CN101469624A - 排气系统与跨乘式车辆 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种排气系统与跨乘式车辆，其中排气系统包括与发动机延伸出的排气管连接的膨胀室，从而在维持所需性能的同时限制跨乘式车辆尺寸的增加。设置在摩托车中的排气系统(100)包括：与排气室(120)相通的再循环管道(130)。再循环管道(130)包括：从排气室(120)延伸到排气室(120)外侧的第一管道部分(131)以及与第一管道部分(131)和排气室(120)相通的第二管道部分(132)。排气室(120)包括使第一管道部分(131)和排气管(110)在排气室(120)中彼此相通的连通部分(122)。

Description

排气系统与跨乘式车辆

技术领域

本发明涉及一种排气系统和包括该排气系统的跨乘式车辆，其中排气系统包括与从发动机延伸出的排气管连接的膨胀室和与膨胀室连接的消音器。

背景技术

按照惯例，诸如摩托车的跨乘式车辆具有已经被广泛采用的结构，其中每种结构都在发动机到消音器的中途安装了例如被称为排气室的膨胀室(如参见专利文献1)。将要通过连接到发动机的排气管道被排放的废气在排气室中膨胀。

安装了排气室后，可以减小排气噪音。此外，排气室安装在发动机到消音器的中途，可以减小消音器的尺寸。更具体地，如此设置排气室后可以减小排气系统的整体长度。

排气室内设置构件，诸如从发动机延伸出的排气管的一部分和用于净化废气的催化剂部分。

专利文献1：日本未经审查专利申请公报No.10-238332(第四页，图1)

发明内容

然而，上述传统排气系统带来以下所述的问题。在包括膨胀室(排气室)的排气系统被设置在较小的跨乘式车辆(发动机排量为200立方厘米或更小)上的情况下，存在不能确保排气系统充足的总长度的问题，并且因此很难确保改进排气系统的性能；更具体地，很难确保减小排气噪音并提高发动机功率。

鉴于上述情况提出本发明，并且本发明的目的是提供排气系统和包括该排气系统的跨乘式车辆，其中排气系统包括与发动机延伸出的排气管连接的膨胀室，从而在维持所需性能的同时限制跨乘式车辆尺寸的增加。

为了解决上述问题，本发明具有下述特征。根据本发明的特征，排气系统包括：与产生跨乘式车辆驱动力的发动机连接的排气管、与排气管相通并且膨胀发动机排放的废气的膨胀室、与膨胀室相通的消音器和与膨胀室相通的再循环管道。再循环管道包括第一管道部分和第二管道部分，第一管道部分从膨胀室延伸到膨胀室外侧，第二管道部分与第一管道部分和膨胀室相通；并且膨胀室包括使第一管道部分和排气管在膨胀室中彼此相通的连通部分。

