[发明专利]内燃机、车辆、船舶以及用于内燃机的排气方法

权利要求书

1.一种内燃机，包括：

燃烧室，其具有排气口；

排气阀，其用于打开或关闭所述排气口；和

排气装置，其具有排气通路，用于引导从所述燃烧室经由所述排气口 排出的排气；

其中：

所述排气装置包括：

收敛部分，其流路截面积在其下游端小于其上游端；

扩散部分，其设置在所述收敛部分下游，并且其流路截面积在其下游 端大于其上游端；以及

分支部分，其用于从所述排气通路的位于所述扩散部分上游的部分分 支在所述排气通路中沿下游方向传播的振动波，所述振动波的传播速度比 所述排气阀打开时从所述燃烧室流入所述排气通路中的排气的速度高，并 将经过分支的振动波传回到所述排气通路中；

所述扩散部分连接到设置在所述扩散部分的上游的仅有的一个燃烧室 中；

使得从所述燃烧室流入到所述排气通路中的排气流经所述收敛部分并 与传播到所述分支部分中的振动波在所述分支部分和所述扩散部分之间碰 撞，从而增大所述收敛部分中排气的压力；和

使得排气经过所述扩散部分而产生新振动波，从而由所产生的新振动 波在所述排气通路中在所述扩散部分上游中产生负压。

2.一种内燃机，包括：

燃烧室，其具有排气口；

排气阀，其用于打开或关闭所述排气口；和

排气装置，其具有排气通路，用于引导从所述燃烧室经由所述排气口 排出的排气；

其中：

所述排气装置包括：

收敛部分，其流路截面积在其下游端小于其上游端；

扩散部分，其设置在所述收敛部分下游，并且其流路截面积在其下游 端大于其上游端；以及

分支部分，其从所述排气通路的位于所述扩散部分上游的部分分支， 并具有能够反射振动波的反射部分；

所述扩散部分连接到设置在所述扩散部分的上游的仅有的一个燃烧室 中；

所述排气阀打开时从所述燃烧室排出的排气速度为Ve，在所述排气 通路中传播的所述振动波的传播速度为Vs，所述排气口和所述分支部分的 入口之间的距离Le以及所述分支部分的入口与所述反射部分之间的距离 Ls满足下列关系：

Le/Ve≤(Le+2Ls)/Vs；并且

从所述排气口打开直到所述排气口关闭的时间为tv，所述分支部分的 入口和所述扩散部分之间的距离Ld满足下列关系：

(Le+2Ls+Ld)/Vs≤tv+(Le+Ld)/Ve。

3.如权利要求1或2所述的内燃机，其中，所述排气通路还包括位于 所述收敛部分和所述扩散部分之间的具有恒定流路截面积的部分。

4.一种用于内燃机的排气方法，包括下列步骤：

在燃烧室中燃烧燃料；

打开所述燃烧室的排气口以将排气从所述燃烧室排出到排气通路中并 产生在排气通路中以高于所述排气的速度传播的振动波；

至少振动波的一部分从所述排气通路被分支，并且经过分支的振动波 传回到所述排气通路中使得振动波与排气碰撞，从而增大排气的压力；

使得经碰撞并增大压力的排气流入到所述排气通路的其下游部分流路 截面积小于其上游部分流路截面积的部分中，从而进一步增大排气的压 力；并且

使得进一步增大压力的排气流入到所述排气通路的其下游部分流路截 面积大于其上游部分流路截面积的部分中，从而产生在所述排气通路中沿 下游方向传播的新振动波，以在所述排气通路中产生负压区域。