阅读说明：本技术 一种排放系统及其多轮车辆 (Exhaust system and multi-wheel vehicle thereof ) 是由 C·萨布兰尼安 V·R·凯萨万 S·V·S·维塔哈维亚 S·苏比亚 于 2020-04-04 设计创作，主要内容包括：本主题描述了一种用于机动车辆(100,101)的排放系统(200,201)。所述排放系统(200,201)包括排放管(205,206),所述排放管(205,206)具有连接到内燃发动机(125,126)的排气端口(125E)的上游部分(205A,206A)。消声器(130,131)连接到排放管(205,206)的下游部分。所述排放管(205,206)设置有装置壳体(210,211),所述装置壳体(210,211)能够容纳布置在其中的气体处理装置(210C)。所述装置壳体(210C)布置在所述排气端口(125E)的端口直径或主要横截面尺寸的至少六倍的距离处。(The present subject matter describes an exhaust system (200, 201) for a motor vehicle (100, 101). The exhaust system (200, 201) comprises an exhaust pipe (205, 206), the exhaust pipe (205, 206) having an upstream portion (205A, 206A) connected to an exhaust port (125E) of an internal combustion engine (125, 126). The muffler (130, 131) is connected to a downstream portion of the discharge pipe (205, 206). The discharge duct (205, 206) is provided with a device housing (210, 211), the device housing (210, 211) being capable of accommodating a gas treatment device (210C) arranged therein. The device housing (210C) is disposed at a distance of at least six times a port diameter or a major cross-sectional dimension of the exhaust port (125E).)

具体实施方式

通常，两轮车辆设置有包括内燃(IC)发动机或牵引电动机的驱动装置。此外，车辆还包括各种子系统，例如，与化油器或燃料喷射器等燃料供应系统协同工作的空气感应系统。空气燃料混合物被供应到内燃发动机进行燃烧，这产生传递到车辆的至少一个车轮的所需的动力和扭矩。此外，气体排放系统包括将燃烧过程中产生的气体传输到消声器的排放管。通常，产生的气体包括有害成分，包括总碳氢化合物(THC)、一氧化碳(CO)和氮氧化物(NOx)。有必要在通过消声器将气体排放到大气中之前对有害成分进行处理。典型地，气体处理装置用于处理上述有害成分。

因此，气体处理装置是排放系统的关键元件，有助于处理有害成分。所以，气体处理装置应具有较高的转换效率。为此，气体处理装置的转换效率取决于许多因素，包括气体处理装置的尺寸/容积，或气体处理装置在排放系统中的位置。然而，在两轮车辆中，由于其布局限制，在容纳气体处理装置方面存在限制。此外，挑战在于增加气体处理装置的尺寸/容积以提高气体处理的效率，这与鞍座式车辆的紧凑苗条要求相矛盾。特别是，在具有摆动式内燃发动机的两轮车辆中，该内燃发动机基本上位于车辆的下部分处。此外，排放管也从排气端口延伸至靠近后轮布置的消声器。因此，排放管的长度较短。在此类车辆中，在提供气体处理装置的同时，还需要消除背压对内燃发动机的影响。因为背压会影响发动机的性能。

例如，在跨步式车辆中，排放管的上游部分靠近车辆的冷却系统。此外，后座脚踏布置在排气部分上方。因此，由于气体处理装置处的放热反应，热量在气体处理装置附近的区域消散。消散的热量朝向冷却系统的进气侧并朝向后座脚踏引导，这将分别影响内燃发动机的冷却并且也给骑乘者造成不适。

因此，需要解决现有技术中的上述和其他问题。所以，本主题提供了一种用于机动车辆的排放系统，其解决了现有技术中的上述和其他问题。

因此，本主题提供了一种排放系统，该排放系统包括排放管，该排放管具有能够容纳气体处理装置的装置壳体，该气体处理装置布置在排放管的下游端部分并且在消声器前方。

排放系统还可以包括一个或多个气体处理装置，其围绕排放管布置或布置在消声器内，用于处理从发动机排放的废气。

本主题的一个方面在于，排放管包括装置壳体，该装置壳体布置在消声器和排放管之间的连接部分之前。装置壳体位于排放管的下游端部分处。本主题的一个优点在于，装置壳体能够容纳气体处理装置并且易于提早启动(early light off)，由此即使在冷循环或冷启动条件下也能减少排放量。