根据本发明的特征，可以提供排气系统和包括该排气系统的跨乘式车辆，其中排气系统在维持所需性能的同时限制跨乘式车辆尺寸的增加。

附图说明

图1是本发明实施例的摩托车10的左侧视图；

图2是本发明实施例的摩托车10在移去包括如车身罩在内的一些组件的状态下的右侧视图；

图3是本发明实施例的排气系统100的整体立体图；

图4是本发明实施例的排气室120和再循环管道130的透视图；

图5是本发明实施例的排气室120和再循环管道130的俯视图；

图6是本发明改进示例的排气室120A的示意图；

图7是本发明改进示例的排气室120B的示意图；

图8是本发明改进示例的连接到再循环管道130C的排气室120的示意图。

具体实施方式

下面将参照附图描述本发明的跨乘式车辆的实施例。更具体地，描述将涉及：(1)跨乘式车辆整体的一般构造，(2)排气系统的构造，(3)效果和优点，和(4)其它实施例。

在附图中，相同或相似的标号代表相同或相似的部分。然而，附图是示意性的，所以应该理解的是，例如各尺寸的比例与实际尺寸比例不同。

因此，例如实际的尺寸应该参照以下描述而确定。当然，即使在附图之间，也存在例如相对尺寸关系和相对尺寸比例不同的部分。

(1)跨乘式车辆整体的一般构造

图1是作为本发明的跨乘式车辆的实施例示例的摩托车10的左侧视图。图2是摩托车10在移去包括如车身罩(未图示)在内的一些组件的状态下的右侧视图。

参照图1和图2，摩托车10包括前轮20和后轮90。摩托车10通过使用发动机40产生的驱动力来驱动后轮90。

发动机40为单缸四冲程式。同时，发动机40为空气冷却、小排量式。发动机40安装到形成摩托车10的框架的车身架30上。

此外，排气系统100连接到发动机40上。更具体地，排气管110连接到发动机40的汽缸头40a上。

排气系统100包括排气管110、排气室120和消音器190。排气室120与排气管110相通。消音器190通过连接管部分180(图1和图2中未示出，参见图3)与排气室120相通。更具体地，排气室120设置在发动机40和消音器190之间。

通过排气管110从发动机40排出的废气在排气室120中膨胀，排气室120呈类似盒子的形状。根据本发明，排气室120构成膨胀室。

消音器190位于排气系统100的后端部。更具体地，消音器190设置在后轮90的右侧。废气从排气出口190a排放。

排气室120和消音器190减小发动机40产生的排放噪音。在本实施例中，由于设置了排气室120，消音器190的尺寸较没有设置排气室120的情况有所减小。更具体地，排气系统100的整体长度较没有设置排气室120的情况有所减小。

(2)排气系统的构造

以下将描述排气系统100的构造。更具体地，以下将描述排气系统100的整体构造、排气室120(膨胀室)的构造和与排气室120相通的再循环管道的构造。

(2.1)整体构造

图3是排气系统100的整体透视图。参照图3，排气系统100包括排气管110、排气室120、再循环管道130、连接管部分180和消音器190。

排气管110通过将圆形截面的管弯曲而形成。排气管110上具有用于连接到汽缸头40a的连接部分111。

排气室120与排气管110相通。安装部分123设置在排气室120的侧边缘部分120Lb上。此外，安装部分124设置在排气室120的前边缘部分120a的右端。通过使用安装部分123和124将排气室120安装到车身架30上。

再循环管道130与排气室120的前边缘部分120a相通。再循环管道130用于将从排气室120中排放的废气再循环回排气室120中。

连接管部分180与排气室120的侧边缘部分120Rb相通。消音器190与连接管部分180相通。更具体地，消音器190通过连接管部分180与排气室120相通。

排气出口190a形成在消音器190上，其中排气出口190a排放已经通过排气管110、排气室120、再循环管道130和连接管部分180的废气。消音器190呈圆柱形并沿着摩托车10的前后方向设置。保护件191设置在消音器190外侧。

(2.2)膨胀室的构造

图4是构成本发明的膨胀室的排气室120和再循环管道130的透视图。其中，图4中示出了排气室120的内部结构。

如图4所示，用于净化从发动机40(见图1和图2)排出的废气的催化剂部分121设置在盒状排气室120中。催化剂部分121连接到排气管110。由催化剂部分121引导已经穿过排气管110内部的废气。

连通部分122与催化剂部分121相通。连通部分122还与再循环管道130相通，更具体地，与第一管道部分131相通。

连通部分122上形成开口122a。更具体地，在催化剂部分121后立即形成开口122a。在本实施例中，开口122a形成在连通部分122的上表面。此外，与开口122a相同的开口(未图示)相对开口122a而形成在连通部分122的下表面。即，连通部分122上形成两个开口。

网状部分125设置在排气室120内侧的底部壁面上。在本实施例中，成形为网状的钢板附着在排气室120内侧的底部壁面上。

(2.3)再循环管道的构造

如图4所示，再循环管道130包括第一管道部分131、第二管道部分132和返回管道部分133。

第一管道部分131从排气室120延伸到排气室120外。第一管道部分131沿摩托车10的前向(附图中示出的F方向)从排气室120中延伸出来。

第二管道部分132通过返回管道部分133而与第一管道部分131和排气室120相通。第二管道部分132从摩托车10的前侧与排气室120相通。在本实施例中，将排气管110设置为几乎与第一管道部分131和第二管道部分132平行。更具体地，排气管110也从摩托车10的前侧与排气室120相通。

