拖拉機柴油機的排氣管結構的制作方法

本發(fā)明涉及柴油機領域，特別涉及一種拖拉機柴油機的排氣管結構。

背景技術：

排氣管作為柴油機的一個外圍零件，其設計的好壞對發(fā)動機性能有很大的影響，特別是對增壓發(fā)動機，它直接影響著排氣能量的利用，而且還會影響到發(fā)動機在整車上的布置。目前，非道路發(fā)動機整車布置空間緊湊，特別是拖拉機布置。這對柴油機的總體尺寸有了更高的要求，必須對柴油機外圍件進行必要的調整，才能滿足整車廠的配套需求。由于拖拉機機罩的限制，以及緊湊的外形趨勢，加大了柴油機排氣管、增壓器等零件的布置難度，使得排氣管的設計越來越短。同時，由于流體具有粘性且管壁也具有粗糙度，使排氣管的實際流量小于理論流量。為此，柴油機的排氣管布置必須充分考慮整車空間以及排氣管結構等因素，充分利用每一個空間，盡量提高排氣管的流量系數(shù)，使排氣更暢通。然而，傳統(tǒng)配套拖拉機的排氣管主要存在兩個問題：

1、傳統(tǒng)排氣管各個歧管彎曲半徑以及歧管的結構均相同，而且由于每個細分市場柴油機增壓器的位置不同，致使各缸排氣管入口到排氣管出口長度不一，容易導致各缸排氣阻力不同，最終導致各缸排氣流量系數(shù)不均勻，進而會對于各缸工作均勻性產生影響。此外，各缸排氣流量不均勻，使柴油機在低速段的循環(huán)周期內產生波動，轉速越低，波動越明顯，使增壓器的效率下降，同時，增壓器在反復的沖擊下，其可靠性也會下降。

2、為了避開和機罩的干涉，很多拖拉機的排氣管都是貼身設計，取消了排氣歧管，這樣會導致轉彎處氣體流動的分離，各缸的實際流量都會減少，導致廢氣能量損失，增壓器的響應性變差，直接影響柴油機的性能，使燃油經濟性差。

公開于該背景技術部分的信息僅僅旨在增加對本發(fā)明的總體背景的理解，而不應當被視為承認或以任何形式暗示該信息構成已為本領域一般技術人員所公知的現(xiàn)有技術。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種拖拉機柴油機的排氣管結構，通過設計不同轉彎角度、不同彎曲半徑的排氣歧管，增大轉彎半徑，可以組織合理的氣流運動，減小排氣的流動阻力，增加流量系數(shù)，使流動更暢通，加強增壓器的響應性。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種拖拉機四缸柴油機的排氣管結構，包括：四個排氣管法蘭，其根據(jù)拖拉機四缸柴油機的排氣口的位置確定；增壓器法蘭，其設置在拖拉機四缸柴油機的第一缸和第二缸的中心線位置上；第三缸排氣歧管和第四缸排氣歧管，第三缸排氣歧管的中心曲線和第四缸排氣歧管的中心曲線均相切于排氣管中心線，排氣管中心線位于氣缸蓋端面至增壓器的中間且排氣管中心線平行氣缸蓋端面，第三缸排氣歧管和第四缸排氣歧管的外輪廓曲線均連接于增壓器接口的四個拐角處；以及第一缸排氣歧管和第二缸排氣歧管，第一缸排氣歧管的中心曲線和第二缸排氣歧管的中心曲線與中心線呈軸對稱，第一缸排氣歧管和第二缸排氣歧管的外輪廓曲線均連接于增壓器接口的四邊中心位置。

優(yōu)選地，第三缸排氣歧管的中心曲線與排氣管中心線的切角為從20°-30°。

優(yōu)選地，第四缸排氣歧管的中心曲線與排氣管中心線的切角為從30°-40°。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有如下有益效果：根據(jù)排氣管法蘭和增壓器法蘭的位置，結合排氣管中心線的距離，對于各缸排氣歧管曲線進行擬合，使得各個排氣歧管的結構都不一樣，該排氣管結構具有空間小，流量系數(shù)高，流速好等特點，可以組織合理的氣流運動，減少排氣背壓，降低排氣溫度；同時可以提高中低速時增壓器的響應性能，使發(fā)動機在中低速段進氣流量增加，燃料得以充分的燃燒，降低燃油消耗，提高發(fā)動機排放等級。

附圖說明

圖1是根據(jù)本發(fā)明的拖拉機四缸柴油機的排氣管結構的主視圖；

圖2是根據(jù)本發(fā)明的拖拉機四缸柴油機的排氣管結構的仰視圖；

圖3是根據(jù)本發(fā)明的拖拉機四缸柴油機的排氣管結構的曲線示意圖；

圖4是根據(jù)本發(fā)明的拖拉機四缸柴油機的排氣管結構的各缸排氣歧管中心曲線的位置關系圖。

具體實施方式

下面結合附圖，對本發(fā)明的具體實施方式進行詳細描述，但應當理解本發(fā)明的保護范圍并不受具體實施方式的限制。

除非另有其它明確表示，否則在整個說明書和權利要求書中，術語“包括”或其變換如“包含”或“包括有”等等將被理解為包括所陳述的元件或組成部分，而并未排除其它元件或其它組成部分。