此外，排放系统能够容纳布置在消声器中或装置壳体前方的二级气体处理装置，从而提供改进的容积以减少内燃发动机运行的瞬态阶段和车辆运行期间的排放量，并改善动态条件下与地面的布局间隙，实现苗条的车辆构造。

另一方面，基本上远离排气端口布置的初级气体处理装置减少或消除背压的形成，同时提供最佳的启动时间。优选地，初级气体处理装置布置在排气端口的端口直径或排气端口的主要横截面尺寸的至少六倍的距离处，其中所取的排放管的长度依据真实长度。

另一方面，布置在消声器内的二级气体处理装置布置为距布置在装置壳体中的初级气体处理装置至少20mm的距离，由此通过保持处理装置靠近来保持转换效率。

本主题的另一个特征在于，使装置壳体能够基本上从地面向上布置，以保护装置壳体免受由于崎岖道路上的石头而造成的任何损坏，从而保护布置在其中的气体处理装置免受故障或损坏。

还一个特征在于，装置壳体从骑乘者脚踏向后延伸，并基本上布置在位于后盖组件的前部分的横向两侧的后座脚踏的后方和下方。有利的是，来自初级气体处理装置的热量不会到达后座脚踏处或骑乘者脚踏处。

此外，装置壳体具有长轴线，所述长轴线与穿过机动车辆的骑乘者脚踏和后座脚踏的假想线成预定角度布置。因此，在车辆运行期间，从装置壳体排放的热量向后传递，并且当向车辆后方移动时，假想线从长轴线偏离，从而使骑乘者脚踏和/或后座脚踏远离热量。

进一步的优点在于，在车辆运行期间，来自初级气体处理装置的空气的流动方向向后并且热空气到达冷却装置的可能性降低。例如，诸如冷却整流罩组件的冷却装置具有用于接收空气的横向侧开口，并且装置壳体向后布置在冷却整流罩组件的输入部。另外的优点在于，由于避免了来自气体处理装置的热量，因此改进了发动机冷却。

另一方面在于，装置壳体布置在排气端口的排气端口直径或主要横截面尺寸的至少6倍的距离处，从而提供足够的空间来容纳端口部分。端口部分能够支持SAI连接、EGR连接、含氧传感器或及其附加的过滤器连接。因此，有利的是，可以识别气体处理之前的发动机运行状况。

本主题的这些和其他优点将结合附图在以下描述中更详细地描述。

图中右上角的箭头表示相对于车辆的方向，其中箭头F表示向前方向，箭头R表示向后方向，箭头UP表示向上方向，箭头DW表示向下方向，箭头RH表示右侧，箭头LH表示左侧。

图1(a)描绘了根据本主题实施例的示例性两轮车辆100。车辆100具有框架构件105，该框架构件105包括头管105A和从头管105A向后向下延伸的主框架105B。主框架105B包括主管(未示出)和从主管的后部分向后倾斜延伸的一对后管(未示出)。在本实施例中，车辆包括由车辆100的框架构件限定的跨步部分ST。然而，本主题的各方面不限于所描绘的车辆100的布局。

此外，把手组件110通过一个或多个前悬架120连接到前轮115。转向轴(未示出)将把手组件110连接到前悬架120，并且转向轴绕头管105A可旋转地轴颈连接(journaled)。包括至少一个内燃(IC)的动力单元125安装到框架构件105。动力单元125可包括或者轮毂安装或者安装在发动机附近的牵引电动机。动力单元125布置在主框架105B的至少一部分下方。在本实施例中，动力单元包括向前倾斜的内燃发动机125，即内燃发动机的活塞轴线向前倾斜。在下文中，术语动力单元125和内燃发动机125可互换使用。动力单元125通过传动系统(未示出)功能性连接到后轮130。传动系统包括通过AMT控制单元来控制的无级变速器(CVT)或固定齿轮比变速器或自动手动变速器(AMT)。车辆100包括将空气提供到空气燃料混合物的空气感应系统(未示出)。类似地，排放系统200(图2所示)有助于消散来自内燃发动机125的燃烧气体，排放系统包括安装到车辆100的消声器135。