返回管道部分133将第一管道部分131连接到第二管道部分132。从而，已经通过第一管道部分131的废气通过返回管道部分133被引向第二管道部分132。

第二管道部分132包括突出到排气室120中的突出部分141。将从连通部分122排放到再循环管道130的废气从突出部分141排放到排气室120中。更具体地，从突出部分141排出的废气在排气室120中膨胀。

围绕突出部分141的外周部分形成多个排气孔141a。排气孔141a均为圆形，并且围绕突出部分141的外周部分形成。废气通过排气孔141a被排放到排气室120中。

在本实施例中，突出部分141的前沿部分被封闭。更具体地，帽142安装到突出部分141的前沿部分上。

图5是排气室120和再循环管道130的平面图。如图5所示，从发动机40(参见图1和图2)排放的废气通过设置在排气室120中的催化剂部分121以及连通部分122，从排气管110被导入到再循环管道130。导入到再循环管道130中的废气通过设置在排气室120中的突出部分141被排放到排气室120中。排放到排气室120并在其中膨胀的废气通过连接管部分180被导入到消音器190。

由返回管道部分133形成的排气通道P为圆拱形的。排气通道P的曲率半径(曲率半径R)大于第一管道部分131的外侧端131a与第二管道部分132的外侧端132a(与外侧端131a相对)之间的距离(宽度W)的二分之一。

根据本发明，为了容易地加工出具有曲率半径R的返回管道部分133，返回管道部分133采用了包括上、下部分(未图示)的两片结构。更具体地，返回管道部分133不是通过管材的弯曲处理形成，而是通过焊接上、下部分形成。

此外，返回管道部分133沿曲率半径R的方向设置在一个平面上。更具体地，从排气系统100的平面图中观察，返回管道部分133设置在由排气室120的两端部分所形成的区域A1中，或更具体地，由从侧边缘部分120Lb和120Rb向摩托车10前侧延伸的延长线L1和L2所形成的区域A1中。

在本实施例中，连通部分122的内径φ3大于排气管110的内径φ1。此外，连接管部分180的内径φ4大于连通部分122的内径φ3。即，满足关系：φ1(内径)<φ3(内径)<φ4(内径)。

此外，在本实施例中，连通部分122的内径φ3小于催化剂部分121的内径φ2。

(3)效果和优势

本实施例的排气系统(排气系统100)包括：与产生跨乘式车辆(摩托车10)的驱动力的发动机(发动机40)连接的排气管(排气管110)、与排气管相通并且使发动机排放的废气膨胀的膨胀室(排气室120)、和与膨胀室相通的消音器(消音器190)。排气系统100包括与膨胀室相通的再循环管道(再循环管道130)。再循环管道包括从膨胀室延伸到膨胀室外侧的第一管道部分(第一管道部分131)以及与第一管道部分和膨胀室相通的第二管道部分(第二管道部分132)。膨胀室包括使第一管道部分和排气管在膨胀室中彼此相通的连通部分(连通部分122)。

根据排气系统100，用于将废气再循环回排气室120的再循环管道130设置在排气室120外部。因此，可以容易地保障具有必要长度的排气通道P。此外，再循环管道130设置在排气室120以外。因此，相较于将与再循环管道130具有相同长度的排气管设置在排气室120里的情况，增加了排气室120实质的容积量。因此，改善了减小排气噪声的性能。

更具体地，根据排气系统100，在确保了所需的性能的同时，可以约束摩托车10尺寸的增加。例如，假设具有排量为150立方厘米的发动机40的小型摩托车10上设置了类似于传统排气系统的排气系统。在这种情况下，由于不能提供具有足够容积量的排气室，限制了减小排气噪声的效果。此外，由于不能确保排气通道P足够的整体长度，将减小发动机功率，尤其是低速转矩。

此外，较重的排气室120设置在摩托车10前后方向的中间部分，并处于摩托车10的最低处。因此，摩托车10的重心降低，行进稳定性、可操作性等得以改善。

此外，排气系统100的特征在于：第一管道部分从膨胀室沿预定方向(方向F)延伸，并且第二管道部分从预定方向与膨胀室相通。

排气系统100的特征还在于，排气管从预定方向与膨胀室相通。

更具体地，第一管道部分131从排气室120向前延伸，第二管道部分132从前方与排气室120相通。此外，排气管110也从前方与排气室120相通。因此，可以进一步减小布置排气系统100的空间。可以进一步约束摩托车10尺寸的增加。