如圖1至圖4所示，根據(jù)本發(fā)明具體實施方式的一種拖拉機四缸柴油機的排氣管結構，包括四個排氣管法蘭(12，22，32，42)、增壓器法蘭51、第三缸排氣歧管3和第四缸排氣歧管4、及第一缸排氣歧管1和第二缸排氣歧管2，四個排氣管法蘭分別為第一缸排氣管法蘭12、第二缸排氣管法蘭22、第三缸排氣管法蘭32和第四缸排氣管法蘭42，該四個排氣管法蘭根據(jù)拖拉機四缸柴油機的排氣口的位置確定，增壓器法蘭51設置在拖拉機四缸柴油機的第一缸和第二缸的中心線位置上，第三缸排氣歧管3的中心曲線31和第四缸排氣歧管4的中心曲線41均相切于排氣管中心線6，排氣管中心線6位于氣缸蓋端面至增壓器的中間且排氣管中心線6平行氣缸蓋端面，第三缸排氣歧管3和第四缸排氣歧管4的外輪廓曲線均連接于增壓器接口的四個拐角處(參加圖3)，第一缸排氣歧管1和第二缸排氣歧管2的中心曲線與第一缸和第二缸的中心線呈對稱位置，第一缸排氣歧管1和第二缸排氣歧管2的外輪廓曲線均連接于增壓器接口的四邊中心位置。

上述方案中，排氣管結構是為了配套拖拉機機型，受到其空間以及消聲器安裝的位置限制，排氣歧管過短，增壓器的位置只能布置在第二缸上。為了避免這種結構影響增壓器的響應以及發(fā)動機的性能，必須對傳統(tǒng)的排氣管進行優(yōu)化，充分考慮各個排氣口與增壓器進口的距離，優(yōu)化進氣歧管的長度和彎曲半徑，保證各缸排氣的均勻性以及流量系數(shù)。

本實施例的排氣管結構，結合圖3，首先確定四個排氣管法蘭(12，22，32，42)和增壓器法蘭51的位置。接著，確定排氣管中心線6的位置。排氣管中心線6的位置為氣缸蓋端面至增壓器的中間且排氣管中心線6平行氣缸蓋端面，也可以根據(jù)各個細分市場的整車空間決定它與氣缸蓋端面的距離。根據(jù)第四缸排氣管法蘭42和增壓器法蘭51的位置設計第四缸排氣歧管4，結合排氣管中心線6的距離，通過調整第四缸排氣歧管4的中心曲線41與排氣管中心線6的角度α，選擇盡量大的彎曲半徑，確定第四缸排氣歧管的中心曲線41，保證其平滑過渡，再根據(jù)中心曲線41調整擬合截面8的位置，最后擬合出第四缸排氣歧管曲線。作為一種優(yōu)選實施例，根據(jù)CFD分析，該α角度介于30°-40°對排氣的導流效果最好。再根據(jù)第三缸排氣法蘭32及增壓器法蘭51的位置設計第三缸排氣歧管3，通過調整第三缸排氣歧管3的中心曲線32與排氣管中心線6的夾角β，來保證排氣歧管的平緩性，并確定擬合截面的位置，最后擬合出第三缸排氣歧管曲線。作為一種優(yōu)選實施例，根據(jù)CFD分析，該β角度介于20°-30°之間對排氣的導流效果最好。用同樣的方法設計第一、第二缸排氣歧管。

從圖3中可以看到，各個排氣歧管的結構都不一樣，第三缸排氣歧管3和第四缸排氣歧管4的外輪廓曲線均連接于增壓器接口的四個拐角處，而第一缸排氣歧管1和第二缸排氣歧管2的外輪廓曲線均直接連接于增壓器接口的四邊中心位置。這是考慮了排氣歧管和增壓器的位置，使讓擬合出來的排氣管更加的光順平滑，適應了柴油機對于緊湊性、可靠性、裝配性和美觀的需求。

綜上，本實施例的拖拉機四缸柴油機的排氣管結構，具有空間小，流量系數(shù)高，流速好等特點，可以組織合理的氣流運動，減少排氣背壓，降低排氣溫度；同時可以提高中低速時增壓器的響應性能，使發(fā)動機在中低速段進氣流量增加，燃料得以充分的燃燒，降低燃油消耗，提高發(fā)動機排放等級。

前述對本發(fā)明的具體示例性實施方案的描述是為了說明和例證的目的。這些描述并非想將本發(fā)明限定為所公開的精確形式，并且很顯然，根據(jù)上述教導，可以進行很多改變和變化。對示例性實施例進行選擇和描述的目的在于解釋本發(fā)明的特定原理及其實際應用，從而使得本領域的技術人員能夠實現(xiàn)并利用本發(fā)明的各種不同的示例性實施方案以及各種不同的選擇和改變。本發(fā)明的范圍意在由權利要求書及其等同形式所限定。