此外，后轮135通过一个或多个后悬架(未示出)连接到框架构件105。动力单元125通过肘节连杆(toggle link)150等可摆动地安装到框架构件105。座椅组件140由框架构件105支撑并且布置在跨步部分ST的后方。

此外，车辆100包括覆盖前轮115的至少一部分的前挡泥板155。在本实施例中，底板145布置在跨步部分ST处并且由主管105B和一对底板框架(未示出)支撑。用户可以通过将脚搁放在底板145上以乘坐姿势来操作车辆100。在一个实施例中，燃料箱(未示出)布置在座椅组件140下方和实用箱后方。后挡泥板160覆盖后轮135的至少一部分。车辆100包括多个电气/电子部件，其包括：前照灯165A、尾灯(未示出)、电池(未示出)、晶体管控制点火(TCI)单元(未示出)、交流发电机(未示出)、起动发电机(未显示)。此外，车辆100可能包括同步制动系统、防抱死制动系统。

车辆100包括多个面板170A、170B和170C，其包括：布置在头管105A的前部分的前面板170A和布置在头管105A的后部分的腿部护罩170B。后面板组件170C包括右侧面板和左侧面板，该右侧面板和左侧面板布置在座椅组件140之下并且从底板145的后部分朝向车辆100的后部分向后延伸。后面板组件170C封闭实用箱。此外，后面板组件170C部分地封闭动力单元125。包括内燃发动机125的动力单元包括进气系统(未示出)和联接到内燃发动机125的进气侧的空气燃料供应系统(未示出)。此外，排放系统的消声器130联接到内燃发动机125的排气侧，并且在一种实施方式中，消声器130朝车辆100的一个横向侧延伸。此外，动力单元125可以包括牵引电动机(未示出)，由此车辆可以通过内燃发动机和牵引电动机的选择性运行而作为混合动力车辆运行。在一个实施例中，牵引电动机轮毂安装到后轮130。在另一实施例中，牵引电动机可以可摆动地连接到框架构件105。

图1(b)例示出根据如图1(a)中描绘的实施例的动力单元的前侧透视图。图1(c)描绘了根据如图1(b)中描绘的实施例的排放系统的放大侧视图。内燃发动机/动力单元125布置成使得内燃发动机125的活塞轴线向前倾斜。在本实施方式中，内燃发动机125为摆动式，其可摆动地连接到车辆100的框架构件105。内燃发动机125包括由汽缸体(未示出)限定的汽缸部分。汽缸体安装到发动机125的曲轴箱125C。曲轴箱125C连接到车辆100的框架构件105。在本实施方式中，曲轴箱125C使用肘节连杆150连接到框架构件105。肘节连杆150连接到曲轴箱125C的下部分，并且动力单元125通过肘节连杆150可摆动地连接到框架构件105。

此外，汽缸体支撑着包括阀组件的汽缸盖125H。阀组件使空气燃料混合物能够进入汽缸并在汽缸里发生空气燃料混合物的燃烧。随后，阀组件使得燃烧后的气体能够从汽缸中消散。空气感应系统连同空气燃料供应系统连接到汽缸盖125H的侧壁，该侧壁设置有输入端口(未示出)。此外，内燃发动机125包括设置在汽缸盖125H的另一侧壁上的排气端口。在本实施方式中，输入端口设置在汽缸盖125H的上侧壁和空气燃料调节单元(在本实施例中为连接到输入端口的化油器175)上。排气端口125E(图2(c)所示)设置在汽缸盖125H的底侧壁上并且排放系统200连接到排气端口125E。内燃发动机125包括冷却整流罩组件180，其环形地封闭汽缸盖125H的至少一部分。冷却整流罩组件180包括入口180I以及联接到发动机125的曲轴的冷却风扇。冷却风扇的旋转轴线与曲轴的旋转轴线重合。在另一实施方式中，电风扇而不是机械冷却风扇被设置为连接到曲轴。冷却风扇将大气吸入冷却整流罩组件180以冷却内燃发动机125。大气由设置在冷却整流罩组件180的横向侧的入口180I吸入。该冷却整流罩组件180能够冷却内燃发动机125，从而提高发动机125的性能。