排气系统100的特征还在于：第一管道部分和第二管道部分通过返回管道部分(返回管道部分133)彼此连接，并且由返回管道部分形成的排气通道(排气通道P)为圆拱形的。排气通道的曲率半径(曲率半径R)大于第一管道部分的外端(外端131a)与第二管道部分的外端(外端132a)(与第一管道部分外端相对)之间的距离(宽度W)的二分之一。

排气系统100的特征还在于：在沿曲率半径方向的平面上，返回管道部分布置在从膨胀室的两端部分(侧向边缘部分120Lb和120Rb)沿预定方向延伸的延长线(延长线L1和L2)所形成的区域(区域A1)中。

如上所述，排气通道P的曲率半径R大于第一管道部分131的外端131a与第二管道部分132的外端132a之间的距离(宽度W)的二分之一。因此，排气通道P的弯曲度比较平缓，从而可以约束返回管道133中排气阻力的增加。此外，返回管道部分133布置在区域A1中。因此，可以进一步减小布置排气系统100的空间。

排气系统100的特征还在于：第二管道部分包括突出到膨胀室中的突出部分(突出部分141)，其中在突出部分的外周部分形成多个排气孔(排气孔141a)。

排气系统100的特征还在于：突出部分的前沿部分被封闭。

排气系统100的特征还在于：在连通部分上形成一个或多个开口(开口122a)。

如上所述，在突出部分141的外周部分形成很多个排气孔141a。突出部分141的前沿部分被帽142封闭。此外，在连通部分122上形成开口122a。因此，可以容易地设定适当的排气阻力。更具体地，可以容易地调节发动机40的输出特性。

排气系统100的特征在于包括用于净化发动机排放的废气的催化剂部分(催化剂部分121)，其中催化剂部分设置在膨胀室中。

在本实施例中，催化剂部分121设置在排气室120中。因此，可以使得催化剂部分121辐射的热量不太可能传递到排气室120外侧。此外，催化剂部分121可以不被外界空气所冷却。更具体地，由于催化剂部分121维持在较高的温度，提高了催化剂部分121净化废气的能力。

排气系统100的特征还在于：连通部分的内径(内径φ3)小于催化剂部分的内径(内径φ2)。

排气系统100的特征还在于：连通部分的内径大于排气管的内径(内径φ1)。

排气系统100的特征还在于：消音器通过连接管部分(连接管部分180)与膨胀室相通，其中连接管部分的内径(内径φ4)大于连通部分的内径。

在本实施例中，连通部分122的内径φ3大于排气管110的内径φ1。此外，连接管部分180的内径φ4大于连通部分122的内径φ3。更具体地，满足关系：φ1(内径)<φ3(内径)<φ4(内径)。因此，排气通道P的内径在朝消音器190的方向逐渐变宽，从而有助于减小排气噪声。

此外，在本实施例中，连通部分122的内径φ3小于催化剂部分121的内径φ2。因此，提供了适当的排气阻力，相应地提高了发动机40的功率(转矩)。

此外，在本实施例中，由于网状部分125设置在排气室120内侧的底部壁面上，可以减小排气室120的底部壁面振动产生的排气噪声。

(4)其它实施例

以上通过本发明的一个实施例公开了本发明的内容，但不应该理解为部分地构成本公开的上述描述和附图对本发明产生限制。根据本公开，各种代替实施例对本领域相关技术人员来说是显而易见的。

例如，可以根据以下描述对排气室120和再循环管道130进行修改。

(4.1)经修改的示例1

图6是本发明经修改的示例的排气室120A的示意图。如图6所示，相比排气室120，没有在排气室120A中设置催化剂部分121。更具体地，在排气室120A中，连通部分122使第一管道部分131和排气管110彼此相通。如果不在排气室120中设置催化剂部分121也能达到废气的排放规定值，可以使用排气室120A。

(4.2)经修改的示例2

图7是本发明经修改的示例的排气室120B的示意图。如图7所示，再循环管道130B连接到排气室120B。更具体地，再循环管道130B连接到前沿部分120a和侧沿部分120Rb。将废气从前沿部分120a引导到再循环管道130B，并且从侧沿部分120Rb排放到排气室120B中。

