述异型穿孔管，若干个所述异型穿孔管平行地并联设置，若干个所述异型穿孔管的内外壁及所述外壳的内壁均喷涂有三元催化剂。
本发明通过在外壳内固设与外壳相通且平行地并联设置的若干个异型穿孔管，同时在异型穿孔管的内外壁及外壳的内壁喷涂三元催化剂，这样不仅可在保证废气与三元催化剂有足够接触面积的条件下，有效地增加废气流通面积以显著降低排气背压，而且可形成对应不同频率的谐振腔以增强消声效果。
更进一步，所述异型穿孔管上一体成型有若干组凹槽和/或凸起，所述凹槽和/或凸起处均设置有消音孔。
更进一步，若干组所述凹槽和/或凸起顺排设置。
更进一步，若干组所述凹槽和/或凸起插排设置。
更进一步，所述凹槽和/或凸起设置为圆弧形。
更进一步，若干个所述异型穿孔管的的横截面积之和大于所述入射管及出射管的横截面积。
更进一步，所述排气管还包括固设于所述外壳内的前隔板和后隔板，所述异型穿孔管的两端分别固设于所述前隔板和后隔板上，所述前隔板和后隔板的两侧均喷涂有三元催化剂。
更进一步，所述排气系统还包括与所述排气管连接的加热装置和保温装置，所述加热装置和保温装置可使所述排气管的温度达到预设温度。
更进一步，所述预设温度为400℃～800℃。
更进一步，所述入射管的进气端固设有连接盘，所述入射管通过所述连接盘与排气歧管固定连接。
相比于现有技术，本发明的有益效果是：
1、通过在外壳内固设与外壳相通的若干个异型穿孔管，这样可以在外壳内形成对应不同频率的谐振腔，以达到增强消声效果、降低排气噪音的目的。
2、通过在外壳内平行地并联设置的若干个异型穿孔管的内外壁、前隔板和后隔板的两侧以及外壳的内壁喷涂三元催化剂，这样不仅可以增加废气与三元催化剂的接触面积以提高催化氧化效率，而且可以有效地增加废气流通面积以降低排气背压，提高发动机输出效率；同时还可以在异型穿孔管内形成对废气流的扰流，以有效地提高废气与三元催化剂接触的可能性。
3、通过使排气管集催化、消声于一体，且使具有催化消声功能的异型穿孔管并联设置，这样可以缩短排气管的整体尺寸，从而可以适用于狭小的整车布置空间。
附图说明
图1为本发明第一实施例中一种燃油汽车排气系统的外形图；
图2为本发明第一实施例中一种燃油汽车排气系统的纵截面剖视图；
图3为本发明第一实施例中一种燃油汽车排气系统的横截面剖视图；
图4为本发明第一实施例中异型穿孔管的外形图；
图5为本发明第二实施例中异型穿孔管的外形图；
图6为本发明第三实施例中异型穿孔管的外形图；
图7为本发明第四实施例中一种燃油汽车排放系统的外形图。
主要元件符号说明：
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的若干实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。
需要说明的是，当元件被称为“固设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
实施例一：
请参阅图1至图4，所示为本发明第一实施例中一种燃油汽车排气系统的结构示意图，该排气系统A10包括集催化消声于一体的排气管，而排气管包括外壳1、扩张管2、紧缩管3、入射管4、出射管5、前隔板9、后隔板10和若干个异型穿孔管A6。
具体的，在上述外壳1的一端焊接有上述扩张管2，而在外壳1的另一端焊接有上述紧缩管3；同时，扩张管2的另一端即进气端焊接有上述入射管4，紧缩管3的另一端即排气端焊接有上述出射管5。
更具体的，上述入射管4的横截面积小于外壳1的横截面积，即入射管4通过横截面积逐渐增大的扩张管2与外壳1连接，这样可使从入射管4流入外壳1内的声波发生反射、干涉等现象，从而可以初步减小排气噪音。同时，上述出射管5的横截面积也小于外壳1的横截面积，即外壳1通过横截面积逐渐较小的紧缩管3与出射管5连接，这样可使从外壳1流出至出射管5内的声波也发生反射、干涉等现象，从而可以再次减小排气噪音。
再有，在上述外壳1内靠近入射管4的一端焊接有上述前隔板9，而在外壳1内靠近出射管5的一端焊接有上述后隔板10。同时，在外壳1内还固定安装有若干个上述异型穿孔管A6。具体来说是，在前隔板9和后隔板10上对应地设置有若干个支撑孔(图中未标识)，该支撑孔的数量与异型穿孔管A6的数量一致，且支撑孔的内径与异型穿孔管A6的外径相适配，这样就可将异型穿孔管A6的两端通过焊接分别固定安装在前隔板9和后隔板10上，且可使若干个异型穿孔管A6之间为平行地并联设置。
进一步，在上述异型穿孔管A6上均一体成型有若干组凹槽7，且每组凹槽7包括2～4个凹槽7。在本实施例中，每组凹槽7包括两个凹槽7，且两个凹槽7对称布置。再有，在上述凹槽7处均设置有消音孔8，该消音孔8可使异型穿孔管A6与外壳1相通。
本发明通过在外壳1内固定安装与外壳1相通的若干个异型穿孔管A6，这样可以在外壳1内形成对应不同频率的谐振腔，以增强排气管的整体消声效果、降低排气噪音。