排放系统200包括将汽缸盖125H连接到消声器130的排放管205。在本实施方式中，消声器130布置为横向邻近后轮155。排放管205的上游端部分205A(图2(b)所示)连接到汽缸盖125H的排气端口125E，并且上游端部分穿过包括有间隙的肘节连杆150。在一种实施方式中，排放管205从排气端口125E向下延伸穿过肘节连杆150中的间隙并且朝着消声器130横向侧向延伸到内燃发动机125的后方并且邻近后轮135。在一个实施例中，气体处理装置210C布置为邻近后轮135，并通过排放管(205)连接至排气端口125E。气体处理装置210C基本上布置在肘节连杆(150)的后方，使得气体处理装置210C布置在距排气端口125E的最佳距离处。

图2(a)描绘了根据图1(b)的实施例的排放系统200的放大视图。图2(b)是根据图2(a)的实施例的排放系统的放大视图。排放管205包括布置在消声器130和排放管205之间的连接部分前方的装置壳体210。连接部分在消声器130的入口部分130A(如图2(b)所示)和排放管205的下游端部分205B之间。装置壳体210能够在其中容纳气体处理装置210C(如图2(b)所示)。气体处理装置210C，在下文中为简洁起见即为初级气体处理装置210C，布置成基本上远离内燃发动机125的排气端口125E。在一个实施例中，二级气体处理装置215布置在消声器130中以进一步处理气体。本主题的优点在于，初级气体处理装置210C经过提早启动，由此即使在冷循环或冷启动条件期间也减少排放量。此外，布置在消声器130中的二级气体处理装置提供了改进的容积以在内燃发动机125操作的瞬态阶段期间用于减少排放量。

此外，本主题避免了背压的形成，如果形成背压，则会影响内燃发动机125的性能。基本远离排气端口布置的初级气体处理装置210C会减少或消除背压的形成。优选地，初级气体处理装置210C布置在排气端口的端口直径或主要横截面尺寸的6倍的距离处，其中所取的排放管205的长度依据真实长度。这设置初级气体处理装置210C与排气端口相距相当远，从而实现提早启动并同时避免背压。

布置在消声器150内的二级气体处理装置215与初级气体处理装置210C相距至少20mm，由此保持转换效率。此外，在一种实施方式中，初级气体处理装置210C和二级气体处理装置215沿同一轴线X-X’布置，所述轴线X-X’沿着排放气体从排放管205到消声器130的流动方向。

此外，二级气体处理装置215具有任何已知的规则几何形状或不规则形状。优选地，气体处理装置设置为具有椭圆形形状或圆形形状。

此外，图2(a)描绘了围绕排放管205布置、位于排放管205的下游部分205B处并且在消声器130的前方的装置壳体210基本上从地面向上布置，以保护装置壳体210免受崎岖道路上的石头造成的任何损坏。此外，装置壳体210基本上布置在后座脚踏185的后方和下方，后座脚踏185位于后盖组件170C的前部分的横向侧处。因此，来自初级气体处理装置210/210C的热量不会到达后座脚踏或骑乘者脚踏。装置壳体210具有长轴线L-L’，该布置长轴线L-L’为与穿过机动车辆100的骑乘者脚踏145和后座脚踏185的假想线IL成预定角度。在优选实施方式中，假想线IL与轴线X-X’之间的角度是锐角。因此，在车辆100的操作期间，从装置壳体210排放的热量向后传递并且后座假想线IL从装置壳体210的长轴线L-L'偏离，从而即使脚踏布置在装置壳体210的后方也基本上远离对流热。

此外，装置壳体210C相对于冷却风扇入口180I的轴线向后布置并延伸。因此，由于初级气体处理装置210C处的放热反应而消散的热量不影响内燃发动机125的冷却。由于在车辆100的操作期间，来自初级气体处理装置210的空气的流动方向是向后的并且热空气进入冷却整流罩组件180的可能性降低。

图2(c)描绘了根据如图1中描绘的实施例的车辆100的仰视图。围绕排放管205布置并且在消声器130前方的第一装置壳体210定位远离冷却风扇入口180I。在一种实施方式中，在冷却风扇入口180I和装置壳体210之间保持15毫米的最小垂直间隙。此外，装置壳体210相对于车辆100的后盖组件170C基本上向内布置。因此，由于后盖组件170C相对于装置壳体210基本上向外，消除了在横向方向上与用户的脚等接触的装置壳体210，并且装置壳体210也被保护免受任何横向冲击。