更具体地，例如可以根据安装在摩托车10上的其它构件来改变再循环管道的形状及其与排气室的连接位置。

(4.3)经修改的示例3

图8是本发明经修改的示例的连接到再循环管道130C的排气室120的示意图。如图8所示，再循环管道130C的曲率半径小于再循环管道130的曲率半径。基于发动机40所需的输出特性，可以使用再循环管道130C来代替再循环管道130。

此外，在上述实施例中，连通部分122的整体设置在排气室120中。连通部分122的一部分可以设置在排气室120外部。更具体地，连通部分122的后端可以位于排气室120的后端的后方。

在上述实施例中，虽然满足关系：φ1(内径)<φ3(内径)<φ4(内径)，但是此关系不一定必须被满足。

在上述实施例中，虽然在连通部分122上形成多个开口122a，但是也可以只形成一个开口122a。或者，不必要形成开口122a。

在上述实施例中，虽然突出部分141的前沿部分被帽142封闭，但是突出部分141的前沿部分可以是打开的。此外，当突出部分141的前沿部分打开时，没有必要形成排气孔140a。

在上述实施例中，排气管110、第一管道部分131和第二管道部分132沿车辆宽度方向并列放置。然而，排气管110、第一管道部分131和第二管道部分132没有必要一定要并列放置。或者，排气管110、第一管道部分131、和第二管道部分132可以并列放置在摩托车10的竖直方向上。

因此，本发明当然包括了多种这里未作描述的其它实施例。所以，与上述描述一致，本发明的技术范围由所附权利要求所阐述的适当的具体发明特征所限定。

Claims (13)

1.一种排气系统，包括：

排气管，其连接到产生跨乘式车辆的驱动力的发动机上；

膨胀室，其与所述排气管相通并且使所述发动机排放的废气膨胀；

消音器，其与所述膨胀室相通；和

再循环管道，其与所述膨胀室相通；

其中，

所述再循环管道包括第一管道部分和第二管道部分，所述第一管道部分从所述膨胀室延伸到所述膨胀室外侧，并且所述第二管道部分与所述第一管道部分和所述膨胀室相通；并且

所述膨胀室包括连通部分，其使所述第一管道部分和所述排气管在所述膨胀室中彼此相通。

2.据权利要求1所述的排气系统，其中

所述第一管道部分从所述膨胀室沿预定方向延伸；并且

所述第二管道部分从预定方向与所述膨胀室相通。

3.根据权利要求2所述的排气系统，其中所述排气管从预定方向与所述膨胀室相通。

4.根据权利要求2所述的排气系统，其中

所述第一管道部分和所述第二管道部分通过所述返回管道部分彼此连接；

所述第一管道部分和所述第二管道部分彼此并列布置；

由所述返回管道部分形成的排气通道为圆拱形；并且

所述排气通道的曲率半径大于所述第一管道部分外端与相对所述第一管道部分外端的所述第二管道部分外端之间的距离的二分之一。

5.根据权利要求4所述的排气系统，其中在沿曲率半径方向延伸的平面上，所述返回管道部分设置在从所述膨胀室的两端部分沿预定方向延伸的延长线所形成的区域中。

6.根据权利要求1所述的排气系统，其中，

所述第二管道部分包括突出部分，其突出到所述膨胀室中，和

多个排气孔，其形成在所述突出部分的外周部分。

7.根据权利要求6所述的排气系统，其中所述突出部分的前沿部分被封闭。

8.根据权利要求7所述的排气系统，其中在所述连通部分上形成一个或多个开口。

9.根据权利要求1所述的排气系统，还包括用于净化所述发动机排放的废气的催化剂部分，其中所述催化剂部分设置在所述膨胀室中。

10.根据权利要求9所述的排气系统，其中所述连通部分的内径小于所述催化剂部分的内径。

11.根据权利要求1所述的排气系统，其中所述连通部分的内径大于所述排气管的内径。

12.根据权利要求1所述的排气系统，其中

所述消音器通过所述连接管部分与所述膨胀室相通，并且

所述连接管部分的内径大于所述连通部分的内径。

13.一种跨乘式车辆，其包括如权利要求1至12中任意一项所限定的排气系统。

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