再进一步，在上述异型穿孔管A6的内外壁、前隔板9和后隔板10的两侧以及外壳1的内壁均喷涂有可对废气进行催化氧化的三元催化剂，这样不仅可以增加废气与三元催化剂的接触面积以提高催化氧化效率，而且可以有效地增加废气流通面积以降低排气背压，提高发动机输出效率；同时还可以在异型穿孔管内形成对废气流的扰流，以有效地提高废气与三元催化剂接触的可能性。
作为本发明的进一步改进，在上述异型穿孔管A6上设置的若干组凹槽7可以采用顺排方式设置，或者采用插排方式设置。在本实施例中，异型穿孔管A6上的若干组凹槽7采用插排方式设置，即相邻组之间的凹槽7互相错位90°。
作为本发明的进一步改进，上述凹槽7均设置为同样大小的圆弧形，这样不仅更便于制造加工，而且可以形成相同谐振频率的谐振腔。当然，根据发动机参数的不同以及排放标准的不同，可将凹槽7设置为不同大小的圆弧形槽以形成不同谐振频率的谐振腔。
作为本发明的进一步改进，上述若干个异型穿孔管A6的的横截面积之和大于入射管4的横截面积，同时也大于出射管5的横截面积，这样可进一步保证有足够的废气流通面积，从而达到降低排气背压的目的。
作为本发明的进一步改进，在上述入射管4的进气端固定安装有连接盘11，通过该连接盘11可使入射管4与排气歧管固定连接，进而可使发动机工作所产生的废气经排气歧管进入排气管内。
作为本发明的进一步改进，在上述出射管5上还对称地固定安装有固定块12，通过该固定孔12可使出射管5与车身固定连接，这样就可将排气管整体固定安装在汽车的底部。当然，根据整车空间布置，也可将固定块12固定安装在排气管的其他位置，如将固定块12对称地固定安装在外壳1上。
另外，上述外壳1、扩张管2、紧缩管3、入射管4、出射管5、前隔板9、后隔板10和若干个异型穿孔管A6均采用耐高温、耐腐蚀的金属材质制成，如采用不锈钢材质，便于加工制作且美观大方。同时，上述外壳1的横截面形状可根据整车布置要求设计成不同形状，如圆形、椭圆形、扁形等。在本实施例中，因异型穿孔管A6的数量多达28个，且为合理布置异型穿孔管A6，以达到最好的消声效果，可将外壳1的横截面形状设计为扁形。再有，上述入射管4和出射管5的横截面形状均设计为圆形，以使排气管的整体消声效果最佳。
本发明通过使排气管集催化、消声于一体，且使具有催化消声功能的异型穿孔管A6并联设置，这样不仅可以缩短排气管的整体尺寸，而且可以减少排气系统的流动行程，从而可以适用于狭小的整车布置空间。
实施例二：
请参阅图5，所示为本发明第二实施例中异型穿孔管的外形图，本实施例中的异型穿孔管与实施例一中的异型穿孔管的不同之处在于：在异型穿孔管B13上均一体成型有若干组凸起15，且每组凸起15也包括2～4个凸起15。在本实施例中，每组凸起15包括四个周向均匀布置的凸起15，且各组凸起15之间为顺排设置；同时，上述凸起15均设置为同样大小的圆弧形。再有，在上述凸起15处均设置有消音孔8，该消音孔8可使异型穿孔管B13与外壳1相通。
实施例三：
请参阅图6，所示为本发明第三实施例中异型穿孔管的外形图，本实施例中的异型穿孔管与实施例一中的异型穿孔管的不同之处在于：在异型穿孔管C14上均一体成型有若干组凹槽7和凸起15，且每组凹槽7和每组凸起15均分别包括有2～4个凹槽7和凸起15。在本实施例中，各组凹槽7均与各组凸起15相邻设置，且各组凹糟7和各组凸起15均分别包括两个对称设置的凹槽7和凸起15；同时，各组凹槽7与各组凸起15之间采用顺排设置，且凹槽7和凸起15均采用同样大小的圆弧形。再有，在上述凹槽7和凸起15处均设置有消音孔8，该消音孔8可使异型穿孔管C14与外壳1相通。
实施例四：
请参阅图7，所示为本发明第四实施例中一种燃油汽车排气系统的结构示意图，本实施例与实施例一的不同之处在于：该排气系统B20还包括与排气管连接的加热装置和保温装置，该加热装置和保温装置可使排气管的温度保持在400℃～800℃之间，用以消除因降低排气背压而使排气管的温度可能需要较长时间才能达到上述温度的不足，从而可以加快排气管中三元催化剂的起燃速度，提高冷启动阶段的催化转化效率。
具体来说，上述保温装置包括铺设在外壳1外壁的保温材料，如采用具有良好保温效果且易安装的保温垫17。
同时，上述加热装置包括加热器16、控制器(图中未画出)及温度传感器(图中未画出)。其中，加热器16固定安装在外壳1与保温垫17之间，该加热器16可对前隔板9和后隔板10施加一定的电压，以使前隔板9、后隔板10、异型穿孔管A6及外壳1整体等效为一个电阻，通过电阻热加热的方式使排气管的温度保持在400℃～800℃之间。温度传感器可以设置在排气管上，如安装在外壳1上，也可以设置在排气管附近，以检测排气管的温度。控制器设置在排气管外，该控制器可与加热器16及温度传感器电性连接，以监测排气管的温度并开启或关闭加热器16，如当排气管的温度低于400℃时，控制器可控制加热器16开启以加热排气管。
在此需要说明的是，在有些实施例中，加热装置可以是一个设置在排气管外的继电器，由该继电器负责控制加热回路的连接与断开，且加热回路的电源可以是蓄电池或者是轻型混合动力车中的48V电池。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