图3描绘了根据本主题的另一个实施例的排放系统的示意图。排放管205能够通过其上游端部分205A连接到汽缸125H的排气端口。排气端口的下游端部分205B连接到消声器130。此外，装置壳体210围绕排放管205布置，其中装置壳体210布置在排气端口的直径或主要横截面尺寸的至少6倍的距离处以避免任何背压并且布置在消声器130前方。此外，气体传感器(例如氧传感器220A等)安装在排放管205上并且位于装置壳体210前方的位置。为了容纳氧传感器220A等，排放管205设置有端口部分220。在其他实施方式中，端口部分220能够支持SAI连接、EGR连接、或及其附加的过滤器连接。安装在排放管205上的氧传感器220A向控制系统等提供燃烧相关信息，从而根据排放量和其他要求来更改空气燃料混合物。

因此，在当前实施例中，包括诸如总碳氢化合物(THC)、一氧化碳(CO)和氮氧化物(NOx)等有害成分的废气由初级气体处理装置和二级气体处理装置处理。此外，O2传感器提供与废气相关的信息以更改空气燃料混合物。同时，排放管205在装置壳体210之前为从发动机125消散的废气提供足够的容积从而避免背压。此外，布置在排放管205的下游端部分装置壳体210提供提早启动，从而能够在冷启动期间或发动机启动后立即处理废气。

在又一实施例(未示出)中，发动机固定地安装到车辆，该车辆是摩托车类型的车辆。图4(a)描绘了根据本主题的又一实施例的车辆的右侧视图。在这种车辆101中，发动机126固定地安装在框架构件106上并且布置在前轮116的后方。此外，发动机126包括向前倾斜的汽缸盖126H并且汽缸盖126H在其后侧壁具有进气端口和布置在面向前面的侧壁上的排气端口。消声器131布置在与后轮136邻近的至少一个横向侧(在所描绘的实施例中为右侧)上。在一个实施例中，消声器131布置在后轮的前方或发动机下方或座椅组件146和后轮136之间。

图4(b)描绘了根据图4(a)的实施例的排放系统的另一放大视图。排放管206从汽缸盖126H的前部分朝向消声器131延伸，优选地布置在车辆的一个横向侧。在本实施例中，排放管206从骑乘者脚踏146下方并朝向消声器131的前部分延伸。能够容纳气体处理装置的装置壳体211沿着排放管206的至少一部分布置，并且布置在距排放端口为排气端口的直径或主要横截面尺寸的至少6倍的距离处。这为一级气体处理装置提供了提早启动，同时避免了任何背压。

在优选实施方式中，装置壳体211具有长轴线L-L’，该长轴线L-L’与穿过机动车辆101的骑乘者脚踏146和后座脚踏186的假想线IL成预定角度布置。例如，在所描绘的具有圆柱形形状的装置壳体211中，具有与装置壳体211的轴线相同的长轴线。当从车辆101的前部向后部移动时，假想线IL从装置壳体211的长轴线L-L'偏离。在一个在优选实施方式中，假想线IL与轴线X-X’之间的角度α为0-60度范围内的锐角。此外，在车辆101的操作期间，从装置壳体211排放的热量向后传递不会影响搁在后座脚踏186上的后座脚，由此脚踏186即使布置在装置壳体210的后方也基本上远离热量，因为穿过后座脚踏186的假想线从脚踏186偏离。此外，装置壳体211布置在距排气端口大于排气端口的直径或主要横截面尺寸的10倍的距离处。特别是，在摩托车型车辆中，排放管从骑乘者脚踏146和后座脚踏186下方穿过。本主题提供了布置在排放管206的下游端部分处并且优选地在消声器131前方的装置壳体211。因此，装置壳体211远离骑乘者脚踏向后延伸，由此在车辆101的操作期间由于气体处理装置的放热反应而产生的热量被向后引导，从而使骑乘者的足部不受热影响。此外，装置壳体211基本上位于内燃发动机125的下方以及曲轴箱盖125D的后方，由此来自初级气体处理装置的热量不会影响内燃发动机的冷却。此外，来自气体处理装置的热量被引导远离车辆101的冷却系统。

上述各实施例可以被组合以提供进一步的实施例。此外，实施例的各方面不一定限于特定实施例。所描绘的图用于例示目的，鉴于上述公开，在本主题的范围内，本主题的许多修改和变化是可能的。